den 14. juli 2015 skabte den nye Horisont mission historie, da det blev det første robot rumfartøj, der gennemførte en flyby af Pluto. Den 31. December 2018 skabte det historie igen ved at være det første rumfartøj, der mødtes med et Kuiper Belt Object (KBO) – Ultima Thule (2014 MU69). Derudover sluttede Voyager 2-sonden sig for nylig til sin søstersonde (Voyager 1) i det interstellære rum.
i betragtning af disse resultater er det forståeligt, at forslag til interstellare missioner igen overvejes. Men hvad ville en sådan mission medføre, og er det endda det værd? Kelvin F. Long, medstifter af initiativet til interstellare studier (i4is) og en stor fortaler for interstellar flyvning, offentliggjorde for nylig et papir, der understøtter ideen om at sende robotmissioner til nærliggende stjernesystemer for at gennemføre in situ rekognoscering.
papiret med titlen “Interstellar Probes: the Benefits to Astronomy and Astrophysics” blev for nylig vist online. Papiret opsummerer materiale, som Long vil præsentere på det 47.IAA-Symposium om fremtidig Rumastronomi og Solsystemvidenskabelige missioner – som er en del af den 70. internationale astronautiske kongres – den okt. 10th, 2019; specifikt sessionen, der beskæftiger sig med Rumfartsagenturstrategier og-planer.
til at begynde med beskriver Long, hvordan astronomi/astrofysik (især hvor rumteleskoper har været involveret) og rumforskning ved hjælp af robotprober har haft en dybtgående indvirkning på vores art. Som han forklarede til Universe Today via e-mail:
” den astronomiske bestræbelse har åbnet vores horisonter af viden om oprindelsen og udviklingen af solsystemet, galaksen og det bredere univers. Det er en aktivitet, som mennesker har udført i uden tvivl titusinder af år, da vi kiggede mod stjernerne, og de opmuntrede vores nysgerrighed. Vi kunne aldrig røre stjernerne, men vi kunne se på dem, og instrumentering gav os potentialet til at se på dem endnu tættere. Derefter hjalp opdagelsen af det elektromagnetiske spektrum os med at forstå universet på en måde, vi aldrig havde gjort før.”
på nuværende tidspunkt er menneskehedens bestræbelser på at studere planeter og himmellegemer direkte begrænset til Solsystemet. De fjerneste robotmissioner har rejst (Voyager 1 og 2 rumprober) har været til den ydre kant af heliopausen, grænsen mellem vores solsystem og det interstellære medium.
alle disse missioner har lært os meget om planetarisk dannelse, historien og udviklingen af vores solsystem og om selve planeten Jorden. Og i de seneste årtier har udbredelsen af missioner som Hubble, Spits, Chandra, Kepler og Transiting eksoplanet Survey Satellite (TESS) afsløret tusindvis af planeter ud over vores solsystem.
dette har naturligvis ført til fornyet interesse for montering af missioner, der ville være i stand til at udforske ekstrasolære planeter direkte. På samme måde som missioner som MESSENGER, Juno, daggry og nye horisonter har udforsket henholdsvis Merkur, Jupiter, Ceres og Vesta og Pluto, ville disse missioner være ansvarlige for at bygge bro over den interstellære kløft og stråle tilbage billeder og data fra fjerne planeter.
” o spørgsmålet er, er vi tilfredse med blot at se på dem langvejs fra, eller vil vi gerne gå der?”sagde længe. “Rumsonder giver en klar fordel i forhold til fjernmåling med lang rækkevidde, hvilket er potentialet for direkte In situ videnskabelige undersøgelser fra kredsløb eller endda på overfladen. I et univers, hvor jorden og endda vores solsystem er reduceret til en ren Lyseblå prik blandt tomrummet, ville vi være vanvittige for ikke en dag at prøve.”
men selvfølgelig giver udsigten til at udforske andre solsystemer nogle store vanskeligheder, ikke mindst omkostninger. For at sætte det i perspektiv kostede Apollo-programmet en anslået $25.4 milliarder USD, hvilket svarer til $ 143.7 milliarder, når de justeres for inflationen. At sende et skib til en anden stjerne er derfor som at løbe ind i billionerne.
men som længe forklaret kan alle disse udfordringer opsummeres i to kategorier. Den første adresserer det faktum, at vi mangler den nødvendige teknologiske modenhed:
“som alle rumfartøjer ville en interstellar rumsonde have brug for kraft, fremdrift og andre systemer for at nå sin mission og med succes nå sit mål og erhverve sine data. At bygge rumfartøjer, der kan gå hurtigt nok til at udføre rejsen til de nærmeste stjerner i en rimelig menneskelig levetid og også drive disse fremdrivningssystemer, er ikke let, og overstiger ydeevnen for enhver teknologi, vi nogensinde har lanceret i rummet til dato med flere størrelsesordener. Alligevel er de grundlæggende principper, hvorpå disse maskiner ville fungere, fra et fysik-og ingeniørperspektiv, godt forstået. Det kræver blot et fokuseret program for indsats for at gøre dette muligt.”
som vi adresserede i et tidligere indlæg, ville det tage utrolig lang tid at vove sig til selv den nærmeste stjerne. Ved hjælp af eksisterende teknologi ville det tage et rumfartøj overalt fra 19.000 til 81.000 år at nå Alpha Centauri. Selv ved hjælp af nuklear fremdrift (en gennemførlig, men endnu ikke testet teknologi), ville det stadig tage 1000 år at komme dertil.
det andet store spørgsmål er ifølge Long manglen på politisk vilje. På nuværende tidspunkt står planeten jorden over for flere problemer, hvoraf de største er overbefolkning, fattigdom og klimaændringer. Disse problemer, kombineret, betyder i det væsentlige, at menneskeheden bliver nødt til at tage sig af behovene hos milliarder flere mennesker, samtidig med at de beskæftiger sig med faldende ressourcer.
