AZ ŰRKUTATÁS ÉS ŰRUTAZÁS TECHNIKAI KORLÁTAI
2020-ban írtam az alábbi cikksorozatot a témáról egy facebook csoportba, majd úgy döntöttem, kiteszem ide is, hogy ne vesszen el az információözönben:
1. RÉSZ:
Pár gondolat a SETI kutatás nehézségeiről és a távérzékelés technikai, fizikai korlátairól:
1. A csillagászati műszereink a távolból érkező rádióhullámokat, illetve a fényt gyűjtik be és érzékelik (alakítják feldolgozható jellé). Ezek erőssége (felületegységre jutó hatóereje, sűrűsége) a távolsággal négyzetes arányban csökken. Tehát ha kétszer messzebbről nézzük ugyanazt a csillagot, akkor negyed olyan erős a fénye. Tízszer messzebből ez már százszor gyengébb, milliószor messzebbről billiószor gyengébb, milliárdszor messzebbről trilliószor gyengébb.
2. Minél gyengébb a hatás, amit meg akarunk figyelni, annál nagyobb felületű gyűjtőre van szükség. Ez lehet parabolatükör vagy optikai lencse, a lényeg a felület mérete. A gyűjtő a nagy felületet elérő hatást fókuszálja, kis területre összesűríti, ahol az érzékelő található. Minél nagyobb a felületi méretkülönbség a gyűjtő és az érzékelő közt, annál nagyobb az erősítés. Tehát ha tízszer nagyobb a gyűjtő átmérője, mint az érzékelőé, akkor százszor nagyobb a felülete, stb. Viszont nem lehet akármekkora gyűjtőt és érzékelőt építeni, egyrészt technikai, másrészt fizikai, harmadrészt pénzügyi okokból. Nem lehet akármekkora üveglencsét csiszolni (belső hibáktól és felületi hibáktól mentesen, atomi pontosságú alakra). Nem lehet akármekkora parabolatányért építeni (a legnagyobbak völgyeket, krátereket töltenek meg), mert azt mozgatni is kell, irányba fordítani, hisz a Föld mozog alatta. Az űrtávcsövek esetén minél nagyobb a rendszer, annál nehezebb, annál több üzemanyag kell a feljuttatásához, mozgatásához, precíz beállításához. Minél nagyobb a rendszer, annál nehezebb pontosan beállítani a kívánt irányba, hisz a mozgatáskor a tömegtehetetlenség, a fékút, a kilengés, a szerkezeti deformáció, a hőtágulás mind problémát jelentenek.
3. Minél gyengébb a hatás, amit meg akarunk figyelni, annál hosszabb idejű exponálásra van szükség. Annál tovább kell precízen egy adott irányba állítva mérni a műszerrel, gyűjteni az onnan érkező, információt hordozó hullámokat, hogy a gyenge, ritka jeleik szép sorban, egymás után felhalmozódjanak az érzékelőben, egymásra rakódva. Közben a műszert mozgatni kell, mert alatta mozog a Föld. Az égitestek is mozognak, bár minél messzebb vannak, ez annál kisebb látszólagos szögsebességet jelent (kozmikus távolságoknál elhanyagolható). Viszont minél hosszabb az expozíciós idő, annál több zaj keveredik a hasznos jelbe. Hisz a műszer és a célpont közti kozmosz nem üres. Ritka, de nem abszolúte. Tele van mindenféle részecskékkel, atomokkal, molekulákkal, porszemekkel, aszteroidákkal, üstökösökkel, bolygókkal, csillagokkal, illetve a köztük össze-vissza cikázó, kibocsátott vagy visszavert fénnyel, rádiójelekkel, visszhangokkal. Ezeket egy darabig lehet szűrni, de ha a zaj erősebb a hasznos jelnél, reménytelenné válik a feladat.
4. Minél messzebbre nézünk, a dolgok annál kisebbnek látszanak. Vagyis a műszerünk érzékelési tartományát annál szűkebbre kell méretezni, hogy csak azt érzékelje és a körülötte lévő dolgokat nem. A látószög azonban nem szűkíthető bármeddig, technikai okokból, mert az olyan, mintha egyre kisebb lyukon vagy egyre hosszabb csövön át néznénk a világot. Végül már csak a cső falát fogjuk látni, a lyuk összezsugorodik és eltűnik. A látószögön belüli, közelebb lévő dolgok nagyobbnak látszódnak, mint a távolabb lévő dolgok. Az érzékelőink felülete képpontokból áll. Minél több a képpont egységnyi felületen, annál kisebb dolgok észlelhetők a kész képen. A képpontok (érzékelő egységek) mérete azonban nem csökkenthető bármeddig, technikai okokból. A sűrűségük sem növelhető bármeddig a felületen, nem rakhatók szorosabban egymás mellé a fizikailag lehetségesnél.
5. Minél messzebbre nézünk, ott annál több minden található, amit meg kéne nézni. Annál hosszabb ideig kell nézni, annál zajosabb a kép, annál kevesebbet látunk az egyre kisebb dolgokból. Annál kevesebb hasznos információt tudunk kinyerni a jelhalmazból. Annál többet kell válogatnunk a lehetséges néznivalók közül, hogy melyiket akarjuk előbb megnézni, mert fontosnak hisszük, így annál több dolog megnézésére nem jut idő, azaz elnézünk mellette és nem vesszük észre, majd csak évek, évszázadok múlva. A kozmikus kukucskálás tehát addig tart, míg bele nem ütközünk rengeteg fizikai, technikai, időbeli korlátba. Ha hosszabb ideig tart az expozíciós idő, mint a műszer élettartama vagy a kezelő személyzet élete (a csillagász nem él addig, hogy meglássa, milyen képet csinált a távcső), akkor ellehetetlenül a feladat megvalósítása.
6. A csillagok és galaxisok hatalmasak. A jelenlegi távcsöveinkkel mégsem látunk el egyik irányban sem az univerzum végéig, ahonnan már nincs tovább semmi. Minél messzebbre nézünk, annál több mindent fedezünk fel. És sosem tudhatjuk, hogy mi van még azon is túl és meddig terjed az egész? Így aztán az eseményhorizontunk egyre tágul, a világegyetem pedig végtelennek tűnik. Vagy legalábbis nagyobbnak annál, mint amit még be tudunk látni.
7. A bolygók és a rajtuk, köztük tenyésző idegen civilizációk és életformák, géplények picik. A csillagokhoz képest, azok méretéhez, fényerejéhez, jelerősségéhez képest elenyészően gyengék a kibocsátott mesterséges jeleik, ha egyáltalán vannak és ezek nem fókuszáltak, hanem gátlástalanul szétszórják őket, hogy bárki észrevehesse, azaz ránk pazarolják az energiát. Lehet, hogy ott vannak, de a műszereink nem elég nagyok ahhoz, hogy észrevegyük őket. Belevesznek a jeleik a környező zajba. Lehet, hogy sosem fogjuk őket felfedezni, a fent felsorolt fizikai, technikai korlátok miatt. Főleg úgy, hogy azt sem tudjuk, pontosan hol vannak, hová kéne figyelnünk, és mire kéne figyelnünk? És mikor kéne figyelnünk? Most vagy a régmúltban vagy a távoli jövőben, mert már, vagy még nem léteznek, a beérkező jelek futási késedelmét is figyelembe véve?
Hát ezért nem találtunk az elmúlt 50-60 évben idegen civilizációkat a csillagászati műszereinkkel. És lehet, hogy még évszázadokig, évezredekig nem fogunk találni semmit és senkit. De a bizonyíték hiánya nem a hiány bizonyítéka. Csak a természet tréfája, ami nem úgy van kitalálva, hogy megkönnyítse a távoli értelmes lények közti kommunikációt. Az univerzum nem a mi kedvünkért létezik. Mi csak jelentéktelen mellékhatások vagyunk benne. És amíg nem tudunk olyan technikát csinálni, amivel a fénynél sebesebben odamehetünk bárhová, hogy közelről is megnézzük a dolgokat, addig marad a kukucskálás és a siker statisztikai esélyeinek latolgatása.
Készült: 2020.04.24.
2. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Navigációs pontosság.
A térbeli mozgás lényege, hogy adott cél felé adott irányba megyünk, adott sebességgel, adott idő alatt odaérve. Az irányt a cél láthatósága és/vagy a körülötte lévő vonatkoztatási pontok láthatósága alapján határozzuk meg. Ehhez jó minőségű érzékelők kellenek, amikkel olyan felbontású, élességű képet alkothatunk a célról és környezetéről, amin a lehető legpontosabban tudjuk mérni a vonatkoztatási pontok egymáshoz viszonyított helyzetét: a látszólagos távolságukat az éggömbön (szögfokban), a látszólagos elmozdulásukat (ahogy közeledünk feléjük), illetve a parallaxisukat (két helyről nézve ugyanazt, nem ugyanott látszik az éggömbön). Ezen adatokból számítható ki a távolságunk a céltól, valamint a haladási irányunk és sebességünk.
A gyakorlatban a nagyon távoli objektumok (csillagok, bolygók, galaxisok) nagyon kicsinek látszanak. Kisebbnek, mint a fizikailag elkészíthető legnagyobb felbontású képen egy képpont. Ezért látjuk a csillagászati felvételeken a csillagokat világító pontoknak (a csillagászati felvételek felbontásáról lásd: az április 24.-én közzétett írásomat a csoportban). Noha a valóságban millió kilométer átmérőjűek. Ebből az következik, hogy ha az irány meghatározásakor csak egyetlen képpontnyit is tévedünk (ami előfordulhat), máris millió vagy milliárd kilométerekkel elvétjük a célt (a távolságától függően). Hiszen nem tudjuk, hogy azon a világító képponton belül pontosan hol található ténylegesen a csillag?
Mi következik ebből? Például az, hogy az összes sci-fi regényben és filmben állandóan bemutatott űrutazásos jelenetek teljességgel komolytalanok. Nem lehet csillagközi távolságokra ugrani nagy pontossággal. Jó, ha a naprendszer gömbjét eltalálod. Az kizárt, hogy pont a célbolygó közelébe érkezz egyetlen gigantikus térugrással.
Mi történik akkor, ha sok kisebb ugrással közelítjük meg a célt és két ugrás közt rövid időre megállunk, újra felmérjük a műszereinkkel a célt és pontosítjuk az ugrásunk irányát és távolságát? Először is sokkal tovább fog tartani az utazás. Másodszor: rengeteg mérést és számítást kell elvégezni közben. Harmadszor: folyton módosítani kell a következő ugrás irányán és távolságán. Amíg távol van a cél, könnyű nagyokat ugrálni, közeledve viszont érdemes egyre rövidebbeket ugrani, hogy a pontosság növekedjen és végül ott kössünk ki, ahová menni szeretnénk. Ehhez komoly mérőműszerek, nagy számítógépes adatfeldolgozó és tároló kapacitás, valamint türelem szükséges. A munkát elvégzik a gépek, az űrhajósoknak csak meg kell határozniuk a körülbelüli útvonaltervet és jóváhagyni a manőver lépéseket.
Készült: 2020.06.10.
3. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Manőverezési pontosság.
