Oké, találtunk egy lakható bolygót a szomszédban, de hogy a francba jutunk oda?

Szóval felmerül a kérdés:

kezdhetünk csomagolni?

A pesszimista válasz egyszerű: nincs az az isten, hogy a mi életünkben, vagy akár ebben az évszázadban eljuthassunk a Proxima b-re. Szerencsére az űrkutatást sosem a pesszimizmus – és nem is a vallás – lendítette előre, úgyhogy azért akad pár lehetőség a csillagközi utazásra. Más kérdés, hogy ki az az elmeroggyant, aki ezt vállalná is.

Nem jön ki a matek

Az alapvető probléma az, hogy szánalmasan lassúak vagyunk, ha az űrutazásról van szó. Miközben az űrtávcsöveink már több milliárd fényévnyi távolságokkal is megbirkóznak, űrhajóinknak még a Naprendszerben tökölnek. Pillanatnyilag még a tőlünk átlagosan 200 millió kilométerre keringő Marsra sem tudunk űrhajósokat szállítani (erre csak a NASA 2018-ban debütáló új űrhajója, az Orion lesz képes), nemhogy a 40 trillió kilométerre lévő Proxima-rendszerbe.

De még ha lenne is csillagközi utazásra alkalmas űrhajónk, a hajunkra kenhetjük. Tudományosabban fogalmazva: 165 ezer évig utazhatnánk, mire célba érünk (a korábbi űrsiklók csúcssebessége 28 ezer km/óra volt, lehet számolgatni.) Hacsak nem építünk egy irgalmatlanul nagy űrhajót, amely fedélzetén előállíthatnánk oxigént, vizet, élelmiszert, üzemanyagot, utódokat... Egyszóval: ez nem fog menni.

Forrás: space.com

Ahhoz, hogy egy emberöltő alatt megtegyük az oda-vissza utat, a maiaknál több ezerszer gyorsabb űrhajóra, ehhez pedig több milliószoros - bolygónk éves energiafogyasztásának megfelelő - energiára volna szükség. Mivel ekkora rakétánk nincs és egy darabig nem is lesz, ezért vagy útközben kell előállítani az üzemanyagot (nap-, vagy atomenergiával), vagy a távolból kell „betolni” a hajót (például lézerrel, erre később még visszatérünk).

De van más gond is: azt sem tudjuk, milyen hatásoknak, fizikai veszélyeknek (vákuum, sugárzás, súlytalanság, mikrometeroidok) és pszichikai hatásoknak lennének kitéve az űrhajósaink egy ekkora út során, hiszen ezt a területet épp, csak elkezdtük boncolgatni a Nemzetközi Űrállomás laborjaiban folytatott kísérletekkel.

Féreglyuk, mi?

Születtek ugyan elképzelések az említett problémák áthidalására: hibernáljuk az űjhajósokat, csináljunk fúziós hajtóművet, fagyasszunk le embriókat, építsünk teleportot, vagy csak találjunk egy istenverte féreglyukat, de ezekre legfeljebb egy vaskos bayerzsoltos idézettel lehetne válaszolni (azért a legőrültebb ötleteket is összegyűjtöttük, lásd keretes írásunkat). Szóval, ha nem akarjuk, hogy félőrült asztronauták gyilkolásszák egymást, vagy a frigóból kiolvaszottt zombik vessék meg csonkjaikat elsőként ezen a drága Föld 2.0-n, akkor kíméletesebb megoldások után kell néznünk. 

Meglehet, kivételesen el kellene fogadnunk Sztálin mondását:

„Ha nincs ember, nincs probléma.”

A legjobb, ha csak felderítő szondákat küldünk, így spórolhatunk az üzemanyagon, nem kell étel, víz, oxigén, sem gumiszoba.

Az ember nélküli csillagközi utazás mellett szól, hogy az automata szondák már eddig is jóval messzebbre jutottak, mint amiről az űrhajósok valaha álmodhatnak. Az első - és máig az egyetlen - műhold, amely kijutott a Naprendszerből, az 1977-ben felbocsátott Voyager 1, ami jelenleg 20 milliárd kilométerre jár, túl a Naprendszer peremén. A szonda a Naphoz viszonyítva másodpercenként 17 kilométerrel repeszt, de így is csak 70 ezer év múlva érhetné el a Proxima b-t (ha tudnánk irányítani). Azóta ennél gyorsabb szondákat is indítottunk (lásd táblázatunkat), a Plútónál bolyongó New Horizonsnak például 54 ezer, a Jupiter körül keringő Junónak pedig 17 ezer évbe telne az út a legközelebbi csillagrendszerig.

