Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τα διαστημικά ταξίδια (σχεδόν)

Πότε ξεκινήσαμε για πρώτη φορά την εξερεύνηση του διαστήματος;

Το πρώτο ανθρωπογενές αντικείμενο που πήγε στο διάστημα ήταν ένας γερμανικός πύραυλος V2, που εκτοξεύτηκε σε δοκιμαστική πτήση το 1942. Αν και χωρίς πλήρωμα, έφτασε σε ύψος 189 χλμ. (117 μίλια).

Πρώην Ναζί επιστήμονες πυραύλων στρατολογήθηκαν αργότερα τόσο από την Αμερική όσο και από τη Ρωσία (συχνά υπό την απειλή όπλου στην τελευταία περίπτωση), όπου έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη Διηπειρωτικών Βαλλιστικών Πυραύλων (ICBM) - πυραύλων ικανών να μεταφέρουν πυρηνικά όπλα από τη μια πλευρά του πλανήτη στην άλλη .

Αυτοί οι υπερ-πύραυλοι ήταν που αποτέλεσαν τη βάση για τα διαστημικά προγράμματα και των δύο μεταπολεμικών υπερδυνάμεων. Όπως και συνέβη, η Ρωσία ήταν η πρώτη που έφτασε σε τροχιά της Γης, όταν εκτόξευσε το Sputnik 1 χωρίς πλήρωμα τον Οκτώβριο του 1957, και ένα μήνα αργότερα ακολούθησε το Sputnik 2, μεταφέροντας το σκύλο Laika – το πρώτο ζωντανό ζώο στο διάστημα.

Οι ΗΠΑ έστειλαν τον πρώτο τους δορυφόρο χωρίς πληρώματα, τον Explorer 1, σε τροχιά αμέσως μετά, τον Ιανουάριο του 1958. Ακολούθησαν μια σειρά από ρομποτικές διαστημικές πτήσεις, και από τις δύο πλευρές του Ατλαντικού, προτού ο Ρώσος κοσμοναύτης Γιούρι Γκαγκάριν πιλοτάρει το Vostok 1 σε τροχιά στις 12 Απριλίου 1961, σε γίνει ο πρώτος άνθρωπος στο διάστημα. Και από εκεί ξεκίνησε ο ίδιος ο διαστημικός αγώνας, με αποκορύφωμα τον Neil Armstrong και τον Buzz Aldrin να γίνουν οι πρώτοι άνθρωποι που περπάτησαν στη Σελήνη ως μέρος του προγράμματος Apollo της NASA.

Γιατί είναι σημαντικά τα διαστημικά ταξίδια;

Η εξερεύνηση του διαστήματος είναι το μέλλον. Ικανοποιεί την ανθρώπινη παρόρμηση για εξερεύνηση και ταξίδια, και στα χρόνια και τις επόμενες δεκαετίες θα μπορούσε ακόμη και να προσφέρει στο είδος μας νέα μέρη για να αποκαλεί σπίτι – ιδιαίτερα σημαντικό τώρα, καθώς η Γη γεμίζει όλο και περισσότερο.

Η επέκταση της εμβέλειάς μας στο διάστημα είναι επίσης απαραίτητη για την πρόοδο της επιστήμης. Τα διαστημικά τηλεσκόπια όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και οι ανιχνευτές στους μακρινούς κόσμους του Ηλιακού Συστήματος ενημερώνουν συνεχώς και περιστασιακά φέρνουν επανάσταση στην κατανόησή μας για την αστρονομία και τη φυσική.

• Εγγραφή στο Science Focus Podcast σε αυτές τις υπηρεσίες:Acast, iTunes, Stitcher, RSS, Overcast

Υπάρχουν όμως και μερικοί πολύ πρακτικοί λόγοι, όπως η εξόρυξη αστεροειδών για υλικά που είναι εξαιρετικά σπάνια εδώ στη Γη.

Ένα παράδειγμα είναι το τεράστιο απόθεμα του χημικού ισοτόπου ηλίου-3 που πιστεύεται ότι είναι κλειδωμένο στο έδαφος στην επιφάνεια της Σελήνης. Αυτό το ισότοπο είναι ένα πιθανό καύσιμο για μελλοντικούς αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης - σταθμούς παραγωγής ενέργειας που αξιοποιούν την ίδια πηγή ενέργειας με τον Ήλιο. Σε αντίθεση με άλλα καύσιμα σύντηξης, το ήλιο-3 δεν εκπέμπει ακτινοβολία νετρονίων που είναι δύσκολο να συγκρατηθεί και θανατηφόρα.

Ωστόσο, για να συμβεί αυτό, η πρώτη πρόκληση που πρέπει να ξεπεραστεί είναι πώς να χτίσουμε μια βάση στη Σελήνη. Το 2019, η αποστολή Chang'e 4 της Κίνας σηματοδότησε την αρχή ενός νέου διαστημικού αγώνα για την κατάκτηση της Σελήνης, σηματοδοτώντας την πρόθεσή τους να χτίσουν μια μόνιμη σεληνιακή βάση, ενώ η αποστολή της NASA Artemis σχεδιάζει να κατασκευάσει έναν διαστημικό σταθμό, που ονομάζεται Lunar Orbital Platform-Gateway , παρέχοντας μια πλατφόρμα για να μεταφέρουν αστροναύτες στην επιφάνεια της Σελήνης.

