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우주를 꿈꾸게 할 성간 여행에 관한 17 가지 사실

우주를 꿈꾸게 할 성간 여행에 관한 17 가지 사실


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"지구는 인류의 요람이지만 인류는 영원히 요람에 머물 수 없다"고 소련 우주 여행의 선구자 인 Konstantin Tsiolkovsky는 1911 년 편지에서 썼습니다. 과학자들은 오랫동안 다른 행성으로 여행해야하는 필요성에 대해 오랫동안 글을 쓰고 말했습니다. -인간 종의 장기 생존.

NASA, SpaceX 및 기타 회사가 우리를 화성에 데려다 줄 비교적 단기적인 계획을 가지고 있지만 75 억 년 후에 사라질 것으로 추정되는 우리의 별인 태양을 넘어서 탐험해야 할 필요성은 무엇입니까?

관련 : 목적지 화성 : 놀라운 SPACEX 이정표 15 개, 과거 및 미래

성간 여행은 우리 일생 동안 일어나지 않을 수도 있지만 우주 기관과 민간 기업은 다른 별에 도달하기위한 이론과 방법을 개발하고 있습니다. 다음은 우리가 언젠가 다른 별을 여행하는 방법에 대한 17 가지 사실입니다.

1. 지구에서 가장 가까운 별은 현재 기술을 사용하여 도달 할 수 없습니다.

달에 착륙 한 후 돌아온 닐 암스트롱은 달에서 지구까지의 엄청난 거리를 설득력있게 설명했습니다. "예쁘고 푸른 작은 완두콩이 지구라는 것을 갑자기 느꼈습니다. 나는 엄지를 올리고 닫았습니다. 한쪽 눈과 엄지 손가락으로 지구가 지워졌습니다. 거인이 된 기분이 아니 었습니다. 아주 아주 작게 느껴졌습니다. "

지구에서 달까지의 거리 (383,400km)는 우리 태양까지의 거리와 지구에서 태양까지의 거리 (149.81 만 km)는 태양에 가장 가까운 별까지의 거리와 비교할 때 바다의 속담입니다.

우리 태양계에 가장 가까운 별은 Proxima Centauri입니다. 그것은 Alpha Centauri라고 불리는 트리플 스타 시스템의 일부이며 4.24 광년 (또는 1.3 파섹) 지구에서 떨어져 있습니다. NASA가 설명했듯이 이는 Proxima Centauri가40,208,000,000,000 (4 조) km지구에서 떨어져.

현재 가장 빠르고 신뢰할 수 있고 가장 빠른 우주 여행 형태는 이온 드라이브로, 1998 년에 보렐리 혜성으로 Deep Space 1 임무를 수행했습니다. 지구에서 Proxima Centauri까지의 거리가 멀기 때문에 이온 드라이브를 사용하여 가장 가까운 이웃으로 이동합니다. 스타가 걸릴 것이다 18,000 년 — 대략 2,700 인간 세대.

우리가 지구에서 이륙 한 지 몇 년 후에 이온 구동 우주선을 따라 잡고 추월 할 수있는 기술을 개발할 가능성이 있기 때문에 그 여행에 착수 한 현재의 기술 혁신 속도로는 쓸모가 없습니다.

2. Proxima Centauri는 궤도에 잠재적으로 거주 가능한 행성을 가지고 있습니다.

2016 년 8 월 과학자들은 Proxima Centauri 궤도를 도는 잠재적으로 거주 가능한 지구 크기의 행성을 문서화했으며, 이는 이후에 Proxima b. Proxima b는 외계 행성입니다. 즉, 행성은 생명이 발달하는 데 필요한 온도 매개 변수 내에 속합니다.

