Podróże kosmiczne szybko stają się potencjalnym rozwiązaniem wszystkich problemów stojących przed Ziemią, ale jak naprawdę jest to osiągalne? Chociaż ostatnie postępy w takich dziedzinach, jak robotyka, sztuczna inteligencja, nawigacja, komunikacja, projektowanie rakiet i inne, pozwoliły ludzkości eksplorować kosmos dalej niż kiedykolwiek wcześniej, nadal musimy rozwiązać wiele problemów, zanim w końcu będziemy mogli opuścić Ziemię i zamieszkać wśród gwiazd.
10. Utrata kości
Utrata masy kostnej to jedna z najbardziej wyniszczających konsekwencji, z jakimi najprawdopodobniej spotkają się przyszli astronauci podczas długoterminowych misji kosmicznych. Pomimo swojego twardego, niezmiennego wyglądu, kości są w rzeczywistości dość elastyczne, ponieważ stale zmieniają swój układ w zależności od ciężaru, który noszą. Ponieważ grawitacja wywiera stałą siłę na ciało, ludzkie kości na Ziemi stają się dość mocne i mocne.
Jednak w przestrzeni kosmicznej lub w innych warunkach mikrograwitacji kości szybko zaczynają tracić swoją wytrzymałość. Nie stanowi to problemu w przypadku misji krótkoterminowych, ale w przypadku dłuższych misji na Marsa i dalej jest to poważny problem. pozwalać który prawdopodobnie nie zostanie rozwiązany w najbliższej przyszłości. Średnio astronauci tracą co miesiąc około 1–2 % gęstości mineralnej kości. Jeden badanie wykazało, że podczas misji trwających sześć miesięcy lub dłużej mogą doświadczyć utraty masy kostnej odpowiadającej około dwudziestu latom starzenia. W czasie trzyletniej misji na Marsa udałoby się do niej dotrzeć50% , uniemożliwiając powrót do ziemskiej grawitacji bez poważnych problemów zdrowotnych.
9. Nawigacja
Nawigacja to coś, co większość z nas uważa za oczywiste. Teraz możliwe jest określenie Twojej lokalizacji z dokładnością do kilku metrów niemal w każdym miejscu na Ziemi, dzięki stałemu strumieniowi informacji satelitarnych z najbardziej zaawansowanych systemów pozycjonowania, takich jak GPS w Ameryce I Galileo w Unii Europejskiej. Nawet bez nich możliwe byłoby wykorzystanie innych, starszych metod nawigacji do poruszania się po świecie, np. kompasu magnetycznego.
Jednak w kosmosie wszystko nie jest takie proste. Chociaż wiele krajów posiada własne sieci satelitów głębokiego kosmosu, które pomagają w operacjach kosmicznych, działają one tylko na stosunkowo krótkich dystansach. Przyszli nawigatorzy kosmiczni muszą być w stanie obliczyć swoją pozycję, aktualną prędkość i inne parametry lotu w oparciu o stale zmieniający się zestaw odniesień, ponieważ wszystko w kosmosie podlega ciągłym zmianom. ruch .
NASA pracuje obecnie nad systemem o nazwie DPS , czyli system głębokiego pozycjonowania kosmicznego, zapewniający nawigację w Układzie Słonecznym, która będzie wymagana, jeśli kiedykolwiek będziemy mieli nadzieję polecieć na Marsa. Poza tym jednak nawigacja pozostaje jednym z największych nierozwiązanych wyzwań dla przyszłych podróżników kosmicznych.
8. Zanik serca
Zanik serca to kolejny poważny, nierozwiązany problem zdrowotny, z którym astronauci mogą się spotkać podczas długodystansowych misji kosmicznych. Mówiąc najprościej, ludzkie serce staje się dość silne na Ziemi, ponieważ musi działać wbrew grawitacji, aby pompować krew z różnych źródeł narządy . Jednak w kosmicznym środowisku mikrograwitacji to naprężenie już nie istnieje. Badania wykazało, że serca astronautów spędzających długie okresy czasu w kosmosie stają się bardziej kuliste niż wydłużone, co prowadzi do trwałej utraty masy mięśniowej.