Panoráma a Proxima-b-ről NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Persze a sebesség is relatív. Az utazás pontos időtartamát nehéz kiszámítani, mivel nem mindegy, mi a sebesség viszonyítási alapja: a Nap, a Föld, vagy egy másik égitest. Azt is figyelembe kell venni, hogy egy űreszközre milyen erők hatnak útközben: egy-egy égitest gravitációja húzza, avagy éppen tolja őket. Alábbi táblázatunkban az eddigi csúcstartókat soroljuk fel, kategóriák szerint:

Gyorsasági rekordok

Kategória	Űreszköz	Év	Sebesség (km/óra)
Földhöz képest	Juno	2016	265,000
Földhöz képest (emberrel)	Űrsiklók	-	28,000
Naphoz képest	Helios I, II	1976	253,000
Naphoz képest (terv)	Solar Probe Plus	2018	724,000
Szökési sebesség (Földről)	New Horizons	2006	58,000
Szökési sebeség (Naprendszerből)	Voyager 1, 2	2015	62,100
Belépési sebesség (Földre)	Stardust	2006	46,600
Belépési sebesség (Földre, emberrel)	Apollo 10	1969	39,900
Belépési sebesség (Jupiterre)	Juno	2016	209,000

Szerencsére küszöbön állnak azok az új technológiák, amelyekkel akár száz év alá is leszorítható az ember nélküli csillagközi utazás időtartama. A komolyan vehető koncepciók többsége miniatűr űrszondák kifejlesztését célozza, ezek napvitorlával, vagy valami hasonló üzemanyagmentes megoldással működnének. Több terv is készült lézermeghajtású, illetve az egyelőre kezdetleges nukleáris fúzión alapuló rakéták építésére.

Céllövölde

Az egyik legérdekesebb és legnagyobb nyilvánosságot kapott terv az idén áprilisban beharangozott Breakthrough Starshot Initiative. A kezdeményezés Jurij Milner orosz kalandor milliárdos, Mark Zuckerberg Facebook-alapító és Stephen Hawking kozmológus nevéhez fűződik, de a buliba több NASA-tudós, akadémikus, Nobel-díjas kutató is beszállt. A Starshot a fejlesztéssel és utazással együtt 50 évig tartana egy olyan „csillagközi anyahajóval", amely apró robotszondák ezreit vinné magával. A bélyeg méretű szatellitek Föld körüli pályára állnának, majd kibontanák hihetetlenül vékony, néhány száz atomnyi vastagságú, egyméteres fesztávolságú vitorlájukat. A meghajtásról földi lézerpuskák gondoskodnának: egy irányított szupererős lézernyalábbal két perc alatt a fénysebesség ötödére, óránként 200 millió kilométerre gyorsítanák fel az űrhajót. A technológia kifejlesztése alsó hangon 20 évbe telhet, ugyanennyit venne igénybe az utazás Hawkingék szerint. Az áramot a tűzjelzőkben is használatos ameríciumból nyernék.

Hawkingék napvitorlása Breakthrough Starshot Initative

A jó hír az, hogy a vállalkozáshoz szükséges technológiák részben rendelkezésre állnak. A kamerák, számítógépes és áramtermelő egységek  most is elférnek egy 1 grammos dobozban (ezt a CubeSat-programmal részben már demonstrálta a NASA).

Pete Worden, a NASA Ames Kutató Központjának korábbi igazgatója, a projekt ügyvezetője augusztus 24-i sajtótájékoztatóján jelentette be, hogy a munka már megkezdődött, szakértőik a múlt héten tanácskoztak a Starshot-rendszer kivitelezéséről. A program költsége Worden szerint a Nagy Hadronütköztető 10 milliárd dolláros büdzséjével vetekszik, a technológia fejlődésével ez jelentősen csökkenthető. Mint mondta, a következő évtized során a Proxima-rendszer három csillagáról ás bolygójáról igyekszenek minél többet megtudni, mielőtt szondákat küldenénk oda. 