가장 가까운 별의 이웃 인 Proxima Centauri의 최신 @NASA_Hubble 이미지입니다! http://t.co/8bYNWQ68fP

— NASA (@NASA) 2013 년 11 월 1 일

이것이 우리가 행성에서 생명체를 찾을 것이라는 것을 의미하지는 않지만 태양과의 근접성은 대기가 치명적인 양의 방사선에 노출 될 수 있음을 의미합니다.이 발견은 우리가 언젠가 여행 할 것이라는 희망을 새롭게했습니다. 이웃 별을 공전하는 외계 행성.

Proxima Centauri는 태양 외에 지구에 가장 가까운 별이지만 이웃 Alpha Centauri는 훨씬 더 밝으며 먼 미래의 임무를위한 목표가 될 수도 있습니다.

3. 성간 여행을위한 새로운 방법과 이론은 항상 개발 중입니다.

그의 책에서 웅장한 황폐 : 달에서 출발하는 긴 여정, Apollo 11 우주 비행사 Buzz Aldrin은 다음과 같이 썼습니다.

"나는 언젠가는 우주 여행이 오늘날의 항공 여행만큼 보편화 될 것이라고 믿습니다.하지만 우주 여행의 진정한 미래는 정부 기관에 있지 않다고 확신합니다. NASA는 여전히 주된 목적이라는 생각에 집착하고 있습니다. 우주 프로그램의 핵심은 과학입니다. 그러나 진정한 진전은 궁극적 인 모험 여행을 제공하기 위해 경쟁하는 민간 기업에서 올 것이며 NASA는 물방울 혜택을 받게 될 것입니다. "

Elon Musk의 개인 회사 인 SpaceX는 이미 시도되고 테스트 된 재사용 가능한 로켓 부스터로 화성 및 그 너머로 향하는 경주를 다시 시작했으며 올해 5 월에 재사용 가능한 Crew Dragon 캡슐로 ISS에 대한 역사적인 유인 임무를 계획하고 있습니다.

우주 여행에서 큰 진전을 이루고자하는 회사는이 회사 만이 아닙니다. 민간 자금 및 자원 봉사 활동에는 Tau Zero Foundation, 불길한 이름의 Project Icarus 및 Breakthrough Starshot이 포함됩니다. 이 모든 것은 성간 여행을위한 이륙을 목표로합니다.

4. 개인 회사 인 Breakthrough Starshot은 우리 일생 동안 Proxima Centauri에 도달하는 것을 목표로합니다.

궁극적 인 목표는 인간을 다른 행성과 태양계로 안내하는 것이지만, 한 회사 인 Breakthrough Starshot은 흥미로운 방법을 사용하여 가장 가까운 이웃 별인 Proxima Centauri에 무인 우주선을 수송하는 최초의 기업이 될 수 있다고 생각합니다.

1 억 달러 규모의 이니셔티브는 억만 장자 Yuri와 Julia Milner (이스라엘-러시아 시민권의 전임)가 민간 자금으로 지원하며 지구에서 발사 된 강력한 레이저 빔을 사용하여 극도로 가벼운 돛을 찔러 별을 향해 작은 탐사선을 발사하는 것을 목표로합니다.

이 회사는 미래 기술의 소형화에 의존하고 있습니다. 우주선은 무게가 1g 미만인 매우 가벼워서 레이저의 충격에 의해 추진되어 결국 빛 속도의 약 5 분의 1로 가속 할 수 있습니다. 이 속도로 Breakthrough Starshot의 우주선은 약 20 년 내에 Proxima Centauri에 도달 할 수 있습니다.

이를 달성하기 위해 Breakthrough Starshot은 소형 우주선이 추진기, 전원 공급 장치, 내비게이션 및 통신 장비를 운반 할 수있는 기술 발전을 필요로합니다. 그러면 Proxima b에 도달했을 때 보이는 것을 다시 전송할 수 있습니다.

5. 태양 돛은 언젠가 우리를 별 너머로 데려 갈 수 있습니다.

작년 7 월, 행성 협회는 칼 세이건에서 영감을받은 태양 돛을 발사하고 테스트했습니다.이 돛은 햇빛에서 광자의 에너지를 추진 에너지로 변환하는 가벼운 돛을 사용하여 궤도 궤도를 변경할 수있는 것으로 성공적으로 입증되었습니다.

