Voisimmeko rakentaa Star Trekin Starship Enterprise -yrityksen?

USS Enterprise -lautanen runkokaavio

Kaavio tosielämän tähtialuksesta Enterprise, jonka ehdotti insinööri, joka sanoo, että suurin osa tekniikasta on käsillä. (Kuvaluotto: BuildtheEnterprise.org)



Ensimmäisestä esiintymisestään alkuperäisessä Star Trek -sarjassa vuonna 1966 lähtien Enterprise -tähtialuksesta on tullut avaruusmatkailun symboli. Äskettäin anonyymi insinööri väitti, että tämän ikonisen aluksen likimääräisyys voitaisiin rakentaa seuraavan kahden vuosikymmenen aikana. Mutta kuinka lähellä ihmiskunta on vetäytyä tähtien läpi loiminopeudella?



BuildTheEnterprise.org-verkkosivustolla itse julistettu insinööri, joka tunnistaa itsensä vain 'BTE-Daniksi', ehdottaa, että ikonisen aluksen toimiva faksi voitaisiin rakentaa ja laukaista seuraavan 20-30 vuoden aikana. Alus vaatisi muutamia muutoksia, mutta se näyttäisi paljon kapteeni Kirkin kuuluisalta alukselta.

Avaruuteen rakennettu alus ei koskaan vieraile minkään kuun tai planeetan pinnalla, joten sen ei koskaan tarvitsisi saavuttaa suuria nopeuksia, jotka ovat välttämättömiä pinnan painovoiman välttämiseksi. Moottorit saisivat aluksella olevat ydinreaktorit ja käyttävät ponneaineena argonia ksenonin sijasta, mikä säästää muutaman sadan miljardin dollarin kustannuksia. Lisäbonuksena BTE-Dan toteaa, että argonia voidaan louhia Marsin ilmakehästä.



Vaikka tällaiselta alukselta puuttuisi loimiyksikkö (tekniikka, joka mahdollistaa Star Trek -version vetämisen tähtien välillä galaksin läpi), se voisi saavuttaa kuun kolmessa päivässä ja Marsin kolmen kuukauden kuluttua. BTE-Dan ehdottaa, että se voisi toimia avaruusaseman ja avaruusportin yhdistelmänä, jolloin ihmiset voivat kiertää planeettoja ja kuita aurinkokunnassa samalla, kun he käyttävät `` yleismaailmallista laskeutumista '' matkustaakseen niiden pinnoille ja sieltä pois. Tällainen avaruusalus voisi mahtua 1000 ihmistä sen painovoimapyörän sisällä. [ 10 parasta Trek -tekniikkaa ]

Koko alus olisi yli 3000 metriä pitkä, ja sen keskikiekko muodostaisi lähes puolet sen pituudesta.

Verkkosivuston mukaan suuri osa kuvatun aluksen rakentamiseen tarvittavasta tekniikasta on käsillämme, mukaan lukien pyörivä painovoimapyörä, jonka sähkömagneetit voivat ripustaa tyhjiössä mekaanisen kulumisen estämiseksi. Hänen mukaansa myös helposti ulottuvilla ovat 1,5 GW: n (gigawattinen sähkö) ydinreaktori, joka on turvallinen kuljettaa avaruusaluksessa, ja komposiittimateriaalit, jotka säästäisivät massaa, lisäisivät voimaa ja parantaisivat säteilysuojausta.



Still -kuva vuoden 2009 elokuvasta

Still -kuva vuoden 2009 Star Trek -elokuvasta, joka näyttää uudelleen kuvitellun U.S.S. Yritys.(Kuva: Paramount Pictures.)

Suunnittelun haasteet



BTE-Dan kuvailee itseään järjestelmä- ja sähköinsinööriksi, joka on työskennellyt viimeiset 30 vuotta Fortune 500 -yrityksessä. Tällä hetkellä hän kieltäytyy haastatteluista.

Vaikka mahdollisuus a tosielämän yritys on houkutteleva, ehdotettu alus ei ole ilman ongelmia.

Adam Crowl, insinööri Icarus Interstellar Inc.:n, tähtitieteelliseen tutkimukseen omistautuneen voittoa tavoittelemattoman säätiön kanssa, huomautti, että riittävän tehokkaalla ydinreaktorilla rakennettu avaruusalus tarvitsee suuria lämpöpattereita, mikä pilaa klassisen Enterprise -ilmeen.

`` Tekniikan fysiikka ei kunnioita estetiikkaamme '', hän kertoi demokratija.euille sähköpostitse.

BTE-Danin alus on pohjimmiltaan kuuluisan tähtialuksen ikoninen kopio, eikä se välttämättä ole käytännöllinen.

'Haluaisin nähdä 1000 ihmistä menemässä Marsiin, mutta minun on vakuutettava, että heidän on oltava Enterprise -yrityksessä', Crowl sanoi.