A manőverezés lényege a jármű haladási irányának és sebességének beállítása. Ezt a hajtóművek tolóerejének iránymódosításával, illetve az egyes hajtóművek tolóerejének módosításával érjük el. Egy hajtómű tolóerő vektorának át kell haladnia a jármű tömegközéppontján ahhoz, hogy egyenes irányba tolja azt. Ha nem metszi a tömegközéppontot, akkor a jármű kanyarodni és fordulni fog, végül bukfencezik és bepörög. Ha több hajtóművünk van, a tolóerő vektoroknak nem kell áthaladniuk a jármű tömegközéppontján ahhoz, hogy egyenes irányba tolják azt. Viszont a tolóerejük összesített, eredő vektorának a kívánt irányba kell mutatnia. Ehhez nagyon pontosan kell tudni szabályozni az egyes hajtóművek tolóerejét, működési teljesítményét. Ha a hajtóművek mozgathatók (nem rögzítettek a hajótesthez), akkor az elforgatásuk szögét kell tudni nagyon pontosan beállítani és kilengés nélkül ott tartani a kívánt ideig.
A jármű tömegközéppontja általában nem esik egybe a geometriai középpontjával (a köré írható gömb közepével). Ráadásul nem egy fix pontról van szó, hisz a jármű tömege változik attól függően, hogy mennyi rakománya van. A belső tömegeloszlása is változik attól függően, hogy ez a rakomány hol, hogy van elhelyezve? Rögzített vagy sem? Egy tartálygépnél például a folyadék lötyögése komoly tényező, amivel számolni kell. A fedélzeten minden mozgás módosítja a jármű tömegközéppontját menet közben. Az emberek mászkálása, a felszerelések ide-oda hurcolása, a vízvezeték rendszer működése (folyadék áramlik a víztartályból a felhasználóhoz, majd tovább a szennyvízgyűjtőbe, onnan a tisztítóba, majd vissza a tartályba), a burkolatra helyezett csillagászati távcsövek, radartányérok elforgatása, az űrséták során a hajót elhagyó, majd visszatérő emberek, robotok, drónok, a kiszivárgó levegő, a kidobott hulladék, stb. Feltételezzük, hogy az űrhajó zárt inerciarendszerű meghajtást használ, tehát nem üzemanyaggal működik, nem bocsát ki magából anyagot a működése során, csökkentve a jármű össztömegét.
A jármű mozgását külső tényezők is befolyásolják. A világűr ugyanis nem üres, csak nagyon ritka közeg. Viszont csillagközi távolságokon, pláne nagy sebességgel haladva rengeteg mindennel lehet összeütközni, amik mind löknek egy picit a jármű tehetetlen tömegén, különböző irányokba, különböző időpontokban, különböző mértékben - véletlenszerűen módosítva a haladási irányát, sebességét. A becsapódó testek (fény, részecskék, atomok, molekulák, porszemek, kavicsok) energiája (tömeg és sebesség függő), ütközési helye (szemből, oldalról, hátulról, a hajó tömegközéppontjához közel vagy távol), becsapódási szöge (merőlegesen vagy valamilyen hegyesszögben) igen sokféle lehet. A hatásuk eredője változó (azaz erősítik vagy gyengítik egymást).
Mindezen tényezők állandó és igen bonyolult, folyton változó összjátékának köszönhetően a jármű irányát és sebességét csak korlátozott pontossággal lehet megvalósítani, tehát mindig el fog térni valamennyire az elvárttól. Nem oda megy, ahová szeretnénk. Ezért menet közben folyton módosítani kell rajta, próbálva kiegyenlíteni az eltéréseket. Így az űrhajók sosem haladnak nyílegyenes (ideális) pályán a céljuk felé, hanem cikk-cakkban ingadozva manővereznek. Ahogy a gépkocsik sem haladnak egyenesen az egyenes úton, hanem imbolyognak, mert folyton kormányozni kell őket, le ne térjenek róla a technikai pontatlanságok (félrehúzás) miatt. Ez független a jármű méretétől, tömegétől, sebességétől, bármilyen technikai jellemzőjétől. És minden jármű esetén, minden utazás során egyedi és megismételhetetlen (mértékű és irányú).
Mi következik ebből? Például az, hogy az összes sci-fi regényben és filmben állandóan bemutatott űrutazásos jelenetek teljességgel komolytalanok. Nem lehet csillagközi távolságokat megtenni nagy pontossággal, kikapcsolt vagy fixen működő hajtóművekkel, illetve úgy, hogy a személyzet (vagy számítógép) nem figyel oda a kormányzásra. Menet közben adott időközönként apróbb korrekciós manővereket kell végrehajtani a legfrissebb navigációs adatok alapján. A feladatot nehezíti, hogy menet közben folyton felbukkannak az űrben különféle méretű, irányú, sebességű, tömegű objektumok (kavicsok, üstökösök, aszteroidák), amiket ki kell kerülni a végzetes ütközés lehetősége miatt.
Készült: 2020.06.15.
4. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Ütközések elkerülése.
Ahhoz, hogy egy űrhajó ne ütközzön össze az űrben mindenféle objektumokkal (kavicsok, üstökösök, aszteroidák), állandóan figyelnie kell maga körül és főként maga előtt az űrt. Észlelnie kell, lehetőleg minél távolabbról a felbukkanó tárgyakat, aztán ki kell számolnia az irányukat, sebességüket, azt összevetni a hajó saját irányával és sebességével, azaz eldönteni, hogy történhet-e ütközés velük vagy nem? Ez állandó éberséget igényel, főleg nagy sebességű utazásnál és csillagközi utazásnál, ezért csakis egy számítógép lehet rá képes. Majd ütközés veszélye esetén el kell dönteni, hogy a tárgy elég nagy-e ahhoz, hogy kárt tegyen a hajótestben? Ha igen, vagy ki kell térni előle (pályamódosítás, majd visszatérés a korábbi irányhoz) vagy el kell téríteni (lézersugárral belelőni, szétporlasztani, odébb lökni). Ha nem, akkor valószínűleg kibírja a páncélozott burkolat vagy a hajó körüli erőtérpajzs a becsapódást. Bár ekkor is történhetnek kellemetlen meglepetések, ha például a tárgy megrongálja az ablakot vagy a zsilipet vagy a külső távérzékelők, távcsövek, radarok, kamerák, antennák valamelyikét, nem beszélve a burkolaton épp kint dolgozó emberekről, robotokról.
Egy űrhajó használhat passzív (távcső) és aktív (radar) távérzékelőket a környező űr megfigyelésére. Ezeket érdemes úgy elhelyezni a burkolaton, hogy a pásztázási zónáik átfedjék egymást, így bármelyik kiesésekor nem keletkezik lyuk, vakfolt a látómezőben, ahonnét kellemetlen meglepetések érhetik a járművet. A radar észlelési sebessége technikailag fele olyan lassú, mint a távcső, mivel először ki kell bocsátania egy radarhullámot, majd meg kell várnia a visszatértét a tárgyakról. A távcsövek gyengéje viszont, hogy csak a fényes dolgokat lehet velük jól látni, amik vagy sugároznak vagy elég sok fényt vernek vissza. A mélyűr sötétjében, egy csillagközi porfelhő belsejében nem sokat látni a közeledő tárgyakból. Pláne, ha sötét színűek. Ugyanakkor annak kicsi a valószínűsége, hogy az űrben összefussunk egy lopakodó kaviccsal, ami nem veri vissza a radarhullámokat, így ez megbízhatóbb módszer.
Minél kisebb egy tárgy, annál kisebb a keresztmetszeti képe, felülete, ami alapján észlelhető. Ezért az érzékelőkkel kisebb távolságból vehető észre. Az érzékelők akkor hatékonyak, ha elég messziről észreveszik azokat a méretű tárgyakat, amik már veszélyesek az űrhajóra nézve, azaz nem bírja ki a becsapódásukat a burkolat vagy a pajzs. Viszont minél gyorsabban halad a térben az űrhajó, annál hamarább összetalálkozik az útvonalába eső tárgyakkal, tehát annál kevesebb idő marad az észlelésére, eltérítésére vagy a kitérésre. Az idődoppler miatt a haladási irányában megrövidül az észlelési sugara, hátrafelé meghosszabbodik. Ezért egy kritikus sebesség fölött megtörténhet, hogy a hajó már vakon repül, azaz technikailag képtelen elég gyorsan eltéríteni a vele ütközőpályán lévő tárgyakat vagy kitérni előlük. Azaz: fejjel megy a falnak.
Mi következik ebből? Például az, hogy az összes sci-fi regényben és filmben állandóan bemutatott űrutazásos jelenetek teljességgel komolytalanok. Nem lehet kézi irányítással kerülgetni a világűr sötétjében össze-vissza száguldó aszteroidákat, mert az emberi szem érzékenysége és a testünk reakcióideje túl lassú ehhez. Óriási kockázattal jár egyszerűen csak repülni egyenesen előre és abban bízni, hogy valószínűleg úgysem találkozunk egyetlen nagyobb tárggyal sem menet közben. Vagy ha igen, kibírja a burkolat vagy szét tudjuk lőni és nem lesz semmi baj. A burkolatba csapódó mikrometeorok, porszemek és részecskék mind kis krátereket ütnek a felületbe, fokozatosan erodálva, szitává lyuggatva azt. Szó szerint a világűr pora lemarja a burkolatot a hajóról, főleg a hosszabb utakon és a nagy sebességű száguldozás során.
Egy nagyobb méretű, tömegű űrhajó védettebb a sok kis űrtörmelék becsapódásával szemben, mert vastagabb páncélburkolatot, erősebb pajzsot cipelhet magával. Viszont nagyobb a felülete, ezért könnyebben eltalálhatják a mindenfelé röpködő tárgyak. Ezért célszerű a nagyobb űrhajókat hosszúkásra tervezni (henger, szivar), hogy a haladási irányba eső profiljuk minél kisebb legyen. És érdemes az orr részt megvastagítani, hogy tovább bírja a koptatást (amitől viszont orrnehéz lesz, ami rontja a manőverező képességét). Ugyanakkor a nagyobb űrhajóval nehezebb pályát módosítani a nagyobb tömegtehetetlensége miatt, tovább tart a kitérés, ami szintén megnöveli az ütközések kockázatát. Ezért a nagy hajóknak érdemes komoly űrtörmelék elhárító fegyverzetet hordozniuk és használniuk az útvonaluk tisztára söpréséhez. Ez csak akkor nem segít, ha a tárgy túl nagy a megsemmisítéshez vagy eltérítéshez. Vagy ha szétlőve a törmelékei is túl nagyok ahhoz, hogy a hajó kibírja a velük való ütközést. Ha egy veszélyes tárgyból a szétlövés miatt lesz sok száz veszélyes tárgy, az nem éppen biztonságos megoldás, főleg korlátozott tűzerő és tüzelési idő esetén. A fenti problémákra jelent megoldást a térugrással történő kitérés, a veszélyes tárgyak pozíciójának átugrása.
Készült: 2020.06.22.
5. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Térugrás égitestek közelében.
A térugrás nem csak a nagy térbeli távolságok gyors (a fény határsebességét meghaladó iramú) áthidalására használható, hanem az ütközések elkerülésére is. A térben mozgó tárgyak ugyanis akadálytalanul átugorhatók az idősemmin keresztül, mivel ott nem léteznek. Ez a bolygókra és csillagokra is igaz (feltételezésem szerint a legtöbb esetben, de talán nem mindig), ami azt jelenti, hogy zavartalanul lehet a közelükben ugrálni, a gravitációjukkal nem zavarják meg az ugrást. Az ugrás lépései: 1. Kifordulás a téridőből az idősemmibe. 2. Térsűrítéssel a relatív sebesség megsokszorozása a haladási irány mentén, függetlenül a téridőtől, mint vonatkoztatási rendszertől. 3. Befordulás a téridőbe.
Ugrás előtt érdemes kiszámolni, hová ugrunk és mikor leszünk ott? Ennek főleg a nagy méretű égitestek közelében végzett ugrásoknál van jelentősége. A Föld például másodpercenként kb. 30 kilométeres sebességgel száguld a Nap körül. Ha tehát az űrből a közelébe ugrunk, mondjuk a légkörbe, hogy megjelenjünk egy űrkikötő fölött pár száz méterre, akkor elég 1 másodpercet tévedni a számításnál az ugrás technikai pontatlanságai miatt és máris nagy bajban vagyunk. Attól függően, hogy merrefelé halad éppen a Föld a belépési zónánkhoz és a saját haladási irányunkhoz (és sebességünkhöz) képest, vagy a cél fölött 30 kilométer magasan, vagy a talajban, 30 kilométer mélyen, vagy valahol oldalirányban a kikötő mellett, gyakorlatilag akárhol fogunk belépni. Ez még századmásodperces pontatlanság esetén is 300 métert jelent. Ugrás előtt tehát ismernünk kell a célégitest mozgási sebességét és irányát, valamint az űrhajónk ugrási pontatlanságát, a technikai félrehordását térben és időben. És ennek megfelelően kell meghatározni a biztonságos belépési zónát, ami nem metszi az égitestet (vagy egy felhőkarcolót). Plusz nem árt a hajótestet úgy forgatni ugrás előtt, hogy ne fejjel lefelé vagy oldalra fordulva lépjünk be a felszín fölé, mert a gravitáció csúnya meglepetéseket okozhat a fedélzeten. Arról nem beszélve, hogy érdemes a hajó sebességét és haladási irányát az égitest sebességéhez és haladási irányához igazítani a belépési zónában, különben azonnal őrült sebességgel kezdünk száguldani a légkörben az impulzusmegmaradásunk miatt, hangrobbanást okozva és a súrlódás miatt felhevítve (megolvasztva) a burkolatot.
Fordított irányban kevesebb gondunk van. A Föld felszíne közeléből nyugodtan kiugorhatunk az űrbe (csak elméletben, gyakorlatban nem, de erről majd a 6. részben olvashattok), mondjuk orbitális pályamagasságra vagy akár a Holdhoz is. Amennyiben nincs ott semmi a belépési zónánkban (műhold, űrállomás, másik űrhajó, űrtörmelék), nem megyünk neki semminek. De vannak veszélyforrások, amiket még térugrással sem lehet kikerülni. Ilyen például egy közeli szupernóva robbanás nagy energiájú lökéshulláma, aminek vastagsága akár az 1 fényhetet is elérheti. Korábban már írtam arról (az 1. részben), hogy térugrással nem lehet tetszőlegesen nagyokat ugrani. A biztonságos legnagyobb ugrási távolság technika és környezet függő, de az kb. egészen biztos, hogy egy ilyen lökéshullámot nem lehet átugrani, azaz kívülről beugrani a táguló gömbjén belülre vagy belülről kiugrani a külső határán túlra. Ezért vagy rendes sugárzás védelemre van szükség vagy... egy párhuzamos térbe kell átugrani a baj elől.
A téridő 5 párhuzamosan létező téresszenciából áll, plusz egy nemtér-nemidőnek is nevezett idősemmi zónából, ahol nincs téridő, csak őskáosz. A térváltás során nem csak a mi téresszenciánk és az idősemmi közt tudunk oda-vissza átjárni, de átmehetünk bármelyik párhuzamos téresszenciába is a többi négyből. Amik teljesen máshogy néznek ki, mint a mi terünk. Máshol vannak benne a másféle kinézetű és mozgású égitestek, tele másféle idegen civilizációkkal. Így ha a mi terünkben problémát jelent egy szupernóva lökéshulláma, érdemes gyorsan átváltani valamelyik párhuzamos térre és ott folytatni tovább az utazást.
Készült: 2020.06.28.
6. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Térbe való biztonságos belépés.
Amikor egy űrhajó olyan távolságra végez térugrást, ameddig nem lát el a távérzékelőivel vagy abban a távolságban már nem észleli a kisebb tárgyakat a belépési zónában csak a nagyobbakat, lényegében nem tudja előre (se a számítógép, se a pilóta), mi vár rá a belépéskor. A térváltás (kilépés, belépés) lényegében egy pillanat alatt lejátszódik (technikailag a másodperc töredéke alatt), így az ott tartózkodó tárgyakkal való összeütközés is azonnal megtörténik. Nincs lehetőség a kitérésre. Az is előfordulhat, hogy egy újabb térváltásra sincs már idő menekülés céljából a becsapódás előtt. Épp ezért létfontosságú, hogy valamilyen módon mégis tisztában legyen azzal a jármű, mi vár rá a belépési zónában. A feladatot nehezíti, hogy az ugrási pontatlanság miatt minél messzebbre ugrik a hajó, annál bizonytalanabbá válik a belépési pont meghatározása előre. Csak egy szabálytalan, gömbszerű teret lehet megbecsülni, aminek mérete és alakja több tényező függvénye és amin belülre nagy valószínűséggel meg fog érkezni a hajó.
A belépési zóna felderítésének egyik módja, ha az űrhajó egy ugrásvezető űrszondát ugráltat maga előtt a tervezett útvonalán, ami odaugrik, a műszereivel körülnéz és az időszálas kommunikációt használva (azonnal, késlekedés nélkül) továbbítja a térségről gyűjtött adatait a hajó navigációs számítógépének. Ami ez alapján eldönti, hogy tiszta-e a zóna vagy elég tiszta ahhoz, hogy érdemes legyen megkockáztatni egy esetleges összekoccanást valami kisebb kaviccsal, amit a burkolat (védőpajzs) még el tud hárítani? Vagy túl nagy a veszély és ekkor letiltja az ugrást. Majd átviszi máshová a szondát a haladási útvonal mentén és keres egy tiszta zónát távolabb (esetleg közelebb, bár ez macerásabb az irányváltás miatt) a hajóhoz. Ha a szonda nekimegy valaminek és megsemmisül, a hajó kiküld egy másikat, szóval nem árt bespájzolni ugrásvezetőkből, hogy ne fogyjon ki a készlet a célba érés előtt. Vagy: ki lehet küldeni vontató szondát a pórul járt ugrásvezetőhöz és behozni a roncsait újrahasznosításra (új szonda legyártására). Feltéve, hogy maradt belőle annyi, amennyit vissza lehet hozni a hangárba. És feltéve, hogy a vontató nem megy szintén tönkre.
A másik módszer, ha az űrhajó a burkolatán cipel magával egy felderítő szondát. Miután végrehajtotta a térsűrítéses vektoron ugrást az idősemmiben, megáll odakint, leválasztja a szondát, ami eltávolodva tőle térváltással befordul a térbe és körülnéz. Az időszálas kommunikáció tértől függetlenül működik mindenhová, tehát a párhuzamos terek közt is, nem csak őrült nagy távolságokra viszi át azonnal a jelet. Ha tiszta a zóna, az űrhajó a szondája után lép, ami visszacsatlakozik rá (el ne hagyja a manőverek során), majd jöhet a következő ugrás. Ha veszélyes a zóna, a szonda visszalép (amennyiben nem semmisült meg), visszacsatlakozik és újabb térsűrítés következik, azonos vektoron, ezúttal kisebb távolságra, mert a belépési pontatlanságok összeadódnak. Majd megismétli az előző műveletet.
Ennek a módszernek egy alternatív technikai megvalósítása, amikor az űrhajó fedélzetén működtetnek egy mini térváltó gépet, ami egy pici, lokális térváltást végrehajtva egyfajta lyukat hoz létre a hajó sajáttere és a belépési zóna térideje között. Majd átdugnak rajta egy endoszkópszerű távérzékelőt és úgy néznek körül. Természetesen mindkét eljárás kiterjeszthető az összes párhuzamos téresszenciára, ha van rá elég műszaki kapacitás, így egyszerre vizsgálható az összes tér és el lehet dönteni, melyikbe is lépjen be a hajó? Valamelyik csak üres lesz az adott zónában.
A sok űrhajó által, rendszeresen használt ugrálási útvonalak mentén érdemes távérzékelő bójákból sort telepíteni, amikkel a forgalomirányítás állandóan szemmel tarthatja az összes belépési zónát és valós idejű adatokkal látja el a közlekedőket. Ezzel megspórolható a sok kukucskálás, vagyis gyorsabban lehet ugrálni, ami növeli a hajók átlagiramát.
Kiegészítésképpen pár fogalom definíciója:
Iram: az űrhajó számított, relatív sebessége, a fény határsebességéhez viszonyítva. Az egyszeres iram azt jelenti, hogy az űrhajó olyan gyorsan ugrott át a tér két pontja között, amilyen gyorsan a fény megtette ugyanezt a távolságot a térben.
Saját iram: az űrhajó műszereivel mért irama egy ugrás során, amit a saját mozgása alapján számít ki.
Valós iram: az űrhajó kívülről, független megfigyelők által mért irama a téridőből nézve, egy ugrás során. Ez eltér a saját iramtól a technikai pontatlanságok miatt.
Átlag iram: az űrhajó egy útvonalon megtett összes térugrása eredményeként elért átlagos iram, amibe bele kell számolni az ugrások közti várakozási időket is, amik jelentősen csökkentik az értékét. De végeredményben ettől függ, mikorra ér a céljához a hajó.
Készült: 2020.07.06.
7. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Térugrások fajtái.
Mivel a térugrás fizikailag két műveletből áll, amik többféleképp is megvalósíthatók, igen sokféle térugrást lehet végezni a gyakorlatban. A legegyszerűbb a hajótest menetirányába való egyenletes haladás közben térugrást végrehajtani, amikor az ugrási vektor megegyezik a haladási iránnyal. Valamivel komplikáltabb, ha közben gyorsul vagy lassul az űrhajó. Egyenletes sebesség közben a hajótest elforgatható, hogy az orra ne a menetirányba nézzen. Akár farolva is lehet ugrani.
Lehet kis távolságokra ugrani, amikor a hajó a műszereivel még rálát a belépési zónára, azaz felderítő szonda odaküldése nélkül is tudja, hová megy. Lehet nagy távolságokra ugrani, amihez felderítő szondát kell használni. Ha erre nincs lehetőség, az eredmény: vakugrás. Ennek kockázatait a pilótának kell megbecsülnie a navigációs adatok alapján. Lehet térsűrítés nélkül simán teret váltani és a normál sebességet megtartva haladni az idősemmiben, majd visszatérni. Ekkor annyit ugrott a hajó, amennyit ment a téren kívül. Lehet teret váltani másik téresszenciába, a belépés és kilépés közt térsűrítéssel vagy anélkül.