A rossz hír az, hogy Worden óvatossága nem alaptalan, a terv kivitelezhetőségét illetően még sok a kérdőjel:

– Hogyan építünk meg egy 200 gigawattos, összehangolt lézerrendszert a Földön, amely a légkörön keresztülhatolva is elég precíz lesz ahhoz, hogy ne olvassza szét az űrhajót és ne károsítsa az atmoszférát?

– Hogyan bírják majd a műszerek az 51 ezer G nehézségi gyorsulást?

– Hogyan végezhetnének precíziós méréseket a műholdak parányi szenzorai?

– Milyen távcső lesz képes felfogni és feldolgozni a műholdak által küldött adatokat?

– Mi védi a műholdakat a kozmikus porszemekkel való ütközésektől?

Ezeket a kérdéseket többek között Seth Shostak, a földönkívüli élet után kutató SETI program vezető csillagásza és Jonathan McDowell, a Harvard-Smithsonian asztrofizikai intézet kutatója fogalmazta meg. Shostak a Space.com-nak nyilatkozva egyébként izgalmas vállalkozásnak nevezte a Starshotot, megjegyezve: nehéz megjósolni, hogyan fejlődik a technológia a következő 20 évben. McDowell viszont arra is figyelmeztetett, hogy még soha nem teszteltük az űrhajók strapabírását ekkora sebességnél, márpedig 200 ezer km/óránál egyetlen szembejövő porszem is fél kiló TNT-hez mérhető erővel csapódna be. (Worden ellenérve: az ütközés esélye elhanyagolható, különben is egy több ezer tagú rajról beszélünk, néhány szonda elvesztése nem nagy ügy.) McDowell azért igyekezett tisztázni, hogy nem akadékoskodni akar:

„Amikor a fizikusok ízekre szednek egy tervet, azzal a szeretetüket fejezik ki.”

Penelope Boston, a NASA Asztrobiológiai Intézetének igazgatója viszont kifejezetten lelkesen nyilatkozott a tervről. Szerinte a hardverek miniatürizálásának trendje idővel igenis lehetővé fogja tenni a nanoszondák megépítését, így a küldetés bőven megéri majd a befektetést:

„Egy bolygó felszíne rendkívül összetett, sokféle élőhely alakulhatott ki rajta, ezek feltérképezése ugyanakkor bőven meghaladja bármilyen elérhető távcső felbontóképességét.”

Szitakötő

Hawkingék tervéhez sok tekintetben hasonlít a Dragonfly (Szitakötő) program, amely szintén a már bizonyított CubeSat mikroműholdak technológiájára alapozna: kisméretű, lézermeghajtású szondákat küldenének a csillagközi térbe. A Szitakötő-raj napvitorlákkal meghajtott miniatűr szondák hálózatából és egy nagyobb űrhajóból állna, ezeket a Starshothoz hasonlóan, lézerrel gyorsítanának fel. Hawkingék elképzelésétől eltérően, a szitakötők cipelnék az anyahajó terheit (például az egyik szállítaná a kommunikációs berendezéseket, a többiek a szenzorokat), majd a Proxima-rendszerben randevúznának. A lézerpuskát pedig nem a Földre, hanem az űrbe telepítenék. A lézer-űrhajót napelemes szondák látnák táplálnák energiával, a kommunikációs műholdat pedig a Naprendszerben mikrohullámokkal, majd pedig a Proxima-rendszer csillagainak sugárzásával töltenék fel.

Szitakötőraj Adrian Mann

A leszállóegységek porszem méretű szondák lennének, melyek összehangoltan, autonóm módon hajtanák végre küldetésüket.

Annyi bizonyos, hogy a miniatűr szondarajoktól a féreglyukakig, a legőrültebb elképzelések is egy lépéssel közelebbre hozhatják a csillagközi utazás álmát még akkor is, ha egyik sem valósul meg a mi életünkben. A realistább forgatókönyvek szerint egy évszázadba telhet, mire az első felfedezők eljutnak a Proxima b-hez, legyenek azok androidok, fagyasztott emberek vagy robot szondák. Addig csak abban reménykedhetünk, hogy a centauriak gyorsabbak lesznek: