A CSILLAGKÖZI PONTOS IDŐ TRANSZPONDER MŰKÖDÉSE

Amikor majd odáig jutunk technikailag, hogy a térugró űrhajóink kirajzanak a Naprendszerből, felderíteni a szomszédos csillagokat, a járművek sajátidejének időcsúszásai mindennapos problémává válnak. Mindaddig azonban könnyű ezt kezelni, amíg csak a visszatérő űrhajóknak kell időtrimmelést végezniük a Föld közelében, leszállás előtt. Ha viszont telepeket létesítünk más bolygókon, ahová csak sok ezer (ha nem millió) térugrással lehet eljutni, komoly gonddá válik a megfelelő sajátidő szinkronizálás.
A távoli égitestre érkező kutatók, telepesek honnan tudják majd, hogy ott helyben milyen időtrimmelést végezzenek (melyik irányba és mekkorát) a leszállás előtt? Hisz a célnál – annak, aki először érkezik – még nincs mihez igazítania a sajátidejét. Elvileg lehetne azt csinálni, hogy nem foglalkoznak ezzel a problémával és egyszerűen csak leszállnak és kitesznek egy atomórát, ami attól fogva a helyi etalonidőt fogja mutatni az odaérkező űrhajóknak. És mindenki ehhez fog igazodni. Csakhogy ez az idő nincs szinkronban a földi etalonidővel.
Mindaddig, amíg a telep a Földdel csak űrhajókon, térablakokon és időszálas kommunikátorokon keresztül tartja a kapcsolatot, ez nem jelent gondot (észrevehetetlen). Ha viszont térbeli kommunikációra is szükség van bármilyen okból (például közös csillagászati mérésekhez), a két lokális alapidő eltérései gondot okozhatnak. Azt sem tudjuk továbbá, hogy az egyes bolygókon, naprendszerekben a lokális sajátidő telési sebessége mennyire különböző egymástól? Lehetnek rendszerek, ahol a helyi adottságok miatt valamivel gyorsabban telik az idő, míg máshol lassabban. Ennek számos olyan vonzata lehet, például biológiai, amit most még el sem tudunk képzelni. Ha az egyes telepek sajátidejei egyre jobban elcsúsznak egymástól, a növekvő különbségek megnehezíthetik az érkező űrhajók dolgát is, mert egyre nagyobb időtrimmeléseket kell végezniük a szinkronizálás érdekében.
Mindezen problémák megelőzhetők, illetve kezelhetők, ha a földi etalonidőt kiterjesztjük csillagközi távolságokra. Ehhez viszont meg kell oldanunk, hogy a távoli bolygókon is mindig annyit mutassanak az órák, mint odahaza. Más módszer nem lévén, a téridőben haladva kell átvinni a pontos idő értékét, mert akkor nem lépnek fel időcsúszások. Ezt azonban nem tehetjük meg úgy, hogy egy űrhajó a térben száguldva, sok évtized alatt célba juttat egy atomórát. Egyrészt, mert sokáig tartana (a térugró űrhajók tempójához képest), másrészt mert menet közben a fedélzeti doppler effektus miatt relativisztikus időcsúszás következik be, ha túl gyorsan meg az űrhajó. Ráadásul a mélyűrben haladva ismeretlen téranomáliákba is bármikor beleszaladhat a jármű, ami szintén megzavarhatja (ismeretlen mértékben) a szállított atomóra ketyegési sebességét.
Marad tehát a lehetséges leggyorsabb és legolcsóbb megoldás: rádióhullámok segítségével kell a pontos időt átsugározni a célrendszerekbe. Erre a feladatra létesíteni kell egy nagy teljesítményű adótornyot, ami semmi mást nem csinál, csak kisugározza a földi etalonidő aktuális értékét. Vagy a kiválasztott bolygók felé fókuszálva vagy minden irányba, ha sokfelé akar terjeszkedni és kutatni az emberiség, nagyjából egyszerre. Ez az adó a csillagközi pontos idő transzponder (a továbbiakban: CSPT), aminek órajeléhez képest kell a távoli rendszerekben szinkronizálnia magát az első odaérkező térugró űrhajónak. Ami ezután kiteszi a helyi etalonidőt mutató atomórát, amihez minden további érkező űrhajó szinkronizálhatja magát a továbbiakban.