상대적으로 쉽고 저렴한 태양열 돛의 제조로 인해 우주 여행을위한 비용 효율적인 방법이되지만 인간을 태우는 데 필요한 추진 에너지를 가질 가능성은 거의 없습니다. 그들은 또한 별의 빛에 의존하므로 Breakthrough Starshot의 레이저 기반 대안 (지점 4)이 더 실행 가능한 옵션입니다.

장거리 이동에 필요한 속도를 얻으려면 가속 할 시간도 필요합니다. 현재 태양 돛은 인간이 아닌 태양계 내에서 위성을 먼 별 계로 운송하는 더 실용적인 방법으로 간주됩니다.

6. 자기 돛은 태양 돛의 대안입니다

마그네틱 돛은 햇빛이 아닌 태양풍에 의해 추진되는 태양 돛의 변형입니다. 태양풍은 자체 자기장을 가진 하전 입자의 흐름입니다. 에 따라 새로운 과학자, 자기 돛은 태양풍의 자기장을 밀어내는 자기장으로 우주선을 둘러싸고 태양에서 우주선의 자기 추진을 유도합니다.

태양 돛과 마찬가지로 마그네틱 돛은 안타깝게도 성간 여행 방법으로서 한계가 있습니다. 자기 돛 추진 우주선이 태양에서 멀어짐에 따라 태양 광과 태양풍의 강도가 급격히 떨어질 것입니다. 즉, 다른 항성으로 추진하는 데 필요한 속도를 얻을 수 없다는 의미입니다.

7. 이론 상으로는 빛의 속도에 가까운 성간 이동이 가능합니다.

특수 상대성 이론은 빛의 입자 인 광자가 진공을 통해 일정한 속도로 이동한다고 말합니다.670,616,629 시간 당 마일. 이 속도에 가깝게 이동할 수있는 우주선을 어떻게 든 활용할 수 있다면 성간 여행은 오늘날과는 완전히 다른 제안이 될 것입니다.

NASA가 지적했듯이, 사실 우주 전역에는 광자가 아닌 입자의 인스턴스가 빛의 속도에 가깝게 가속됩니다. 블랙홀에서 지구에 가까운 환경에 이르기까지 자기 재연 결과 같은 현상으로 인해 빛의 속도의 99.9 %에 이르는 놀라운 속도로 가속되는 입자는 이러한 속도에 도달하는 방법을 활용하는 데 도움이 될 수있는 미래의 연구를 가리킬 수 있습니다. .

빛의 속도에 가까운 성간 이동에 대한 많은 이론과 가상의 방법이 이미 제안되었습니다.이 중 몇 가지가 아래 요점에 언급되어 있습니다.

8. 웜홀은 우주의 다른 부분에 대한 지름길을 제공 할 수 있습니다.

블랙홀의 존재를 예측하는 것 외에도, 우리가 이미지에서 하나를보기 몇 년 전에 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 웜홀의 존재를 예측할 수있게했습니다. 공간과 시간을 가로 지르는 터널과 같은 지름길을 나타내는이 용어 "웜홀"은 "블랙홀"이라는 용어를 만든 양자 물리학 자 John Wheeler에 의해 만들어졌습니다.

웜홀은 수년에 걸쳐 많은 공상 과학 애호가의 상상력을 불 태워 온 우주 여행에 대한 감미로운 아이디어이지만, 웜홀을 통해 여행 할 가능성은 매우 희박합니다. 첫째, 우리는 특정 웜홀조차 존재하지 않습니다. 둘째, 웜홀에 들어간 모든 유형의 물질이 즉시 닫히게된다는 이론이 있습니다.

웜홀을 둘러싼 물질을 안정화하고 고스트 방사선이라고하는 음의 에너지 장을 사용하여 열어 두는 것이 가능할 수 있지만 모든 이론은 가설 단계에 있으며 수년 동안 진정한 형태로 테스트되지 않을 가능성이 높습니다. 왔다.

웜홀은 우주를 가로 질러 물질을 운반 할 수 있다는 사실이 타임머신의 한 형태이며 따라서 인과 법칙을 위반할 수 있기 때문에 문제가됩니다. 그렇다고해서 일부 과학자들이 웜홀을 활용하는 성간 이동 방법에 대한 이론과 방법을 고안하는 것을 막지는 못했습니다. 자세한 내용은 14 장에서 설명합니다.

9. NASA는 연료 없이도 우주 여행을 할 수있는 Em Drive를 제안하고 있습니다.

NASA와 다른 조직들은 불가능할 수도있는 제안 된 무 연료 엔진을 연구하고 있습니다. 왜? 왜냐하면 그들이 성공한다면 그 결과는 매우 혁명적이어서 성간 여행에 대한 우리의 능력을 완전히 바꾸고 인류를위한 새로운 시대를 열 것입니다.

EmDrive라고 불리는 '나선형'엔진은 2001 년 영국 과학자 Roger Shawyer에 의해 처음 제안되었습니다. Shawyer는 마이크로파를 원뿔형 챔버로 펌핑하여 추력을 생성 할 수 있다고 가정했습니다. 이론적으로 마이크로파는 챔버 벽에서 기하 급수적으로 반사되어야합니다. 그렇게함으로써 그들은 연료없이 우주선에 동력을 공급할 수있는 충분한 추진력을 만들 것입니다.

이론적 엔진에 대한 실험실 테스트의 일부인 NASA 엔지니어 David Burns는 이것이 충분하지 않다면 EMDrive에 연료가 필요하지 않기 때문에 그러한 장치로 구동되는 우주선은 결국 속도의 99.9 %에 도달 할 수 있다고 말합니다. 빛의.

일부 연구원은 EmDrive 실험 중에 추력을 생성했다고 주장하지만 양이 너무 적어 비방하는 사람들은 에너지가 실제로 지구의 지진 진동과 같은 외부 요인에 의해 생성되었을 수 있다고 주장합니다.

10. 성간 여행의 가장 모호한 이론적 형태 중 하나는 암흑 물질 로켓입니다.

제목의 연구에서 미래 로켓 기술을위한 가능한 새로운 에너지 원으로서의 암흑 물질,과학자들은 우주의 신비한 암흑 물질의 에너지를 활용하는 일종의 여행 방법을 제시했습니다.

이 논문의 연구자들은 로켓에 연료를 공급하기 위해 암흑 물질의 에너지를 활용하는 EmDrive의 변형 (9 번 참조)을 제안했습니다. 장점? EmDrive와 마찬가지로 화학 연소에 의존하지 않는 엔진이 될 것입니다. 즉, 현재의 성간 여행 방법에서 족쇄를 제거 할 수 있습니다.

암흑 물질 로켓의 문제? 우리는 암흑 물질이 있다는 사실을 제외하고는 아무것도 알지 못합니다. 이러한 형태의 여행은 미래의 발견에 크게 의존합니다. 암흑 물질이 어디에나 있기 때문에 연구 할 가치가 있습니다. 연료로 사용할 수 있다면 우리는 끝없이 공급할 것입니다.

11. 엔지니어들은 우주 여행을위한 핵융합로 개발에 참여했습니다.

핵융합 로켓은 우리를 우주의 먼 곳으로 데려 가기 위해 핵융합 반응에 의존하는 일종의 우주선입니다. 그러한 로켓을 개발할 수있는 가능성은 1970 년대 영국 행성 간 사회가 프로젝트 Daedalus를 통해 탐구했습니다.

이 로켓은 핵융합 과정에서 방출되는 엄청난 양의 에너지에 의존 할 것입니다. 로켓에서이 에너지를 방출하기 위해 제시된 주요 방법은 관성 가둠 융합이라는 방법입니다. 이 방법은 고출력 레이저가 작은 연료 알갱이를 분사하여 외부 층을 폭발시키는 것을 볼 수 있습니다. 차례로 이것은 펠릿의 내부 층을 분쇄하고 융합을 유발합니다.

그런 다음 자기장을 사용하여 우주선을 앞으로 추진하기 위해 우주선 뒤쪽에서 에너지 흐름을 유도합니다. 이러한 선박은 50 년 만에 Proxima Centauri까지 이동할 수 있습니다. 이 방법의 주요 문제점은 무엇입니까? 수십 년의 작업에도 불구하고 우리는 아직 작동하는 로켓 핵융합로를 보지 못했습니다.

12. 핵 펄스 추진은 성간 이동의 가장 미친 형태 일 수 있습니다.

지금까지 우리가 제안한 성간 여행의 가장 무모하고 미친 형태는 핵 펄스 추진입니다. 이 방법은 적절한 거리에서 발사하기 전에 우주선의 뒤쪽에서 주기적으로 핵폭탄을 던져 우주선이 추진되는 것을 볼 수 있습니다.

이 방법은 미국 정부의 군사 기술 기관인 DARPA에서 코드 명 Project Orion으로 진지하게 연구했습니다. 핵 펄스 추진을 사용하는 우주선에는 승객을 보호하는 무거운 방사선 차폐를 허용하는 거대한 충격 흡수 장치가 장착되어야합니다.

이러한 우주선은 이론적으로 광속의 10 %까지 도달 할 수 있었지만 1960 년대 핵 실험 금지가 발효 된 후이 개념은 크게 떨어졌습니다.

13. Bussard Ramjet은 중유 문제에 대한 해결책을 제공 할 것입니다.

Bussard ramjet은 화학 연소에 의존하는 한계 중 하나 인 연료의 무게에 대한 또 다른 솔루션입니다. 현재 가장 좋은 성간 여행 방법을 사용하면 더 멀리 얻고 싶을수록 더 많은 연료가 필요하고 우주선이 무거워지고 가속이 느려집니다.

1960 년 물리학 자 Robert Bussard가 제안한 Bussard 램제트는 핵융합 로켓 (포인트 11)의 개념을 취하고이를 변형시킵니다. 핵연료를 운반하는 대신 우주선은 주변 공간에서 수소를 이온화 한 다음 큰 "전자기장"스쿱을 사용하여 흡입합니다 (이미지 참조).

성간 이동 방법으로서 이것의 주된 문제는 수소의 수준이 너무 희박하기 때문에 국자가 수백 킬로미터에 걸쳐 있어야 할 수도 있다는 것입니다.

14. NASA는 실제 워프 드라이브를 개발 중입니다.

Alcubierre 드라이브는 1994 년 카디프에있는 웨일스 대학의 물리학자인 Miguel Alcubierre가 처음 제안했습니다. 제안 된 드라이브는 음의 질량을 갖고 음의 압력을 가하는 입자 유형 인 "이국적 물질"을 사용합니다. 오히려 중요한 것은 "이국적 물질"이 아직 발견되지 않았다는 것입니다. 즉, Alcubierre Drive는 결코 일어나지 않을 수있는 미래의 발견에 의존합니다.

"이국적 물질"의 입자는 시공간을 왜곡하여 우주선이 수축하기 전에 공간을 만들고 그 뒤에있는 공간을 확장하도록 만들 수 있습니다. 이것은 그 우주선이 상대성 법칙을 어 기지 않고 이론적으로 빛보다 빠르게 이동할 수있는 "뒤틀기 거품"안에 있다는 것을 의미합니다.

주된 문제는? "이국적 물질"이 존재한다는 증거가없는 것 외에도, 기본적으로 Star Trek의 실제 워프 드라이브 인 Alcubierre 드라이브는이를 유지하기 위해 우주의 총 에너지와 동일한 에너지가 필요합니다. 그럼에도 불구하고 2012 년 NASA 과학자 Harold Sonny White와 동료들은 다음과 같은 제목의 논문을 발표했습니다.워프 필드 역학 101, Alcubierre 드라이브의 가능성에 대한 작업을 자세히 설명합니다.