Lehet szabályozni a térsűrítés nagyságát és időtartamát, amik együttesétől a vektoron ugrás relatív távolsága függ, a térbeli sebesség függvényében. Lehet az idősemmiben irányt és sebességet váltani az űrhajóval a vektoron ugrás előtt, aminek eredményeként máshová fog érkezni a belépéskor, mint ami a térből nézve kiszámítható volt a pályagörbéje alapján. Ez főleg a külső megfigyelők megtévesztésére jó, illetve az üldözőket lehet vele lerázni. Lehet a vektoron ugrás után irányt és sebességet váltani, hogy a belépéskor másfelé mozogjon az űrhajó, mint ami a térből nézve kiszámítható volt az ugrás előtti pályagörbéje alapján. Elvileg lehet a térsűrítés közben is irányt és sebességet váltani, bár ez nagy mértékben megnöveli a valószínűségét annak, hogy ismeretlen helyre lép be a hajó.
Lehet olyan ugrás sorozatot végezni, amikor az idősemmiben adott időközönként megszakítja a hajó a térsűrítést, kibocsát egy szondát, beküldi a térbe, azon keresztül körülnéz, meghatározza a helyzetét, majd visszahozza a szondát és folytatja a térsűrítést. Azaz lényegében több ugrást összekapcsol technikailag egyetlen extrém hosszú láncba. Ez megvalósítható úgy is, ha az útvonalon a szabvány ugrásoknak megfelelő távolságokra, minden belépési zónában lebeg egy jelzőbója, amit viszonyítási pontként használ a felderítőszonda.
Lehet tandem ugrást végrehajtani, amikor a térváltáshoz létrehozott sajáttér buborékot annyira kibővítik, hogy egy másik, közeli űrhajó vagy kisebb égitest is beleférjen és azt is magával vigye. Ennek azonban hátránya, hogy a térsűrítés csak akkor fog hatni a vonszolt objektumra, ha az benne van a sűrített sajáttér hullámterében, különben egyszerűen ott marad az idősemmiben. Többek között emiatt nem tanácsos égitestek légköréből kiugrani, pláne közel a felszínhez, mert ki tudja, miket ránt magával a hajó - a biztos pusztulásba.
Mi következik ebből? Például az, hogy az összes sci-fi regényben és filmben állandóan bemutatott térugrásos (teleportációs) jelenetek teljességgel komolytalanok. Nem lehet súlyos következmények nélkül ide-oda ugrálgatni a földfelszínen, pláne kapásból, komoly mérések, számítások nélkül. A környező tárgyak elragadása és a belépési pontatlanságból fakadó ütközések mellett az is veszélyforrás, hogy az égitestek sajáttere nem biztos, hogy teljesen stabil és egyenletes működésű. Amennyiben téranomáliák, téringadozások fordulnak elő az égitesten, ezek elronthatják vagy megakadályozhatják a térváltást, kilépéskor és belépéskor egyaránt. Ha pedig valaki szándékosan térzavarást generál egy égitesten, azzal ellehetetleníti a belépéseket és kilépéseket. Az ilyenkor ugrani próbáló hajó nem tud kifordulni az idősemmibe, hanem össze-vissza átlép az egyes téresszenciákba, nem találva a "helyét".
Készült: 2020.07.13.
8. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Az égitestek mozgásai.
A kozmoszban a különböző égitestek mozgása a következő adatokkal írható le:
1. A haladás iránya a környezethez képest (az abban kijelölt feltűnő, könnyen észrevehető, a nagy távolságuk miatt kvázi álló vonatkoztatási pontokhoz viszonyítva). Merre megy?
2. A bejárt pályagörbe típusa (ellipszis, parabola, hiperbola) és ennek tulajdonságai (közelpont és távolpont távolsága a fókuszponttól, lapultság és a pályagörbe elhelyezkedése a térben). Milyen alakú útvonal mentén megy?
3. A haladás sebessége a pálya mentén a környezethez képest. Milyen gyorsan megy?
4. Az égitest forgástengelyének állásszöge a környezethez képest. Hány fokos szöget zár be a fentnek kijelölt irányhoz képest?
5. Az égitest forgásának iránya a környezethez képest. Fentről nézve balra vagy jobbra forog?
6. Az égitest forgásának ideje. Mennyi idő alatt fordul körbe a környezethez képest?
A gravitációs vonzás miatt az égitestek egymás közelébe érve, egymás körül kezdenek el bolyongani, amit helytelenül keringésnek nevezünk. Azért helytelenül, mert a keringés körpályán való körbejárást jelent, az égitestek viszont soha nem körpályán haladnak, hanem elliptikus pályán, aminek két fókuszpontja van. Az egyik fókuszpont a két égitest eredő tömegközéppontja, ami körül mindkettő bolyong a saját elliptikus pályáján. Ha a két égitest közel egyforma tömegű, mindketten egyforma távolságra vannak a fókuszpont körül (és a két fókuszpont kvázi egybe esik, tehát majdnem kör alakú lesz az ellipszis). A gyakorlatban az égitestek mérete és tömege mindig különbözik, így a nagyobb közelebb bolyong a fókuszponthoz, a kisebb távolabb. Jelentős tömegkülönbség esetén a fókuszpont a nagyobb égitest térfogatán belül található, ami ekörül imbolygó mozgást végez. Ha több, különböző tömegű égitest bolyong egymás körül, ezek mozgása rendkívül bonyolult lesz, amit nehéz előre vagy visszamenőlegesen kiszámolni a jelen állapot alapján.
A csillagok a galaxisuk vagy egy csillaghalmaz tömegközéppontja körül bolyonganak. A bolygók egy (vagy több egymáshoz közel bolyongó) csillag körül bolyonganak. A holdak egy bolygó körül bolyonganak. A holdak körül nem bolyonganak még kisebb holdak (tartósan legalábbis), a bolygó tömegvonzásának zavaró hatása miatt. Viszont rövid időre (emberi léptékkel mérve) lehet egy hold körül bolyongani (lásd: műholdak). A csillagok, bolygók és holdak egyaránt kölcsönösen befolyásolják egymás bolyongását valamilyen mértékben a gravitációs vonzásukkal, ami állandó pályaperturbációkat, azaz pályazavarokat (a számított pályától való eltéréseket) okoz. Ezért a kozmoszban minden égitest pályaelemei csak ideiglenesek, azaz időben valamilyen mértékben, valamilyen irányba állandóan megváltoznak. Ha emberi léptékkel (élettartammal) mérve egy égitest pályaelemei minimális változást mutatnak, akkor azt stabil pályának tekintjük. A minimális változás az, ami az égitest méretéhez és a pályájának méretéhez képest elhanyagolható (centiméterekben, másodpercekben mérhető).
Egy kisebb égitest bolyongási sebessége a nagyobb égitest körül függ a két égitest tömegétől és távolságától, a bolyongási pálya alakjától, a nagyobb égitest haladási irányától és sebességétől, valamint a többi égitest gravitációs zavaró hatásainak eredőjétől. Vagyis minden pályamagassághoz és pálya alakhoz tartozik egy pályasebesség, ami folyton változik. Az elliptikus pályán haladó égitestek a közelpontnál felgyorsulnak, a távolpont környékén meg lelassulnak. Ha több kis égitest kering a nagy körül, azok hol gyorsítják, hol lassítják egymást a kölcsönös vonzásukkal.
Az égitestek mozgását bonyolítja az árapály jelenség, ami a bolyongási pályákat két zónára osztja. Ezek határoló gömbfelszíne a stacionárius pályamagasság, ahol a kisebb égitest olyan gyorsan bolyongja körbe a nagyobbat, amilyen gyorsan az forog. Vagyis a nagy felszínéről nézve a kicsi mindig ugyanott látszik állni az égbolton. A stacionárius pályamagasság alatt bolyongó égitestet az árapály hatás fékezi (hátrafelé húzza), ezért egyre alacsonyabban bolyong (lefelé spirálozik), mígnem lezuhan és becsapódik a nagyobb égitestbe. A stacionárius pályamagasság fölött bolyongó égitestet az árapály hatás gyorsítja (előrefelé húzza), ezért egyre magasabban bolyong (felfelé spirálozik), mígnem elszakad a nagyobb égitesttől és kirepül a végtelenbe. A stacionárius pályamagasság nem stabil, az ott lévő égitestek könnyen kibillennek a látszólagos egyensúlyi állapotukból egyik vagy másik irányba a különböző zavaró hatások miatt. Az árapály hatás fékezi az égitestek forgását, egészen addig, míg azok kötött bolyongású pályára nem kerülnek. Ilyenkor az egyik vagy mindkét égitest mindig ugyanazt az oldalát fordítja a másik felé, tehát a másik állni látszik az égbolton.
A felsoroltakból látszik, hogy az égitestek mozgása folyton változik és bizonytalanná válik a jövőbeli helyzetük kiszámítása (a múltbeli is). Ezért a két távoli égitest közti űrhajózáshoz pontos számításokat kell végezni és menet közben időnként ellenőrizni, pontosítani kell az eredményeket. A csillagok most nem ott vannak az égbolton, ahol látjuk őket. Akkor voltak ott, amikor elindult róluk az a fény, ami most ér ide a műszerünkhöz. Vagyis a távolságuktól függ, milyen régi képüket látjuk. Tehát ha el akarunk jutni egy távoli csillaghoz, akkor nem oda kell mennünk, ahol látjuk, illetve nem oda, ahol most van, hanem ahol lesz majd akkor, amikor odaérünk hozzá, adott idő múlva. Lényegében elé kell mennünk, hogy találkozzunk vele.
Készült: 2020.07.20.
9. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: A nemtér-nemidő tulajdonságai, navigáció az idősemmiben.
A nemtér-nemidő réteg a téridő rétegezett, spirálgömbi hullámterei közt kialakuló hiányzóna, ahol nincs téridő. Mivel az egyes téresszenciák a szerkezeti felépítésük miatt szeparálják a bennük lévő dolgokat (fényt, anyagot) egymástól, azok nem látszódnak a többi térszeletből nézve és nem is hatnak egymásra semmilyen módon. Vagyis az egyes térszeletek úgy viselkednek, mint párhuzamos univerzumok, amik egymásba ágyazódva léteznek, de nem tudnak egymásról. A téresszenciák a nemtér-nemidő réteget is szeparálják maguktól. Vagyis kilépve oda a szemlélő (űrhajó) az őskáosz idősemmijébe kerül, ahol nem hat rá a téridő hullámtere, ezért a sajátterében létezik, a téridő univerzumtól fizikailag elkülönülten. Ez az Isten háta mögötti hely, ahol látszólag semmi sincs. A nemtér-nemidőt ezért hívjuk végtelen feketeségnek, fénytelen ürességnek, feneketlen mélységnek, létsemminek vagy tisztítótűznek is.
A nemtér-nemidőt azért hívjuk idősemminek, mert ott csak idő van, azaz a teremtés kezdeti létezőinek (okforrásainak) a sajátidejei, tachionikus és tardionikus hullámterei töltik ki. Épp ezért a térbeliség nem értelmezhető benne, spirálgömbi téridő hullámrétegek hiányában. Mivel az okforrások iszonyúan messze vannak (a sajátidejükben mérve) és 0 térdimenziós a méretük, gyakorlatilag láthatatlanok és műszeresen észlelhetetlenek. A hatásuk viszont mérhető, a hullámtereik nagyon gyenge sodrása, ha tudunk hozzá kellően érzékeny műszert fabrikálni. Ennélfogva itt nincsenek viszonyítási pontok. Nincs semmi a koromfekete égen, tehát nem lehet mihez képest a helyzetünket, távolságunkat, mozgási irányunkat és sebességünket meghatározni. Ezért az idősemmiben rendkívül nehéz navigálni, bár nem lehetetlen.
Az univerzumban élő számtalan isten és különféle, fejlettebb csillagközi civilizáció rengetegféle járművel közlekedik (évmilliárdok óta), amik az idősemmin keresztül, térugrással küzdik le a téridőben hatalmas távolságokat. Ennek során a rengeteg űrhajó sajáttere gömbszerűen kiterjed az idősemmibe (az időhullámok terjedési sebességével), amíg az űrhajó ott tartózkodik. Vagyis a sajáttér gömbök héjainak vastagsága arányos az űrhajó idősemmiben töltött idejével. Amikor az űrhajó visszafordul a téridőbe, visszamarad utána a sajátterének végtelenbe táguló héja, egy meddőhullámtér, benne az űrhajót elhagyó, szétszaladó fénykvantumokkal. Ha az idősemmiben tartózkodó űrhajónk találkozik egy ilyen meddőhullámmal (térszennyezéssel) és a műszereinkkel észleljük ezt, láthatjuk a távoli másik űrhajó képét egy rövid időre felvillanni, majd eltűnni. Ez nem alkalmas navigációs viszonyítási pontnak, ráadásul csak relatíve kis távolságon belül észlelhető, hisz a téridőben sem lehet sok ezer vagy milliárd fényévről észrevenni egy űrhajót, olyan picinek látszik.
Annak a valószínűsége, hogy az idősemmiben bármivel (másik űrhajóval) összeütközzön az űrhajónk, kb. nulla. Ezért itt nem kell aggódnunk az ütközések miatt, nem kell pályamódosítást végeznünk, hogy elkerüljük a különféle tárgyakat, égitesteket, mivel ilyenek itt nincsenek. Ha manőverezni akarunk a nemtér-nemidőben, ahhoz viszonyítási pontok kellenek, amiket nekünk kell magunkkal vinnünk oda (ideiglenesen). Ilyenek például a kibocsátható űrszondák vagy a kidobható (nélkülözhető) hulladékok. Ha ismerjük ezek haladási irányát és sebességét hozzánk képest, illetve megmérjük a pillanatnyi távolságukat és irányukat a sajátterünkben, akkor hozzájuk képest tudunk pályamódosítást végezni, mert a segítségükkel kiszámolhatjuk, merre, mennyit mozdultunk el az ürességben ahhoz képest, ahol akkor lennénk, ha nem végzünk irány és sebességmódosítást. Ennek oka az, hogy az impulzusmegmaradás törvénye miatt az idősemmibe kiforduló űrhajó változatlanul megőrzi a mozgási irányát és sebességét, amíg nem hat rá erő (nem változtat ezen a téri hajtóműveivel). Az idősemmiben nincsenek égitestek, azért gravitációs hatásokkal, vonzóerőkkel, pályaperturbációs hatásokkal sem kell számolni. Az okforrások időhullámainak és a távoli űrhajók térszennyezéseinek hatásai olyan gyengék, hogy érdemben nem befolyásolják az űrhajónk mozgását. Az idősemmiben nincs kozmikus sugárzás: se fény, se elektromágneses hullámok, se különféle részecskesugárzások nem bombázzák az űrhajó burkolatát, védőpajzsát. Ebből következően itt abszolút hideg van. Olyan hideg, amilyen a téridőben sosincs.
Készült: 2020.07.27.
10. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: A térváltás folyamata és a térváltómű működése.
A térugrás folyamata három fő részre bontható technikailag:
1. Térváltás: kifordulás a téridőből a nemtér-nemidőbe.
2. Térsűrítés: a sajáttér szerkezetének eltorzításával végrehajtott relatív sebesség változás a haladási irány mentén.
3. Térváltás: befordulás a téridőbe a nemtér-nemidőből.
A téresszenciából való kiforduláshoz az űrhajónak nem egyszerűen sajátteret kell keltenie maga köré, hanem térkibővítést kell végeznie, hogy a sajáttere átmenetileg egy térdimenzióval nagyobb legyen, mint az univerzum alfaterének térdimenziószáma. Ekkor tud ebben a lokálisan kitágított térbuborékban elfordulni a téresszencia kiterjedési irányaira merőlegesen, hogy kilógjon az alfatérből. Ha például a mi téridőnk 3D-s, akkor egy 4D-s sajáttér buborékkal ki lehet szinkronizálódni, fordulni belőle. Az elforduláshoz nem kell a manőverező téri hajtóműveket használni, mert a térváltáshoz nem kell semennyi térbeli távolságot megtenni semerre. Az űrhajón emanációs sebességgel áthaladó alfatér hullámrétegeinek haladási iránya nagy valószínűséggel valamekkora szöget zár be az űrhajó haladási irányával (a kettő sosem párhuzamos és egyirányú) és folyamatosan sodorja az űrhajó minden részecskéjét azokba az irányokba, amerre a hullámrétegek taszítási vektorai éppen mutatnak (ez folyton változik a térforrás csavarodásai miatt). Ennyi már bőven elég hozzá, hogy a másodperc töredéke (milliomod része) alatt kisodorja az űrhajót a téresszenciából.
A sajáttér térdimenziószámának csökkentésével (4D-ről vissza 3D-re) az űrhajót alkotó részecskék újra egy pillanat alatt belerázódnak a téresszencia hullámterébe. A folyamat finomhangolásával lehet szabályozni azt, hogy az űrhajó ugyanabba a téresszenciába kerül vissza, ahonnét kifordult vagy valamelyik párhuzamos téresszenciába vagy a nemtér-nemidő rétegbe. Ezt az teszi lehetővé, hogy azon a "helyen", ahol az űrhajó tartózkodik, az egyes párhuzamos téresszenciák hullámtereinek taszítási vektorai mindig másfelé állnak egymáshoz képest, vagyis másik irányba sodorják a dolgokat, amiken áthaladnak. Így a kibővített sajáttérben való elfordulás irányával lehet befolyásolni, hogy melyik téresszencia pillanatnyi kiterjedési irányába forduljon a hajó, hová lépjen be, melyik térbe váltson át. Az egyes téresszenciák vektorainak állásszögei persze folyton változnak, ahogy az alfateret keltő távoli térforrás mozog, csavarodik, viszont a párhuzamos téresszenciák vektorai egymáshoz képest mindig azonos irányú és nagyságú állásszög eltéréseket mutatnak egy "helyen", egy szűk időpillanatban.
A térsűrítés során az űrhajó sajátterét kell eltorzítani oly módon, hogy az űrhajóra gyakorolt hatása minél jelentősebb legyen. Lényegében idődopplert kell előidézni. Ezzel persze becsapjuk önmagunkat, mert úgy teszünk, mintha hirtelen nagyon gyorsan mennénk, noha ténylegesen nem gyorsulunk. Mivel a nemtér-nemidőben a sajátterünkben a sajátterünkhöz képest értelmeződik minden mozgás (mert máshoz nem lehet viszonyítani, hisz semmi más nem létezik ott rajtunk kívül), a térsűrítés egyenértékű azzal, mintha nagyon sokáig haladtunk volna egy irányba. Ebből következik, hogy a térsűrítés nem működik a téridőben (ahol van mihez viszonyítani).
A térsűrítés nagysága a longitudinális sűrítés (hosszirányú összenyomás, azaz: idődoppler) mértékétől és időtartamától függ (hány másodpercig tart). Ha például ezerszeresen összenyomjuk a hullámteret egy másodpercre, az egyenértékű azzal, mintha változatlan hullámtérrel ezer másodpercig haladtunk volna előre. Ezen a módon tehát időt nyerünk és tényleges térbeli mozgás nélkül kerülünk előre az univerzum változatlanul maradó téridejéhez képest, ami csak akkor vehető észre, ha visszatértünk valamelyik téresszenciába. Az erősen összenyomott időhullámtér szerkezete az összenyomás irányában torlódási frontokat hoz létre, míg az ellenkező irányban megritkul a hullámtér (megnő a hullámhossz, maximum a duplájára). Ez még tardionikus hullámtér, ami nem fordítható ki tachionikus hullámtérré. Mivel a térsűrítés nem lehet nagyobb az emanáció sebességénél, mivel az űrhajónk fedélzetén csak időhurok alapú létezőkkel rendelkezünk, nincsenek okforrásaink, amik képesek lennének tachionikus sebességre. De már a tardionikus hullámtérrel is el lehet érni több ezerszeres vagy akár milliószoros relatív sebesség növekedést (megfelelő technikával). Tehát egy, a téridőben a fényhatársebesség ezrelékével haladó űrhajó képes térugrással ezerszeres iramban áthelyeződni (ezt nagyságrendileg kell érteni, körülbelül).
Készült: 2020.08.03.
11. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: 4 térdimenziós hatások és következményeik.
A hivatalos tudomány nem definiálta kielégítően a tér, az idő, a téridő, a térdimenzió és az idődimenzió fogalmát. Ezért úgy tekintik és ábrázolják a teret, mint valami rácsos szőnyeget, amit tetszés szerint lehet hajlítgatni, benyomogatni, kilyukasztani. Ami természetesen ostobaság, hisz aminek nincs szerkezete, geometriája, annak a geometriai deformációja sem ábrázolható, ennélfogva semmi. A semmi pedig nem deformálható, semmilyen hatást nem lehet rá gyakorolni. Anélkül, hogy most belemennék a téridő és a térdimenzió definiálásába, amiről az érdeklődők bőségesen találhatnak (szigorúan nem tudományos) kutatási anyagokat az interneten, röviden csak a térváltó berendezés által okozott térkibővítés lehetséges hatásait, mellékhatásait ismertetem. Valamint bemutatom ezek következményeit az űrhajózásra, hogy érthetőbbé váljanak a csillagközi utazás azon nehézségei, amiket meg kell majd oldanunk a jövőben (mielőtt egyáltalán elindulunk).
Ha egy 3 térdimenziós téridőben térkibővítéssel lokálisan létrehozunk egy 4 térdimenziós hipergömbi hullámteret (saját térbuborékot), akkor minden dolog, ami benne van a 3D-ben, benne lesz a 4D-ben is. Anélkül, hogy ténylegesen 4D-ssé válna, mivel a dolgok geometriai térszerkezetének átalakításához nem elég a beágyazási környezetül szolgáló téridő kibővítése. Érthetőbben megfogalmazva: egy 2D-s papírlap nem lesz 3D-s papírkocka attól, hogy a síkból kivisszük a térbe. Persze hajlítgathatjuk, gombóccá gyűrhetjük, hogy kitöltse a 3D-s teret (globális topológia), de ettől még lényegileg megmarad 2D-snek (lokális topológia). Lényeges különbség van tehát az egyes térdimenzió szinteken létező dolgok geometriai szerkezete, illetve ezzel együtt az információ tartalma között, ami a hajtogatások, deformációk során mindig megváltozik, míg a halmaz elemeinek száma változatlan marad.
A 3D-s térben az anyagok (molekulák, atomok, azokon belül a protonok, neutronok, elektronok) meghatározott térszerkezetekbe tömörülnek, köztük meghatározott kölcsönhatásokkal, amik összetartják vagy épp eltaszítják az alkotókat egymástól. Ha mindez hirtelen (a másodperc milliomod része alatt) kikerül a 4D-s térbe, elkerülhetetlenül megváltoznak az alkotók közti kölcsönhatások. Tehát más lesz a magerő, a mágneses erő, az elektromos erő és a gravitációs erő működése, lefolyása, erőssége, irányultsága, hatósugara, stb. Mások lesznek a fény tulajdonságai és kölcsönhatása az anyagokkal. A következmények lehetnek picurkák (jelentéktelenek), észrevehetőek vagy katasztrófálisan nagyok is, a körülmények függvényében. Például az elektromos vezetők hirtelen szigetelővé válnak. Pontosabban a vezetékek nyitottá válnak a 4D irányába az elektronok számára, mivel arrafelé (kata és ana irányokban) nincs szigetelőréteg a drótok körül, így az ide-oda pumpált elektronok egyszerűen kipréselődnek a 4D felé és nem hajlandók végigvánszorogni, egymást taszigálva a nagy ellenállású drótban. A következmény: az összes elektromos berendezés a világítástól és légkondicionálástól kezdve a számítógépeken és mérőműszereken át a hajtóművekig és energiaforrásokig hirtelen teljesen leáll és működésképtelenné válik. Egy száguldó űrhajóban arra eszmélni, hogy a térkibővítés mellékhatásaként minden rendszer leállt, semmi sem működik és nem is lehet újraindítani, amíg tart a 4D-s hatás: eléggé kellemetlen, illetve halálos baki tud lenni.
Nem tudjuk, hogyan változik meg a különböző anyagok keménysége, mágnesezhetősége, felületi súrlódása, hőmérséklete (hűlési-melegíthetőségi sebessége), halmazállapota, sűrűsége, viszkozitása, fényáteresztő képessége, színe, stb. a 4D hatására? Nem tudni, hogy ezen változások mennyi idő alatt következnek be? Nem tudni, hogy a 4D-s hatás kikapcsolása után, mikor visszaesik a téridő 3D-ssé, mennyi idő alatt deformálódnak vissza a dolgok az eredeti szerkezetükbe? Nem tudjuk, hogy ugyanolyanná válnak-e, amilyenek voltak vagy maradandó torzulásokat szenvednek-e? Hogy összeolvadnak-e, szétesnek-e, eltorzulnak-e? Elég ciki lenne azzal szembesülni az űrben, hogy az űrhajó burkolata egyszerűen szétreped emiatt vagy a személyzet teste beleragad az ülésbe és eggyé olvad azzal (biztos halál). Nem tudjuk, hogy az emberi szervezet egyáltalán kibírja-e a 4D-s téridőt és ha igen, mennyi ideig? Hogy változik meg a vér sűrűsége, kémiai tulajdonságai? A gázcsere a tüdőben? A sejtek különféle molekuláris folyamatai? Az érzékszervek és az idegrendszer (elektromos jeltovábbítás) működése?
Mielőtt nekilátunk tehát térkibővítő generátort építeni (amiről jó okkal nem írtam egy sort sem eddig és nem is fogok), előbb tisztáznunk kell a lényeges kérdéseket, majd számtalan óvatos és veszélyes kísérletet el kell végezni, letesztelve a gyakorlatban a különféle anyagok és élőlények reakcióit a 4D-ben. Elméletileg lehetséges, hogy vannak olyan anyagok, amik jól tűrik a 4D-s hatásokat. Ezekből aztán vagy tudunk működőképes térugró űrhajót építeni (létrehozható-e belőlük minden alkatrész, ami kell?) vagy nem. Elméletileg az is lehetséges, hogy vannak olyan anyagok, amik csak lassan reagálnak a 4D-s hatásokra, illetve maradandó torzulás, változás nélkül visszadeformálódnak az eredeti szerkezetükbe a 3D-be való visszatéréskor (a körülmények valamilyen függvényében). Ezek szintén felhasználhatók lesznek az űrhajózásban. A deformációjuk sebessége persze korlátozni fogja a térkibővítő generátor működtetési idejének hosszát (maximum meddig lehet bekapcsolva), amin belül kell megoldanunk a térváltásokat vagy egyéb műveleteket.
Készült: 2020.08.10.
12. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Az űrhajók számítógépei.
Az űrhajókba különleges számítógépeket (és mérőműszereket) kell tervezni és beépíteni, mert a hagyományos eszközök nem alkalmasak a rendkívüli körülmények okozta igénybevételek elviselésére. A hardvernek bírnia kell a következőket:
1. Jéghideg és a forróság: változó elektromos ellenállás, hőtágulás.
2. Súlytalanság és nagy gyorsulás: ütközések, rázkódások, súrlódások, karcolások is.
3. Légnyomás és vákuum: az idegen égitestek eltérő összetételű légkörének korrozív hatásait is.
4. Változó mágneses terek: térerősség iránya és nagysága.
5. Elektroszmog: töltött részecskék beszivárgása az alkatrészekbe.
6. Részecskesugárzás: neutronok, protonok, elektronok, hélium atommagok, radioaktív bomlási termékek becsapódásai.
7. Elektromágneses sugárzás: rádióhullámok, mikrohullámok, infravörös, látható, ultraibolya, röntgen, gamma.
8. Szennyeződések: páralecsapódás, por, szőrszálak, mindenféle kosz, maszat, bőrzsír.
Mindezt nem elég szigeteléssel, árnyékolással, rugalmas védőburokkal megvalósítani, magának a hardvernek a védőrétegek nélkül is rendkívül strapabírónak kell lennie, hogy azok sérülése esetén se álljon le. És mindennek a lehető legkisebb fogyasztásúnak, ugyanakkor a lehető legnagyobb teljesítményűnek, sebességűnek kell lennie a hatékonysághoz. Továbbá a meghibásodásoknak könnyen megtalálhatóknak, a hibás alkatrészeknek könnyen és gyorsan kicserélhetőknek kell lenniük, akár puszta kézzel is (lego számítógép) vagy szkafanderkesztyűben (vészhelyzet esetén). A téves, hibás összeépítéseket egyedi kialakítású csatlakozókkal kell megakadályozni, hogy semmit ne lehessen rossz konnektorba bedugni vagy rosszul bedugni, illetve a bedugott csatlakozók ne essenek szét maguktól vagy rázkódás hatására.
A szoftvernek fejlett hibajelző, hibakereső és hibajavító eljárásokkal kell rendelkeznie, valamint a kiemelten fontos adatokat redundánsan kell tárolni (több példányban) a gyors helyreállíthatósághoz adatvesztés esetén. A legtöbb műveletet automatizálni kell, hogy a rendszer önállóan működhessen, ne kelljen külső (emberi) beavatkozásra, utasításokra várnia. Ugyanakkor a vezérlő szoftvernek minél kisebbnek, egyszerűbbnek és könnyen vezérelhetőnek kell lennie, valamint védettnek az illetéktelen hozzáférésekkel szemben. A felsorolt követelmények természetesen sok esetben egymással ellentétes irányba ható fejlesztési megoldásokhoz vezetnek, vagyis muszáj kompromisszumokat kötni miattuk.
Egy űrhajóban a következő számítógépekre van szükség:
1. Hajtóművezérlő: tolóerő iránya, nagysága.
2. Energiaszolgáltatás vezérlő: termelés, tárolás, fogyasztás.
3. Távérzékelési adatok begyűjtése, tárolása, feldolgozása: tájékozódáshoz, pályaszámításokhoz, észlelt objektumok mozgási adatainak kiszámításához.
4. Kommunikáció: belső fedélzeti kapcsolattartás, külső kommunikáció más űrhajókkal, űrkikötőkkel, szondákkal, űrsétát végző személyzettel.
5. Robot, űrszonda és űrkomp vezérlés: amennyiben nincs mindegyikben saját, külön számítógép.
6. Létfenntartás: 6.1. Levegő keringtetés, oxigénszint, szén-dioxid eltávolítás, hőmérséklet, páratartalom, szűrés, pormentesítés. 6.2. Víz keringtetés, felhasználás szabályozása, hőszabályozás, tisztítás. 6.3. Élelem készletek, termelés és fogyasztás, feldolgozás. 6.4. Hulladék tárolás, feldolgozás, újrahasznosítás. 6.5. Belső és külső sugárzásmérés, riasztás, árnyékolórendszerek vezérlése. 6.6. Belső világítás szabályozása helyiségenként. 6.7. Belső gyorsulásmérés, mesterséges gravitáció szabályzás. 6.8. Személyzet egészségi állapotának nyomkövetése, adatbegyűjtés, tárolás, feldolgozás, figyelmeztetések, orvosi asszisztencia (tanácsadó és műtős robot vezérlése).
7. Zsilipvezérlés: zsilipajtók nyitása-csukása, zsilipkamrák feltöltése, légtelenítése, kizsilipelési légveszteség és tartalék levegőkészlet nyilvántartása, belső fertőtlenítés, sugárzásmentesítés, fedélzeti légnyomáscsökkenés észlelése szivárgás esetén.
8. Rakomány nyilvántartás: mit, hol, hogyan tárolnak a fedélzeten, az egyes csomagoknak mennyi a tömege, mekkora a mérete, ennek alapján hol van az űrhajó tömegközéppontja, mit, hol kell berakodni, kirakodni, átrakodni?
9. Személyi számítógépek: a személyzet tagjainak és az utasoknak az igényeit kiszolgáló rendszerek. Kommunikáció, szórakozás, tanulás, kiképzési gyakorlatok, szimulációk, stb.
10. Mesterséges intelligencia: a különböző számítógépek által alkotott belső hálózat munkájának összehangolása, felügyelete, figyelmeztetések, robotpilóta használata.
A felsorolt rendszerek nem lehetnek befejezetlenek, félig készek. Nem lehetnek tele hibákkal és hiányosságokkal, támadható felületekkel, kiskapukkal. Minden komponensüket alaposan le kell tesztelni különféle körülmények közt. Minden gépnek kompatibilisnek kell lennie egymással, nem csak egy űrhajón belül, de egy űrflottán belül is minden űrhajó és támaszpont közt a zökkenőmentes együttműködéshez. Az egésznek átláthatónak és könnyen megérthetőnek, felhasználóbarátnak kell lennie, továbbá a lehető legegyszerűbbnek. Ehhez a programok és felhasználói felületek nyelvezetének egyértelműségére van szükség. A használt szavak, kifejezések jelentésének félreérthetetlennek és világosnak kell lennie. Minden bonyolultabb alrendszert el kell látni könnyen elérhető segítséggel, tájékoztató leírással.
Készült: 2020.08.17.
13. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: A gravitáció és gyorsulás közti különbségek.
A mai fizikában önkényesen összemossák egymással a tömegvonzás keltette gravitációs hullámteret (amit egyébként részecske sugárzásnak képzelnek teljesen helytelenül) a gyorsulás okozta tehetetlenségi erőhatásokkal, amikből kétféle van: egyenes vonalú és körforgásos (és amik közt szintén nem tesznek különbséget, teljesen helytelenül). Egyes fizikusok odáig merészkednek, hogy a gravitáció és a gyorsulás egyenértékűségét a relativitás elmélet fontos bizonyítékának tartják. Akkor most röviden, tömören romba döntöm ezt a butácska elképzelést, hogy utána rátérhessünk a minket érdeklő fontosabb témára: a mesterséges gravitáció megvalósítására az űrutazások során.
A gravitációs hullámtér az égitestek anyagtömegéből árad folyamatosan, gömbszerűen minden irányba, leárnyékolhatatlanul, fényhatársebességgel a végtelenségig kifelé. Minden tömeg kelti magából (anyagi részecske és fénykvantum egyaránt), de nagyon gyenge befelé taszító (azaz a forrás felé vonzó) hatásról van szó, ezért csak nagy tömegben válik jelentős tényezővé. Ezért hívjuk tömegvonzásnak. Mert tömeges forrásfelhalmozódásra van szükség hozzá (egyedi forrásoknál elhanyagolható). Minden égitest anyagtömegének egy tömegközéppontja van, ami normál esetben (nagy égitesteknél) egybe esik a gömbszerű égitest geometriai középpontjával. Az égitest gravitációja a középpontban nulla, mivel a minden irányból ható vonzások kiegyenlítik egymást. Az égitest gravitációja a felszínén maximális, mivel az egy irányból ható vonzások taszítási vektorai itt zárják be egymással a legnagyobb szöget. Az égitest gravitációja a felszínétől kifelé távolodva a távolsággal négyzetes arányban csökken, tehát kétszer messzebb negyed akkora. Mivel a taszítási vektorok eredője a tömegközéppont felé irányul, az égitest egyik oldalán, két helyen megmérve a vonzás irányát, a vektorok sehol sem lesznek párhuzamosak, hanem összetartóak (a középpontban metszik egymást). Vagyis a szabadon eső tárgyak egyre közelebb kerülnek egymáshoz.
Az egyenes vonalú gyorsulás ettől eltérően egyenletes mindenhol, ha például egy gyorsuló űrhajó fedélzetén bárhol megmérjük. Tehát minden helyen egyforma nagyságú lesz (a plafonnál és a padlónál is, míg a gravitáció a felszín fölött a plafonnál kisebb, a felszín alatt nagyobb), a vektorai pedig párhuzamosak (sehol sem metszik egymást). Vagyis a szabadon eső tárgyak megőrzik az egymástól való távolságukat. Az egyenes vonalú gyorsulást nem lehet hosszú ideig fenntartani, csak amíg az űrhajó meg nem közelíti a fényhatársebességet, amit nem érhet el és nem léphet át. Vagy utána 180 fokos fordulatot téve el nem kezd lassítani, a teljes megállásig. Ellenben az égitestek gravitációs tere nagyon hosszú ideig megmarad, bármiféle munkavégzés, energiabefektetés nélkül is.
A körmozgásos gyorsulás ezektől eltérően változó mindenhol, ha például egy centrifugában bárhol megmérjük. Tehát minden helyen különböző nagyságú lesz a forgástengelytől való távolság függvényében (a plafonnál kisebb, a padlónál nagyobb), tehát csak egy olyan hengerpalást felszínén lesz egyforma, aminek tengelye egybeesik a forgástengellyel. A vektorai pedig csak azon egyenesek mentén párhuzamosak, amik a forgástengellyel párhuzamosak (tehát egy hengerpalástra esnek). Mindezek miatt a szabadon eső tárgyak nem egyenes, hanem ívelő pályát írnak le, látszólag a forgásiránnyal ellentétes irányba kanyarodva (Coriolis-erő). A körmozgásos gyorsulást fenn lehet tartani hosszú ideig, energiabefektetés nélkül is (például egy forgó űrállomáson).
A fentiekből következik még, hogy a 4 térdimenzióban a gravitációnak valószínűleg a távolsággal köbös arányban kell csökkennie. Hogy tényleg így van-e, azt csak konkrét mérésekkel tudjuk majd meghatározni, mivel egyelőre nem ismerjük a 4D-s anyagok sűrűségi és tömegfelhalmozódási jellemzőit. Viszont az egyenes vonalú és körforgásos gyorsulásnak a 4D-ben is ugyanúgy kell hatnia a mozgó anyagokra.
Készült: 2020.08.24.
14. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: A mesterséges gravitáció tulajdonságai.
Mesterséges gravitációra a súlytalanságban van szükség, egyrészt élettani okokból, mert az emberi test a földi gravitációs viszonyokhoz van szokva, másrészt praktikus okokból, mert meghatározza a fent-lent irányát és ezzel megkönnyíti a tájékozódást. Továbbá a tárgyak tömegtehetetlensége folytán segít a dolgoknak lent maradni, így nem kell őket rögzíteni, hogy ne röpködjenek össze-vissza. A gravitáció azt jelenti, hogy egy tárgy minden atomjára, elemi részecskéjére egyszerre, folyamatosan hat egy nagyjából egyforma erősségű, egy irányú mozgató erő, ami valamekkora mértékben deformálja a tárgy szerkezetét, azaz nyomást gyakorol rá. Ezt az emberi test esetében nem lehet a súlytalanságban végzett rendszeres tornagyakorlatokkal és vákuumruhával ellensúlyozni, amint azt az űrállomáson való hosszú távú fenntartózkodások mellékhatásai mutatják.
Technikailag a legegyszerűbb módszer az, ha az űrhajó vagy űrállomás centrifugaként viselkedik és a belső palástján a tömegtehetetlenség idézi elő a sugárirányú kifelé mozgató erőt. Viszont egy folyamatosan pörgő járművel elég nehéz manőverezni, sőt még tájékozódni is, nem beszélve az összekapcsolódás nehézségeiről. Valamivel bonyolultabb módszer, ha az űrhajó folyamatos gyorsulással, majd fékezéssel repül egyenes vonalban, félúton megfordulva, viszont ez is csak kisebb távolságokon használható, hosszabb utazásoknál beleütközik az elérhető legnagyobb térbeli sebesség korlátjába. Az meg nem lenne praktikus, ha a csillagközi utazás során folyton gyorsítana-lassítana a hajó csak azért, hogy a fedélzeten megfelelő legyen a gyorsulás mértéke. Elméleti lehetőségként fölvethető még az, ha az egész bolygót visszük magunkkal a talpunk alatt, hogy biztosítva legyen az állandó gravitációs tér, ám itt meg a tömegtehetetlenség és a mozgatáshoz szükséges energia mennyisége okoz komoly gondokat.
A megoldás tehát - az összes fantasztikus filmben rutinszerűen mutogatott - mesterséges gravitációs tér létrehozása, ami mindenen átmegy (nem leárnyékolható) és minden tárgyat egy irányba sodor, kényszerít, adott mértékben. Ez nem lehet elektromos mező, mágneses mező, sem elektromágneses sugárzás, valami mást kell alkalmazni. A megoldás triviális, de a megértéséhez ismerni kell a téri hajtómű és az erőtérpajzs működését, amiket korábban nem részleteztem. A lényeg, hogy ugyanazon módszerekkel létrehozható olyan hullámtér is a generátor körül, ami adott területen belül adott irányba taszigálja az összes elemi részecskét, adott sebességgel, tehát jól szimulálja a gravitáció hatását.
Mivel az ilyen mesterséges gravitáció generátorok működése jól szabályozható, a gyakorlatban többféleképp is használhatók. 1. Vonzó mező létesítése a padló alatt elhelyezett készülékekkel. 2. Taszító mező létesítése a plafon fölött elhelyezett készülékekkel. 3. Generátor lefedési zónánként eltérő nagyságú, irányú, vonzó vagy taszító mezők létesítése (hogy föl lehessen sétálni a falon és meg lehessen állni a plafonon). 4. Vonósugaras lift, tehermozgatás a fedélzeten vagy az űrhajón kívül (hisz az elv ugyanaz). 5. Gyorsulás csillapítása, rázkódás kiegyenlítése (feltéve, hogy elég gyorsan változtatható a mező nagysága, iránya).
A mesterséges gravitációs mező és a természetes gravitáció közti legfontosabb különbség a szerkezetében rejlik. Mivel a generátorokból gömbszerűen árad kifelé a hullámtér, a hatástér alakja kúpos, kifelé szétterülő lesz. Ezért a generátorokat úgy kell elhelyezni például a padló alatt, hogy a kúpjaik átfedjék egymást. Viszont emiatt a hatástérben lesznek helyek, ahol csak egy, máshol kettő vagy három generátor mezejének hatása érvényesül. Vagyis a vonzás helyenként eltérő erősségű és irányú lesz. Az emberi test számára meglehetősen kényelmetlen és zavaró (egyensúlyozást nehezítő) érzés, ha az egyik részét erre húzza a vonzás, a másikat arra, illetve egyes helyeken nagyobb, máshol kisebb a vonzás. Állva, hosszában elhelyezkedve egy mezőkúpban még csak ki lehet bírni, de a járást bizonytalanná teszi a dolog, a fekvés pedig kifejezetten kényelmetlen ilyen térben.
A problémára egy megoldás létezik: kisebb generátorokat kell készíteni és többet, sűrűbben kell elhelyezni egymás mellett a síkban, hogy a hullámtereik jól kiegyenlítsék egymást. Itt viszont beleütközünk a bonyolultság és hatékonyság problémájába, mivel a kisebb készülékek gyengébb vonómezőt keltenek és a hatósugaruk is változó. Az energiával való ellátásuk és a vezérlésük bonyolultabb kábelezést, szabályzórendszert kíván, aminél nagyobb a meghibásodások valószínűsége, több karbantartást igényelnek, stb.
Készült: 2020.08.31.
15. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Az űrhajósok kiképzése.
A világűr nem az ember természetes környezete. Kifejezetten ellenséges, halálos veszélyekkel teli közeg, ahol csak technológiai segítséggel, mesterséges környezetben lehet életben maradni. Vagyis alkalmazkodni kell hozzá, ismerni a tulajdonságait és ennek megfelelően viselkedni, cselekedni. A földi felszíni körülmények közötti életünk során mindezeket nem tanuljuk meg, nem válnak az életünk természetes részévé, ezért az űrhajósokat külön ki kell képezni rá, hogy elviseljék a bezártságot, a súlytalanságot, a gépekkel való folyamatos együttélést és ami a legfontosabb: a gépek használatát, irányítását, karbantartását, javítását.