“i betragtning af konkurrerende problemer på jorden mærkes det, at der i dag ikke er nogen begrundelse for at godkende udgifterne til sådanne missioner,” sagde Long. “Det er klart, at opdagelsen af en eksoplanet med potentielt interessant biologi kan ændre dette. Der er potentiale for den private sektor til at forsøge sådanne missioner, men disse er sandsynligvis i fremtiden, da de fleste private bestræbelser er fokuseret på Månen og Mars.”
den eneste undtagelse herfra, forklarer Long, er Breakthrough Initiatives ‘ projekt Starshot, der sigter mod at sende en gram-skala sonde til proksima Centauri på bare 20 år. Dette ville være muligt ved at bruge et let sejl, som ville blive accelereret af lasere til relativistiske hastigheder på op til 60.000 km/s (37.282 mps) eller 20% lysets hastighed.
et lignende missionskoncept er kendt som Project Dragonfly, et koncept, der udvikles af et internationalt team af forskere ledet af Tobias H. Interessant nok blev dette forslag født af den samme konceptuelle designundersøgelse, der inspirerede Starshot – som var vært for Initiative for Interstellar Studies (i4is) i 2013.
ligesom Starshot kræver Dragonfly-konceptet et laserdrevet lyssejl, der ville trække et rumfartøj op til relativistiske hastigheder. Imidlertid ville Dragonfly-rumfartøjer være betydeligt tungere end en gram-skala-sonde, hvilket ville gøre det muligt at inkludere flere videnskabelige instrumenter. Rumfartøjet ville også blive bremset af et magnetisk sejl ved ankomsten.
mens missioner som disse sandsynligvis vil koste i nærheden af 100 milliarder dollars at udvikle, føler Long bestemt, at dette inden for overkommelighed i betragtning af de potentielle udbetalinger. Apropos udbetalinger, en interstellar mission ville have masser, som alle ville være oplysende og spændende. Som længe sagt:
” muligheden for at gennemføre nærobservationer af andre stjernesystemer ville give os en meget bedre forståelse af, hvordan vores eget Solsystem dannede sig, og også karakteren af stjerner, galakser og eksotiske fænomener som sorte huller, mørkt stof og mørk energi. Det kunne også give os bedre forudsigelser for potentialet for livsudviklende systemer.”
der er også muligheden for, at rumprober, der udfører interstellære rejser med relativistiske hastigheder, vil opdage ny fysik. På nuværende tidspunkt forstår forskere universet med hensyn til kvantemekanik (materiens opførsel på det subatomære niveau) og generel relativitet (stof på den største skala – stjernesystemer, galakser, superklynger osv.).
til dato er alle forsøg på at finde en Grand Unified Theory (GUT) – aka. en teori om alt (TOE) – der ville fusionere disse to tankeskoler har mislykkedes. Long hævder, at videnskabelige missioner til andre stjernesystemer meget vel kunne give en ny syntese, som ville hjælpe os med at lære meget mere om, hvordan universet fungerer som helhed.
men selvfølgelig ville ingen tale om udbetalinger være komplet uden at nævne den største af alle: at finde livet! Selvom det kun var en koloni af mikrober, ville de videnskabelige konsekvenser være enorme. Hvad angår konsekvenserne af at finde en intelligent art, ville konsekvenserne være umådelige. Det ville også løse det tidløse spørgsmål om, hvorvidt menneskeheden er alene i universet eller ej.
“at finde intelligent liv ville være en spilskifter, for hvis vi skulle komme i kontakt med en sådan art og dele vores viden med hinanden, vil dette have en dybtgående indvirkning på vores videnskaber, men også vores personlige filosofier,” sagde Long. “Dette er vigtigt, når man overvejer det ældgamle spørgsmål om menneskelig oprindelse.”
men selvfølgelig skal der ske meget, før sådanne missioner kan overvejes. Til at begynde med skal de teknologiske krav, selv for et teknisk gennemførligt koncept som Starshot, løses i god tid. Ligesom alle de potentielle risici forbundet med interstellar flyvning ved relativistiske hastigheder.
men frem for alt bliver vi nødt til at vide på forhånd, hvor vi skal sende disse missioner for at maksimere det videnskabelige afkast af vores investering. Det er her traditionel astronomi og astrofysik vil spille en stor rolle. Som længe forklaret:
før missioner lanceres på andre stjernesystemer, vil det være nødvendigt først at karakterisere den videnskabelige værdi af at besøge disse systemer før hånden, hvilket vil kræve de langtrækkende astronomiske observationsplatforme. Derefter, når sonderne er lanceret, vil de også hjælpe med at kalibrere vores målinger af den kosmiske afstandsskala, hvilket også vil bidrage til at forbedre vores astronomiske instrumenter. Det er derfor klart, at enhver art, der stræber efter at blive oplyst om universet og dets plads i det, bør omfavne begge former for forespørgsel, da de forbedrer hinanden.
det kan gå mange årtier, før menneskeheden er parat til at afsætte tid, energi og ressourcer til en interstellar mission. Eller det kan simpelthen være et spørgsmål om år, før eksisterende forslag har udarbejdet alle de tekniske og logistiske spørgsmål. Uanset hvad, når en interstellar mission er monteret, vil det være en vigtig og ekstremt historisk begivenhed.
og når det begynder at sende data tilbage fra de nærmeste stjernesystemer, vil det være en begivenhed uden sidestykke i historien. Bortset fra de nødvendige teknologiske fremskridt er alt, hvad der er nødvendigt, viljen til at få de afgørende investeringer til at ske.
yderligere læsning: arkiv