A CSPT-t célszerű a bolygóktól, holdaktól és a Naptól távolra kitelepíteni a bolygóközi űrbe, hogy minden irányba folyamatosan és akadálytalanul sugározhasson. Tehát nem lehet egy forgó égitest felszínén vagy annak közelében, orbitális pályán, hogy sose kerüljön takarásba, illetve ne nyomja el a sugárzását a Nap saját rádiózaja. A legjobb lenne erre a célra a Neptunusz egyik Lagrange pontját választani, ahonnan a Nap csupán egy fényes csillagnak tűnik az űrben.
A CSPT-nek hosszú időn keresztül (évtizedeken át) megbízhatóan kell üzemelnie, minél kevesebb adásszünettel, hogy a távolban ugráló űrhajók bármikor, bárhonnan bemérhessék a jelzését a sajátidejük szinkronizálásához. Ehhez kellően nagy teljesítménnyel kell sugároznia, ami megfelelő energiaforrást igényel (atomreaktort vagy szabadenergia kicsatoló generátort). Védeni kell továbbá a mikrometeoroktól és bármiféle más veszélyforrástól, hogy sokáig működőképes maradjon és ne kelljen folyton szervizelni (vagy újat kitelepíteni).
A CSPT adásához olyan rádiófrekvenciát kell választani, ami a lehető legcsendesebb. Minimális benne a kozmikus háttérzaj, tehát messzire ki lehet sugározni rajta a rádióhullámokat, a lehető legtisztábban. Ehhez meg kell vizsgálnunk a környező univerzumot az összes, technikailag szóba jöhető frekvencián. Az olyan hullámhosszak lesznek alkalmasak a célra, ahol nincsenek kozmikus rádióforrások, nem recsegnek bele a szupernóva robbanások, sem egyéb csillagközi kataklizmák. Ha az adás nem irányított jellegű, akkor a kiválasztott frekvenciát zárolni kell minden más rádióforgalmazás elől (nemzetközi egyezménnyel), és itt kell a továbbiakban az összes CSPT-nek gömbszerűen, minden irányba kisugároznia a földi pontos időt.
Az adásnak egyszerű kódolással, redundánsan tartalmaznia kell az etalonidő aktuális értékét, lehetőleg tizedmásodperces pontossággal. Tehát a jel egy számsorozat, amiből megtudható az évszám, hónap, nap, óra, perc, másodperc és tizedmásodperc értéke. Energiatakarékosságból nincs rá szükség, hogy ezt a számsorozatot minden másodpercben (vagy tizedmásodpercben) elküldje az adó, vagyis az adásnak nem kell folyamatosnak lennie. A technikai paraméterektől függően lehet percenként vagy akár óránként is kisugározni. A lényeg, hogy a jel minél nagyobb távolságból tisztán észlelhető és bemérhető legyen.
Mivel a rádióhullámok csak fénysebességgel, pontosabban emanációs sebességgel terjednek, a több fényévre lévő csillagokhoz csak évek alatt ér oda a jel. Tehát célszerű már a csillagközi űrutazások megkezdése előtt elkezdeni a sugárzást, hogy a felderítőknek, letelepedni szándékozóknak ne kelljen évekig várniuk az etalonidő meghatározására. Ez persze attól is függ, hogy a térugrást technikailag milyen színvonalon tudjuk majd megvalósítani, vagyis az űrhajóink hányszoros fénysebességgel lesznek képesek biztonságosan ugrálni a mélyűrben. Pontos idő jelzés hiányában, ha a CSPT eseményhorizontján kívülre indul egy űrhajó, célszerű nem kitelepíteni egy állandó kolóniát a célzónába. Vagyis a civilizációnk csak a pontos idő jelzés fénysebességgel táguló adásgömbjén belül tud szinkronizált módon terjeszkedni.
Mielőtt bárki azt gondolná, hogy ez milyen lassú módszer, eláruljuk, hogy a rádióhullámok terjedése csak az első 10-20 évben fogja korlátozni a csillagközi felderítő utakat. Mivel a gömbhullám sugarának lineáris növekedése mellett a térfogata köbösen fog nőni. Tehát kétszeres távolságba érve nyolcszorosára nő a besugárzott űrtérség nagysága, így egyre több csillag fog belekerülni a hatósugarába. Jelenleg a Naprendszert övező 10 fényéves körzetben 7 csillag található, 20 fényéves körzetben több, mint 42. Vagyis idővel sokkal több csillag lesz elérhető távolságban, mint ahányhoz űrhajót akarunk vagy tudunk majd küldeni.
A távoli bolygóhoz érkező első térugró űrhajónak a lokális etalonidő meghatározásához ki kell helyeznie az űrbe a magával vitt nagy pontosságú parallaxis mérő berendezéseket. Minél nagyobb távolságra vannak ezek egymástól (legalább kettőt kell használni), annál precízebben mérhetik meg az otthoni CSPT jelének irányát és határozhatják meg a tőle való térbeli távolságukat (háromszögeléssel). Ezzel együtt rögzítve az adótól kapott pontos idő értékeket, nagy pontossággal kiszámolható az űrhajó CSPT-hez viszonyított időcsúszása.
Ha azt akarjuk, hogy egy másodpercnél kisebb legyen a sajátidő eltérése a földi etalonidőhöz képest, a CSPT távolságát 300 000 kilométernél nem nagyobb pontatlansággal kell megmérni. Ez a kozmikus (csillagközi) távolságokkal összehasonlítva elenyészően csekély. Gondoljunk arra, hogy a Nap-Föld távolság (1 CSE) 150 millió kilométer, amit 500 másodperc alatt tesz meg a fény. Egy fényév pedig 63 204 CSE. Tehát a hozzánk legközelebbi csillag, a 4,3 fényévre lévő Proxima Centauri parallaxisa például csak 0,762 ívmásodperc. A jelenleg rendelkezésünkre álló technikával kb. 100 fényéves körzeten belül tudunk pontosan parallaxist mérni és távolságot meghatározni. Később, az űrbe kihelyezett távcsövekkel és csillagászati mérőhajókkal ez az érték a többszörösére nőhet.
Ahogy terjeszkedik majd az emberiség a galaxisban, szükség lesz rá, hogy minden lakott bolygórendszer peremén üzembe helyezzünk egy saját mélyűri CSPT-t. Minél közelebb van ugyanis az adó a mérőállomáshoz, annál pontosabban tudja meghatározni a távolságát. Ha az adók csak meghatározott időközönként bocsátanak ki egy órajelet, sokáig nem fogják zavarni egymást még akkor sem, ha mindegyik ugyanazon a frekvencián sugároz. A CSPT pozíciójának meghatározásához az etalon órajel mellett egyenletes helyzetjelző adás is kisugározható, a mérések megkönnyítésére.
A CSPT arra is használható, hogy rendszeres távolság mérésekkel (évek alatt) megállapítható legyen az adott bolygórendszer sajátidejének esetleges sebesség eltérése a Naprendszeritől. Ha megsérül egy űrhajó navigációs rendszere vagy tájékozódási gondjaik akadnak, a helyzetjelző adása hazavezető jelként is használható.
A CSPT-k üzemeltetésével szembeni legfőbb ellenérv az, hogy amennyiben az emberiség összefut az űrben egy ellenséges idegen civilizációval, amelyik szintén képes a csillagközi űrutazásra, pláne ha fejlettebb nálunk, ezzel gyakorlatilag eláruljuk nekik a helyzetünket. De ez csak akkor történhet meg, ha ők is rendelkeznek az adott frekvencián működő vevőkkel és képesek megtalálni és felismerni a CSPT adását. Persze, mire odáig jutunk, hogy működni kezdjen az első ilyen adó, az emberiség által korábban kisugárzott különféle rádiójelek már jóval megelőzték a pontos idő jelzést, legalább 100 fényévvel. Tehát aki nagyon akar, az úgyis meg fog találni minket és fölveheti velünk a kapcsolatot. Egyszóval nem sok értelme van (most már) a rejtőzködésnek.
Az viszont elképzelhető, hogy más űrutazó és terjeszkedő civilizációk is használnak az időszinkronizáláshoz saját CSPT-ket, amiket meg mi fedezhetnénk föl a SETI keretében. Az, hogy idáig nem találtak a csillagászok értelmes idegen lényekre utaló jeleket az űrben, nem jelenti azt, hogy nincsenek is. Sokkal inkább azt, hogy nem könnyű megtalálni az adásaikat. A fejlettebb kultúrák úgysem használnak rádióhullámokat a távközlésre, mert túl lassúak. Helyette mindenki az időszálakon keresztül kommunikál, ami azonnali és lehallgathatatlan jelátvitelt garantál téridőtől függetlenül az egész létezésben. Így valószínűleg ha találunk is idegen rádiójeleket, azok csak a CSPT-ik jelzései lesznek.
Hozzáfűzés: Ez a publikáció a Térugrás című tankönyvből származik, a szerzők hozzájárulásával. (Elibom)

Készült: 2007.10.21. - 2009.09.25.

Következő írás

Vissza a tartalomhoz