Az űrben csak az van, amit magaddal viszel oda. Tehát mindent vinned kell, amire csak szükséged lehet, mert vagy nem áll rendelkezésre vagy sokat kell utazni a beszerzéséhez, illetve nagy munkával jár a hozzá szükséges nyersanyagok megtalálása, bányászata, feldolgozása, felhasználása. A jó űrhajósnak ezért rengeteg mindenhez értenie kell, főleg a kisebb csoportokban, ahol korlátozottak a munkamegosztás lehetőségei. Az ember csak akkor jön rá, mennyi mindenre van szüksége a teste életben tartásához, a jó közérzetének biztosításához, az értelmes munkavégzéséhez, ha megfosztják ezen körülményektől. A földi civilizáció mérete és az ebből fakadó munkamegosztás miatt a legtöbb emberben sohasem tudatosul, hogy mennyi munka van minden tárgy, eszköz, szerszám, élelem, ruházat, lakóhely, jármű előállítása mögött. Amit egyszerűen, olcsón megveszünk a boltban, az hosszú útvonalon került oda, sok kézen átment, különféle munkafolyamatok eredményeként nyerte el formáját. Az űrben mindezt magunknak kell megcsinálnunk, nem mehetünk el a legközelebbi boltba. Ahogy az sem megoldás, hogy mindenből elegendő készletet halmozunk fel a raktárakban, mert túl sok helyet foglalna el a fedélzeten és túl nagy részét tenné ki az űrhajó össztömegének. Tehát helyben kell előállítani (tárgynyomtatással), a meglévő anyagok újrahasznosításával.
Űrhajósnak lenni igazi úttörő munka. Érteni kell a biológiához, szociológiához, fizikához, űrélettanhoz, matematikához, kémiához, anyagtechnológiához, gépészethez, számítástechnikához, egyszóval rengeteg különféle géppel kell tudni profin bánni, illetve szükség esetén kijavítani őket. Az eredményen szó szerint élet-halál múlhat, ezért nem megengedhető az, hogy hiányos vagy elégtelen tudással engedjünk az űrbe embereket. Itt a Földön a legtöbb iskola úgy működik, hogy a tanulók erősen megkérdőjelezhető szintű, gyenge minőségű, korlátozott szintű tudással vergődnek át az oktatáson. Ennek következményei, a különféle tudásbeli és képességbeli hiányosságok csak később, a gyakorlati életben derülnek ki, de többnyire nem járnak halálos veszélyekkel. Az űrben ez másképp van. Ott pillanatok alatt bele lehet halni a hülyeségbe, illetve meg lehet ölni a kollégákat a hozzá nem értéssel. Ezért az űrhajós iskolának a világ legmagasabb szintű elméleti és gyakorlati oktatását kell nyújtania, ahol csak két érdemjegy adható: átment vagy nem ment át. Tudja vagy nem tudja. Túléli az űrt vagy belehal. Tanulás közben nem lehet egyes részeket önkényesen kihagyni, sem gyenge eredménnyel "elsajátítani". A vizsgán nem lehet csalni, puskázni és nincs protekció, semmi engedékenység. Űrhajósnak lenni azt jelenti, hogy az illető szó szerint az emberiség elitjéhez tartozik, a legjobban képzettek közé, aki a legextrémebb körülmények közt is képes a túlélésre. Olyan, mint sarkkutatónak vagy tengeralattjárósnak lenni, csak méginkább technológia orientáltan.
A földi társadalomnak szerves része a manipuláció, a hazudozás, az elhallgatás, az ügyeskedés, a csalás, lopás, szélhámoskodás, a legkülönfélébb bűnök és visszaélések elkövetése. Az űrben ennek következményei fokozottan érintenek mindenkit, ezért megengedhetetlen az a fajta erkölcstelenség, ami a Földön hétköznapinak számít. Az űrhajósoknak szó szerint sokkal jobb embereknek kell lenniük mindenki másnál, szinte már természetellenes mértékben. Tudniuk kell gondolkodni, kreatívan megoldani a felmerülő problémákat, komplex cselekvési terveket alkotni és kivitelezni, felismerni a lehetséges veszélyeket, mérlegelni a kockázatokat. Tudniuk kell gyorsan, félreérthetetlenül, hatékonyan kommunikálni egymással, egyértelmű jelzéseket, világos nyelvet használva. Tudniuk kell összedolgozni egy csapatban, segíteni egymást, engedelmeskedni a csoportvezetőnek. A politikai pártoskodás, vitatkozás, ellenkezés, széthúzás, veszekedés, cserben hagyás, árulás nem megengedhetők az űrben. Ehhez egyértelmű hierarchiára van szükség, ahol mindenkinek tudnia kell, hol a helye. Az űrben nincs demokrácia, nincs liberalizmus, szavazás meg pártoskodás. Semmi olyan emberi ostobaság, amik a Földön elterjedtnek számítanak.
Készült: 2020.09.07.
16. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: A sebes vándor csillagok.
A Tejútrendszerben több száz nagy sebességű csillag száguldozik, különböző sebességekkel, különböző helyeken, különböző irányokba. Ezek közt a leggyorsabbak elérik a fénysebesség egyharmadát is, ami mellett a mi leggyorsabb eszközeink, rakétáink, űrszondáink is tetű lassúak. Lásd: a cikket.
https://index.hu/techtud/2021/01/06/tobbszaz_hipergyors_csillag_hagyja_el_epp_a_galaxist/
Nyilvánvaló, hogy nem csupán csillagok lehetnek sebes vándorok, hanem bolygók, holdak, aszteroidák, üstökösök is, de ezeket (még) nem látjuk a nagy távolságok és a kis méretük, gyenge visszavert fényük miatt. Néha azonban egy-egy ezek közül elszáguld a közelünkben, mint az Oumuamua nevű, pálcika alakú égitest, amiről még mindig nem tudjuk, természetes objektum vagy űrhajóroncs volt-e?
Bár nagyon kicsi az esélye, hogy egy sebes vándor csillag pont a mi Naprendszerünkön száguldjon keresztül, azért előfordulhatnak ilyesmik néhány száz millió évente. A fő veszélyt a gravitációs árapály és a bolygók, holdak pályáinak megváltoztatása mellett a hőség jelenti. A Nap körül 50 millió kilométerre még iszonyú hőség van: a Merkúr felszíne igencsak forró emiatt. Ha a Nap egy sebes vándor lenne, egy 100 millió kilométer átmérőjű körön belül izzítaná fel az égitesteket a pályavonala mentén, illetve kétszer ekkora átmérőjű (az négyszeres felületű keresztmetszet!) területen belül okozna komoly melegedést.
Annak kicsi a valószínűsége, hogy egy ilyen csillag pont eltrafálja a Földet és elgőzölögtesse a légkörét, óceánjait, majd olvadt lávává hevítse a felszínét, hogy végül egy pillanat alatt magába nyelje az egész bolygót. Sokkal valószínűbb, hogy csak letépne minket a Nap körüli pályáról, közben ropogósra sütné a felszínt és kihajítana minket a mélyűrbe vagy pályára állnánk körülötte és izzó lávamezővé olvadna a Föld egész felszíne.
Ha csak 10 fényévről veszünk észre egy közeledő sebes vándort, alig 30 évünk van űrflottát építeni és villámgyorsan elhúzni innen, mielőtt ionizált gőzfelhőt csinál belőlünk. Egy ilyen katasztrófát nem lehet elhárítani, mert egy száguldó csillagot nem tudnánk eltéríteni. A világ összes atombombája együtt felrobbantva is csak egy halovány böffenés lenne hozzá képest. Se a Földet nem tudnánk jelentősen odébb vinni, biztonságos távolságba a vándorcsillag hőjétől. Egy planetáris erőtérpajzzsal talán megvédhetnénk a bolygónkat a fénysugárzástól, részecskesugárzástól és a hőtől, de a gravitációs hullámok ezen is akadálytalanul átmennének és katasztrofális árapály ingadozásokat, cunamikat, földrengéseket, vulkánkitöréseket okoznának, nem beszélve a Nap körüli pálya megváltozásáról vagy elhagyásáról. Ha a Föld csak 100 millió kilométerrel kerül közelebb a Naphoz; megsülünk, mint a Merkúr. Ha 100 millió kilométerrel kerül távolabb; megfagyunk, mint a Mars. A legszívósabb, talajlakó baktériumokat kivéve ezt senki sem élné túl, még atombunkerben sem.
Nem tudjuk, volt-e már ilyen kataklizma korábban a Naprendszerben? Nem tudjuk, hány civilizációt semmisítenek meg, mondjuk ezer évente az ilyen kozmikus lövedékek, csak a mi galaxisunkban? De az biztos, hogy az univerzum nem olyan biztonságos, veszélytelen hely, mint azt sokan gondolnák. Ezért is olyan fontos, hogy folyamatosan figyeljük magunk körül a világűrt, hogy fejlesszük az űrtechnológiánkat és, hogy minél több bolygón legyenek önellátó településeink a Naprendszerben, később pedig több közeli bolygórendszerben is. A szétszórtság növeli a hosszútávú túlélési esélyeinket a lokális katasztrófákkal szemben.
Készült: 2020.01.06. - 15.
17. RÉSZ:
Pár gondolat a csillagközi utazás nehézségeiről: Csillagkövető kamerák.
A csillagkövető kamerák feladata az űreszközökön rendszeresen lefényképezni az égboltot körben, hosszú expozíciós idővel. Ezeken egy külön képfeldolgozó program azonosítja a fényesebb csillagokat a fényerejük, színük, helyzetük és egymással alkotott konstellációik (távolságok, bezárt szögek) alapján, illetve azonosító sorszámokat rendel hozzájuk az adatbázisban a későbbi számításokhoz. Ezen csillagok közül minimum 3-at kell kiválasztani támpontnak ahhoz, hogy az éggömbön általuk alkotott háromszöghöz képest tájolni tudja magát az űreszköz. Hol vagyok? Merre megyek? Milyen szögben állok? Mihez képest, merre, mennyit fordulok el a kozmoszban?
Viszont egy térugró csillaghajónál állandó problémahalmazt jelent, hogy egyes támponti csillagok a csillagközi ugrálás közben takarásba kerülnek (bolygó, porfelhő mögé elbújnak), a parallaxisuk egyénileg változik (más irányba, más mértékben mozdulnak el), a fényerejük is változik a távolság és a saját pulzálásuk miatt, a színük is megváltozik a csillagközi térben lévő gázok torzító hatásai miatt. Plusz ott vannak a kamera hibák (lencsehiba, kozmikus sugárzás okozta hamis felvillanások), szoftverhibák (képek széleinek összeillesztési hibái, egy csillag bolygóval vagy másik űrhajóval összetévesztése). Ezért muszáj több támpontot használni menet közben, hogy ha 1-2 eltűnik vagy tévesnek bizonyul, akkor is maradjon legalább 3.
Ezért úgy gondolom, hogy egy csillagközi civilizáció űrhajójának, illetve flottájának asztrogációs atlaszában minimum 6, de inkább 8 csillagot kell kijelölni támponti csillagnak. Ha galaktikus civilizációról van szó, szektoronként több ilyen 8-as támponti csoportot kell kijelölni és ezeket néhány évente frissíteni az égitestek sajátmozgása és a működésük megváltozásai miatt.
Készült: 2022.04.07.
Következő írás
Vissza a tartalomhoz