Muut insinöörit sanoivat, että BTE-Danin laivan ja Enterprise: n väliset yhtäläisyydet ovat vain ihoa syviä.

'Hän haluaa rakentaa jotain ennakoitavaa tekniikkaa käyttäen, joka näyttää vain Enterprise', sanoi Marc Millis, NASA: n Glenn -tutkimuskeskuksen ilmailuinsinööri. 'Se ei ole lähelläkään sitä, mitä Enterprise on.'

Sivusto sai kuitenkin niin paljon käyntejä pian sen käynnistämisen jälkeen, että se kaatui ja paljasti, kuinka houkutteleva idea on monille ihmisille.

Tämän päivän tekniikka

Vaikka jotkin Enterprise -osa -alueet ovat nykyään kaukana ulottuvilta, monet ovat ulottuvillamme ja jotkut osa jokapäiväistä elämäämme. Liukuovet, futuristiset 1960-luvulla, ovat nyt tervetulleita lähes kaikkiin ruokakauppoihin, ja nykyään avattavat matkapuhelimet muistuttavat Star Trekin kolmikortteja. Nykyään kaikkialla olevat kosketusnäyttölaitteet näyttävät jopa samalta kuin Star Trek: The Next Generation -elokuvan 1990-luvun jaksoissa käytetyt laitteet.

`` Jos olisit näyttänyt jollekin iPadin 1990-luvulla ja sanonut, että se on 23. vuosisadan tekniikkaa, he olisivat uskoneet sinut '', Richard Obousy, Icarus Interstellar Inc: n perustaja ja presidentti, kertoi demokratija.euille.

Eteenpäin kanssa 3D -tulostimet tarjoavat myös mahdollisuuksia matkoille avaruuden kautta ja mahdollistavat osien kopioinnin samalla, kun käytetään kohteesta löytyviä materiaaleja. Andreas Hein, ilmailu- ja avaruustekniikan insinööri, myös Icarus Interstellarin kanssa, ehdotti, että saattaa kulua kauan, kun tällaiset tulostimet valmistavat ruokaa samankaltaisesti kuin tapa, jolla yritykset replikoivat aterioita.

Lisäksi NASA: n Advanced Propulsion Physics Laboratoryn, epävirallisesti Eagleworksin, insinöörit työskentelevät Q-potkurin parissa, joka muistuttaa silmiinpistävästi Enterprise-impulssimoottoreita.

Ydinvaikeudet

Millis ehdotti, että seuraava askel rakettien käyttövoimissa sisältää todennäköisesti ydinvoimalähteen hyödyntämisen, mikä on vaihtoehto, jota ydinkokeiden kieltosopimus estää. Hän myönsi, että esteet eivät ole vain poliittisia, koska ihmiset ovat hermostuneita ajatuksesta laukaista ydinraketteja maan pinnalta huolimatta siitä, että se voitaisiin tehdä turvallisesti.

Obousy oli samaa mieltä siitä, että ydinraketit voisivat tarjota tarvittavan työntövoiman, mikä viittaa suuriin, miljardeja dollareita koskeviin hankkeisiin ympäri maailmaa, jotka etsivät tapoja avata fuusio energialähteenä. Tietenkin tällaiset hankkeet keskittyvät pääasiassa koteihin ja kaupunkeihin maan päällä, mutta kun lukitus on avattu, fuusio voitaisiin käyttää matkustamiseen tähtien läpi. [Galleria: Visions of Future Human Spaceflight]

'Propulsioteknologian osalta fuusiomoottorit ovat mahdollisesti yhden tai kahden sukupolven sisällä', Obousy sanoi, vaikka lisäsi, että äkilliset tekniset hyppyjä voivat nopeuttaa prosessia.

Vierailu planeetalla ilman näkemistä ei myöskään voi olla liian kaukana.

'Teemme asioita metamateriaaleilla, jotka mahdollistavat käytännöllisen peittämisen, ehkä jopa näkymättömyyden', Crowl sanoi.

Painovoima on yksi suurimmista haasteista: television ja elokuvien yrityksellä ei ole painopyörää, vaan se käyttää synteettistä painovoimaa. Millisin mukaan, jos voisimme löytää tavan hallita painovoimia, tällaista tekniikkaa voitaisiin hyödyntää myös traktorin palkeissa tai laivan käyttövoimissa.

Loimunopeus edessä

Star Trek

Star Trekin valoa nopeampi loimiyksikkö on idea, josta edes vakavat tutkijat eivät halua luopua.

Star Trekin kaltainen käyttövoima on edelleen keskeinen ongelma. Fanit tuntevat loimiyksikön, joka kiihdytti laivaa valon nopeutta nopeammin ja salli miehistönsä vetäytyä tähtien välillä. Tällainen matka uhkaa nykyistä ymmärrystämme fysiikasta.