Aby temu zaradzić, astronauci muszą regularnie ćwiczyć, aby utrzymać stałą masę mięśniową, chociaż mówimy tu tylko o kilku miesiącach. W przypadku wieloletnich podróży na Marsa i inne planety strata może być trwała, stwarzając poważny problem dla ich dobrego samopoczucia po powrocie do ziemskiej grawitacji.
7. Promieniowanie
Promieniowanie kosmiczne jest jednym z czynników najbardziej ograniczających podróże kosmiczne na duże odległości. Chociaż pewna ilość promieniowania występuje wszędzie na Ziemi, nawet w powietrze , którym oddychamy, nie jest tak szkodliwe jak to, co lata w kosmosie; od szkodliwego promieniowania gamma i rentgenowskiego po cząstki neutronów, które mogą uszkodzić, a nawet zabić żywe komórki.
Na szczęście ziemska atmosfera i pole magnetyczne chronią nas przed dużą częścią tego zjawiska, chociaż w kosmosie taka ochrona już nie istnieje. Obecnie nie mamy danych na temat tego, jak długotrwałe promieniowanie kosmiczne wpływa na organizm człowieka załogowy misje są obecnie przeprowadzane wyłącznie na niskich orbitach okołoziemskich, gdzie nadal istnieje ziemskie pole magnetyczne. Chociaż nowoczesne statki kosmiczne i skafandry kosmiczne są wyposażone w specjalne oznacza ochrona przed promieniowaniem, nie mamy pewności, czy pomogą w dłuższych misjach, takich jak ta planowana na Marsa.
6. Śmieci kosmiczne
Departament Obrony USA śledzi obecnie ponad 27 000 potencjalnie niebezpieczne szczątki stworzone przez człowieka unoszące się na niższej orbicie okołoziemskiej. Jeśli uwzględnimy mniejsze części, liczba ta może osiągnąć 500 000 , składające się głównie z pozostałości po poprzednich startach rakiet i zderzeniach ze skałami kosmicznymi.
Śmieci kosmiczne szybko stają się poważnym problemem dla przyszłych misji kosmicznych. Na orbicie wokół Ziemi znajduje się już tak wiele nielegalnych obiektów, że nawigatorzy muszą wokół nich manewrować, aby uniknąć kolizji. Jednak kolizje nadal się zdarzają, na przykład gdy w 2021 r. chiński satelita został poważnie uszkodzony przez odłamki starej rosyjskiej rakiety, w wyniku czego powstało co najmniej 37 nowych. wrak . W miarę wystrzeliwania w przestrzeń kosmiczną coraz większej liczby rakiet, sond i satelitów problem będzie się tylko pogłębiał i stawał się coraz trudniejszy do rozwiązania.
5. Nowa era wojny
Chociaż od czasu II wojny światowej byliśmy świadkami wielu wojen na całym świecie, był to okres względny pokój pomiędzy głównymi potęgami wojskowymi. Powstrzymanie broni nuklearnej sprawiło, przynajmniej na razie, że globalna wojna przemysłowa XX wieku stała się przestarzała.
Jednakże wraz z kolonizacją i nieuniknioną militaryzacją kosmosu to zabezpieczenie wkrótce zniknie. Chociaż Traktat o przestrzeni kosmicznej Rok 1967 zabrania jakiejkolwiek broni kosmicznej, co nie powstrzymało wielu krajów, w tym Rosji, USA, Indii, Chin i innych, przed wypuszczeniem na orbitę różnego rodzaju sprzętu wojskowego.
Konflikt militarny w przestrzeni kosmicznej nie tylko stwarza zagrożenie dla pokoju i stabilności na Ziemi, ale może potencjalnie uniemożliwić komukolwiek innemu rozpoczęcie własnych misji kosmicznych. Wyobraźcie sobie ilość kosmiczną śmieci , pozostałość po bitwie na pełną skalę pomiędzy głównymi superpotęgami nuklearnymi.
4. Limit zewnętrzny
Popularne fantazje o podróżach kosmicznych zakładają, że pewnego dnia odkryjemy tajemnice skalowania Wszechświata, co umożliwi nam podróżowanie do innych galaktyk i układów gwiezdnych poza Drogą Mleczną i dalej. Zakładają, że podróże międzygalaktyczne to jedynie kwestia postępu naukowego i zmiany praw natury, a Wszechświat jest miejscem statycznym, niezmiennym.