15. 우주 비행사는 여행에서 살아 남기 위해 여행 생태계가 필요할 것입니다.

엄청난 속도로 여행 할 수있는 워프 드라이브 및 EmDrive의 모든 이론에 대해 미래의 우주 비행사는 엄청나게 긴 여행을 준비해야 할 가능성이 높습니다. 우리가 빛의 속도의 99.9 %로 여행 할 수 있다고해도 가장 가까운 항성계 인 센타 우리 알파에 도달하려면 약 4 년이 걸립니다.

실험 아키텍처의 연구원이자 교수 인 Rachel Armstrong 박사는 BBC, 우리는 성간 인류가 별들 사이에서 점유 할 생태계에 대해 생각하기 시작해야합니다.

"우리는 현실에 대한 산업적 관점에서 현실에 대한 생태 학적 관점으로 이동하고 있습니다."라고 암스트롱이 설명했습니다. "그것은 상징적 인 물체의 디자인 만이 아니라 공간의 거주에 관한 것입니다."

같은 영화의 거대한 금속 우주선보다는외계인2001 : 스페이스 오디세이, 암스트롱은 긴 성간 여행에서 인간을 유지할 수있는 유기 생물로 가득 찬 대규모 생물 군계를위한 충분한 공간이있는 서식지를 구상합니다.

16. Cryosleep은 별들 사이의 엄청나게 긴 여정에도 고려되고 있습니다.

공상 과학 영화와 소설에서 또 다른 잎을 뽑아 낸 크라이 오 슬립의 아이디어는 인간이 노화없이 먼 거리를 여행 할 수 있고 몇 달 동안 지속될 수있는 여행을 위해 깨어 있지 않아도되는 방법으로 진지하게 고려되었습니다.

2016 년 NASA는 장거리 우주 임무 기간 동안 전체 승무원이 극저온 수면에 들어가는 일종의 정지 애니메이션에 대한 연구에 자금을 지원했습니다. 이 회사 인 SpaceWorks는 우주 비행사가 우주를 통과하는 긴 여정 동안 동면 할 수 있도록 통제 된 고도의 저체온 상태에 우주 비행사를 배치하는 방법을 개발 중입니다.

17. 우리는 다른 별에 도달 할 수 있습니까? 전문가들은 우리가

연구원 레이첼 암스트롱 박사는“인간 존재 초기부터 우리는 별을 바라보고 거기에 우리의 희망과 두려움, 불안과 꿈을 투영했습니다. BBC. 암스트롱은 오늘날 고 안되고있는 수많은 이론, 이론적 모델 및 방법 덕분에 성간 여행은 "더 이상 꿈이 아니라 이제 실험입니다"라고 설명합니다.

칼 세이건이 쓴 것처럼 "모든 문명은 우주 여행이나 멸종이됩니다." 이것이 성간 여행이 중요한 이유입니다. 우리가 태양계 너머로 100 년이 지난 지금부터 천년이 넘게 도달하든, 미래 문명의 운명은 궁극적으로 오늘날 상상할 수없는 거리와 우리가 할 수있는 곳까지 갈 수있는 성간 여행 기술의 개발에 달려 있습니다. 꿈.

편집자 주 : 이 기사의 이전 버전은 프로젝트 Breakthrough Starshot이 Yuri Milner라는 "러시아 억만 장자"에 의해 자금을 지원 받았다는 것을 암시합니다. Milner가 프로젝트에 자금을 지원하는 동안 그는 이스라엘인이기도합니다. 즉, 그는 이스라엘-러시아인입니다. 이 오류는 이후 이스라엘-러시아인으로서의 이중 시민권 상태를 반영하기 위해 수정되었습니다. IE는이 오류를 후회합니다.


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