'Mielestäni tämä on yksi tärkeimmistä näkökohdista, joka estää Enterprise-tyyppisen aluksen lähitulevaisuudessa', Hein sanoi.

Obousy suostui. 'Yksi näistä loimiyksiköistä on se, että ne vaativat eksoottista energiamuotoa, jota emme ole pystyneet luomaan laboratorioissa, pimeä energia on merkittävä esimerkki', hän sanoi.

Pimeä energia on selittämätön voima maailmankaikkeuden kiihtyneen laajentumisen takana. Tutkijat eivät vielä ymmärrä, mikä se on, mikä tekee siitä haasteen käyttää käyttövoimana.

Loimiyksikkö vaatisi valtavan määrän energiaa. Teoreettiset laskelmat, joissa käytetään tummaa energiaa tähtialuksen siirtämiseen, vaatisivat enemmän energiaa kuin Jupiter -planeetan sisältämä energia, mikä tekee siitä epätaloudellista.

Star Trek -universumissa loimiyksikkö luotti antiaineeseen. Kun aine ja antiaine tuhoavat toisensa, tuotettu energia on valtava. Vaikka tällainen energialähde voisi kuvitella toimivan aluksella, se on saatavilla vain lyhyen ajan.

Crowl huomautti, että itse antimateriaalitekniikka kehittyy nopeasti. Erittäin korkean intensiteetin laserit voivat pian mahdollistaa sen luomisen suoraan energiasta, ja hyödyllisiä määriä saattaa jäädä loukkuun planeettojen, kuten Maan ja Saturnuksen, magneettikenttiin.

Mutta kuten pimeä energia, antimateria voi osoittautua enemmän vaivaksi kuin se kannattaa.

'' Antimateriaalin käyttö on tällä hetkellä erittäin kallista '', Millis sanoi. 'Mutta se ei tarkoita, että se tulee aina olemaan.'

Kun ihmiskunta vihdoin matkustaa tähtien luo, meidän on ehkä luovuttava loimunopeudesta jostain muusta, kuten itse avaruusajan manipuloinnista. Albert Einsteinin mukaan mikään maailmankaikkeudessa ei voi kulkea nopeammin kuin valon nopeus. Millis kuitenkin huomauttaa, että tällaiset rajat eivät välttämättä koske avaruusaikaa. Vertaisarvioitujen aikakauslehtien teoriat tutkivat mahdollisuutta ympäröidä vene veneen kanssa avaruuden kupla, joka laajenee ja supistuu, ehkä sallii sen ylittää valon nopeuden.

`` Ero on kynän siirtämisessä paperin yli tai koko paperin siirtämisessä '', Millis sanoi. [ Video: Loimi- ja madonreiät ]

Herätä minut, Scotty

Toinen mahdollinen haaste Star Trek -universumin luomiseksi on aineen siirtojärjestelmä. Miehistö matkusti usein planeetalle kuljettajalla, joka säteili Enterpriseista suoraan pintaan koneilla, jotka pystyivät skannaamaan kehon atomista atomiin ja luomaan sen sitten toisessa paikassa.

Viime aikoina on edistytty vuonna kvanttiteleportointi mutta Obousy ja Millis korostivat eroa Star Trek -tyyliseen matkustamiseen.

Kvanttiteleportaatiossa 'se ei ole sama fotoni, jolla aloitit, vaan kopio', sanoi Obousy.

Tällainen matka vaatisi valtavaa tarkkuutta.

'Jos aiot luoda uudelleen paikasta toiseen kuljetetun ihmisen, haluat varmistaa, että kaikki on oikeassa paikassa', hän sanoi.

Millis ehdotti, että aineen siirtymisen sijaan tutkijat voisivat jonain päivänä oppia käyttämään hyvin pieniä madonreikiä matkoille.

- Tietenkin, jos laitat massaa sen läpi, madonreikä voi romahtaa, hän totesi.

Viime kädessä suurin haaste Star Trek -matkojen toistamiselle ei välttämättä tule teknologiselta puolelta.

'Yksi niistä asioista, joista pidin todella [esityksen] katsomisessa, oli miehistön erittäin hyvä käyttäytyminen', Millis sanoi. ”Ennakkoluulot ja pienet inhimilliset erot, jotka muodostavat niin suuren osan televisiosta, puuttuvat melko paljon. Kun ajattelen suhteellisia mahdottomuuksia, luulen, että on helpompaa tehdä teknologiaa Enterprise -tähtialukselle kuin saada ihmiset lopulta käyttäytymään niin kunniallisesti. ''

Vierailla www.buildtheenterprise.org nähdäksesi lisätietoja tosielämän yrityksen ehdotetusta rakentamisesta.

Seuraa demokratija.euia Twitterissä @Spacedotcom . Olemme myös mukana Facebook ja Google+ .