Ich habe hier mehrere Fragen und Antworten gelesen, die sich mit dem Erreichen von Geschwindigkeiten befassen, die über die typischen Weltraumerkundungsmissionen hinausgehen. Während beispielsweise die Geschwindigkeit in der Nähe der Sonne zunimmt, kann dies nicht auf die Erforschung des Weltraums angewendet werden.
Meine Frage ist, wie nah wir einer neuen Art der interstellaren Reise mit Geschwindigkeiten sind, die eher in Bruchteilen der Lichtgeschwindigkeit als in km/s gemessen werden können.
Ich habe Vorschläge mit Segeln usw. gesehen, aber werden sie wirklich ernsthaft in Betracht gezogen oder ist das nur Wunschdenken?
Derzeit beschränkt sich funktionale und bewährte Technologie darauf, im Grunde überhaupt keine interstellaren Reisen durchzuführen. Um einen unserer stellaren Nachbarn (wie Proxima Centauri), eine der schnellsten Raumsonden, die wir jetzt haben, New Horizons, zu erreichen, würde es 54000 Jahre dauern .
Es gibt mehrere vorgeschlagene Methoden zum Senden von interstellaren Entfernungen von Raumfahrzeugen (in kürzeren Zeitspannen), wie zum Beispiel:
Strahlkraft (verwenden Sie einen Laser, um das Fahrzeug anzutreiben/zu schieben)
Hochenergetischer Brennstoff (Atom/Antimaterie?)
Elektrischer Antrieb (Ionenantriebe oder andere elektrische Triebwerke)
Unterwegs Treibstoff tanken (Interstellar 'ramjet')
Kanone / Projektil (Geschwindigkeit durch Abfeuern einer Railgun oder ähnlichem)
Theoretisch / Sci-Fi (Warpantriebe, Wurmlöcher etc.)
Von diesen Methoden ist die Strahlkraft derzeit wahrscheinlich am nächsten an der Realität. Zum Beispiel gibt es einen Vorschlag, kleine münzgroße Raumschiffe mit einem „Segel“ und einer leistungsstarken Reihe von Lasern zu anderen Sternen zu schicken, um sie zu beschleunigen. Dies ist der Vorschlag „Breakthrough Starshot“, der die winzigen Sonden auf etwa 20 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen könnte, sodass die Sonden den Stern in etwa 20 Jahren erreichen könnten .Dieses System würde funktionieren, aber es gibt noch einige technische Herausforderungen und Finanzierungsherausforderungen (allerdings nichts Unmögliches). Ein solches System wäre nur eine einfache Fahrt ohne Stopp am Ende – die Sonden sind zu klein, um irgendetwas anderes zu tun, als grundlegende Sensorinformationen zu sammeln, und da sie keinen Antrieb haben, würden die meisten von ihnen vorbeifliegen und in den Weltraum weiterfliegen. Das Problem mit dem Breakthrough Starshot ist, dass er derzeit auf extrem kleine Raumfahrzeuge beschränkt ist, aber zukünftige Entwicklungen in der Laser- und Stromerzeugungstechnologie können die Größe und Geschwindigkeit der Raumsonden erhöhen, die wir senden können. Nach Angaben der Organisation könnten sie, wenn sie finanziert werden, die ersten Sonden im Jahr 2036 starten.
Als nächstes auf der Liste der realitätsnahsten hat die Kategorie der Hochenergiebrennstoffe bestimmte Vorschläge, die heute gebaut werden könnten, wenn auch mit enormen Kosten, Risiken und technischen Herausforderungen wie dem Daedalus Interstellar Craft . Dieses Raumschiff wurde bereits in den 1970er Jahren vorgeschlagen. Mit nuklearem Antrieb wäre es in der Lage, bis zu ~12% der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, was zu einer Reisedauer von schätzungsweise 50 Jahren zu unseren nahen Nachbarn führen würde.
Fortschritte werden auch beim elektrischen Antrieb gemacht, der ihn für den systeminternen Transport immer praktischer macht, aber der Energiebedarf und der geringe Schub machen ihn für einen schnellen interstellaren Flug suboptimal.
Andere Methoden wie interstellare Ramjets oder Warp-Antriebe machen derzeit nur Spaß im Labor und sind zwar mathematisch möglich, aber derzeit nicht in die Realität übertragbar.
Spekulation:
Die Ziele von Breakthrough Starshot, den ersten Start bis 2036 und damit die erste Ankunft um 2056 zu erreichen, sind vernünftig, allerdings nur, wenn sie die Finanzierung erhalten. Erwarten Sie keine größeren (oder bemannten) interstellaren Missionen in den nächsten 50-100 Jahren, es sei denn, es wird eine bahnbrechende Technologie entwickelt (wie menschliche Winterschlaf-/Stasissysteme oder eine praktische neue Antriebsmethode).
Ich denke, Sie könnten daran interessiert sein, mehr über Breakthrough Starshot zu lesen, ein Projekt, das dem ähnelt, was Sie beschrieben haben, und das bereits eine Anfangsfinanzierung von 100 Millionen USD erhalten hat (also würde ich sagen, es wird ernsthaft in Betracht gezogen). Die Grundidee besteht darin, ein Sonnensegel zu verwenden, das den Impuls verwendet, der von den Photonen übertragen wird, die das Sonnensegel treffen und daher antreiben, anstatt Treibmittel an Bord zu verwenden. Weitere Informationen darüber, wie Sie die Kraft erhalten, die das Sonnensegel erfährt, finden Sie hier .
Dies ist jedoch eine relativ kleine Kraft, und um sicherzustellen, dass die Beschleunigung hoch genug ist, um einen anderen Stern in angemessener Zeit zu erreichen, sollte die Masse des Raumfahrzeugs sehr gering sein, in der Größenordnung von Gramm (denken Sie an Newtons zweites Gesetz ). Dennoch würde das Raumschiff in diesem Fall Tausende von Jahren brauchen, um den nächsten Stern zu erreichen. Daher ist geplant, die Raumsonde zunächst mit Lasern auf 20 % der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, sodass der nächste Stern in 20 Jahren erreicht wird.
Allerdings stellt dieses Konzept auch große technische Herausforderungen, da das Sonnensegel extrem dünn und langlebig sein sollte, um den enormen Beschleunigungen und Temperaturen standzuhalten. Eine positive Vermutung, die ich gefunden habe, sind 20 weitere Jahre Entwicklungszeit ... Sie können viele reddit-Beiträge finden, die die technische Machbarkeit weiter diskutieren, wie zum Beispiel hier , hier und hier .
äh