Niestety istnieje duże prawdopodobieństwo, że nigdy nie uda nam się przekroczyć pewnego punktu w przestrzeni. W miarę jak światło odległych gwiazd i innych obiektów przyspiesza i oddala się od nas, obserwowanie ich staje się coraz trudniejsze — nawet przy użyciu naszych najpotężniejszych teleskopów. Gdybyśmy teraz odlecieli z prędkością światła, wciąż bylibyśmy w stanie dosięgnąć tylko około 3% obecnie obserwowalnego Wszechświata, sfery, która z biegiem czasu stale się kurczy. Po upływie wystarczającego czasu wszystko na zewnątrz grupa lokalna galaktyka, do której należy Droga Mleczna, Andromeda i Trójkąt, a także około 50 mniejszych galaktyk, stanie się niedostępna.
3. Odtwarzanie
Nadal nikt nie ma w kosmosie był seks, przynajmniej nikogo nie znamy. Jest to niezwykle trudne – prawie niemożliwe – do osiągnięcia w mikrograwitacji ze względu na związaną z tym mechanikę. Badania astronautów spędzających dłuższe okresy czasu na orbicie pokazują, że następuje również znaczny spadek popędu seksualnego, co jeszcze bardziej utrudnia ponowne zasiedlenie przyszłych kolonii w kosmosie.
Co więcej, wiele procesów biologicznych leżących u podstaw reprodukcji człowieka wymaga do ukończenia ziemskiej grawitacji i niskiego poziomu promieniowania. Były eksperymenty na różnych zwierzętach bezowocny , chociaż niektórzy zgłaszają nieprawidłowości, takie jak mała liczba plemników i inne problemy ze zdrowiem seksualnym. Co więcej, nasze ciała działają zupełnie inaczej niż, powiedzmy, szczury. Do tej pory nie przeprowadzono badań nad wpływem poziomu mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego na w pełni rozwinięty embrion ludzki.
2. Grawitacja
Teraz jest jasne, że grawitacja jest nierozerwalnie związana z całym życiem na Ziemi. Od regulowania podstawowych procesów życiowych, takich jak rozmnażanie, po utrzymywanie atmosfery, która chroni nas na wiele sposobów, jest to niemal niezbędny warunek życia, ponieważ znamy ją podobnie jak woda lub światło słoneczne. Bez niego niezwykle trudne – jeśli nie niemożliwe – byłoby założenie długoterminowych, zrównoważonych kolonii w kosmosie.
Niestety nadal nie mamy sposobu na odtworzenie go poza Ziemią – nie bez innych poważnych skutków ubocznych. Chociaż sztuczna grawitacja może być spowodowana ruchem, nie mamy sposobu na utrzymanie stabilnego, stałego pola grawitacyjnego. Według jednego z teorie można tego dokonać za pomocą antygrawitacyjnych lub ujemnie naładowanych cząstek grawitacyjnych, chociaż takich cząstek nie odnaleziono dotychczas.
1. A co z Ziemią?
Pomysł, że w ciągu najbliższych kilku dekad możemy zostawić Ziemię i wszystkie jej problemy za sobą, jest nie tylko nieprawdopodobny z naukowego punktu widzenia, ale także sprawia, że jesteśmy zadowoleni z tych problemów. Chociaż problemy takie jak zmiany klimatyczne, powszechne niedobory żywności, głód na świecie, konflikty polityczne i inne mogą wydawać się zbyt duże, aby je rozwiązać w tej chwili, są one stosunkowo dużo łatwiejsze do rozwiązania niż prawie niemożliwe zadanie uczynić inną planetę nadającą się do zamieszkania.
Co więcej, istnieje kilka historycznych przykładów ludzi udających się do innych niegościnnych środowisk i żyjących tam, nawet tutaj na Ziemi. O wiele łatwiej byłoby, powiedzmy, terraformować Antarktydę dla ludzkiego życia niż Marsa, chociaż ten pomysł nigdy nie doszedł do skutku, prawdopodobnie dlatego, że Antarktyda po terraformowaniu prawdopodobnie nadal byłaby okropnym miejscem do życia. Ziemia zapewnia naturalne, sprzyjające środowisko dla życie . rozwój to coś, czego nigdy nie da się odtworzyć w obcym środowisku.