Θα μπορούσαν οι άνθρωποι να ταξιδέψουν στο διαστρικό διάστημα και πώς θα φτάναμε εκεί;

Είναι απολύτως εφικτό ανθρώπινοι εξερευνητές να επισκεφθούν τα πιο απομακρυσμένα σημεία του Ηλιακού μας Συστήματος. Τα αστέρια, όμως, είναι άλλο θέμα. Ο διαστρικός χώρος είναι τόσο απέραντος που χρειάζεται φως – το πιο γρήγορο πράγμα που γνωρίζουμε στο Σύμπαν – χρόνια, αιώνες και χιλιετίες για να το διασχίσεις. Τα ταξίδια πιο γρήγορα από το φως μπορεί να είναι δυνατά μια μέρα, αλλά είναι απίθανο να γίνουν πραγματικότητα στη ζωή μας.

Δεν είναι αδύνατο οι άνθρωποι να περάσουν μια μέρα αυτό το κοσμικό κόλπο, αν και δεν θα είναι εύκολο. Οι κινητήρες πυραύλων που λειτουργούν με καύση του σήμερα σίγουρα δεν ανταποκρίνονται στη δουλειά – απλώς δεν χρησιμοποιούν καύσιμα αρκετά αποδοτικά. Αντίθετα, το διαστρικό διαστημικό σκάφος μπορεί να δημιουργήσει έναν πίδακα πρόωσης που μοιάζει με πύραυλο χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Αυτή η λεγόμενη τεχνολογία «οδήγησης ιόντων» έχει ήδη δοκιμαστεί σε ανιχνευτές ηλιακού συστήματος χωρίς πλήρωμα.

Μια άλλη δυνατότητα είναι να ωθηθεί το διαστημόπλοιο προς τα αστέρια χρησιμοποιώντας το φως από ένα λέιζερ υψηλής ισχύος. Μια κοινοπραξία επιστημόνων που αυτοαποκαλούνται Breakthrough Starshot σχεδιάζει ήδη να στείλει έναν στολίσκο μικροσκοπικών ρομποτικών ανιχνευτών στο πλησιέστερο αστέρι μας, τον Proxima Centauri, χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο.

Αν και αν οι ανθρώπινοι αστροναύτες θα μπορούσαν να επιβιώσουν από μια τέτοια τιμωρητική επιτάχυνση ή το ταξίδι δεκαετιών στο βαθύ διάστημα, μένει να φανεί.

Πώς επωφελούμαστε από την εξερεύνηση του διαστήματος;

Η προώθηση των συνόρων της επιστήμης είναι ο διακηρυγμένος στόχος πολλών διαστημικών αποστολών. Αλλά ακόμη και η ανάπτυξη της ίδιας της τεχνολογίας διαστημικών ταξιδιών μπορεί να οδηγήσει σε ακούσιες αλλά ωφέλιμες τεχνολογίες «spin-off» με ορισμένες πολύ προσγειωμένες εφαρμογές.

Αξιοσημείωτα παρεπόμενα από το διαστημικό πρόγραμμα των ΗΠΑ, NASA, περιλαμβάνουν στρώματα αφρού μνήμης, τεχνητές καρδιές και το λιπαντικό σπρέι WD-40. Αναμφίβολα, θα ακολουθήσουν πολλά άλλα.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την εξερεύνηση του διαστήματος:

• Το επόμενο γιγάντιο άλμα:Οι αποστολές του Ηνωμένου Βασιλείου μας φέρνουν στη Σελήνη
• Μετακινηθείτε, Άρη:γιατί πρέπει να κοιτάξουμε πιο μακριά για μελλοντικές ανθρώπινες αποικίες
• Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για την αποστολή Voyager
• 6 πειράματα εκτός αυτού του κόσμου αναδημιουργώντας το διάστημα στη Γη

Η εξερεύνηση του διαστήματος ενσταλάζει επίσης μια αίσθηση θαύματος, μας υπενθυμίζει ότι υπάρχουν ζητήματα πέρα ​​από τον βαρύ πλανήτη μας και τις μικροκαβγάδες του, και χωρίς αμφιβολία βοηθάει να εμπνεύσουμε κάθε νέα γενιά νέων επιστημόνων. Είναι επίσης ένα ασφαλιστήριο συμβόλαιο. Τώρα γνωρίζουμε πολύ καλά ότι παγκόσμιες καταστροφές μπορούν και συμβαίνουν – για παράδειγμα, η κλιματική αλλαγή και ο γιγαντιαίος αστεροειδής που έπεσε στη Γη πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια, οδηγώντας στην ολική εξαφάνιση των δεινοσαύρων.

Το μάθημα για το ανθρώπινο είδος είναι ότι κρατάμε όλα τα αυγά μας σε ένα καλάθι με κίνδυνο. Από την άλλη πλευρά, ένα υγιές διαστημικό πρόγραμμα και τα μέσα για να ταξιδέψουμε σε άλλους κόσμους, μας δίνουν μια ευκαιρία.

Είναι επικίνδυνα τα διαστημικά ταξίδια;

Εν ολίγοις, ναι - πολύ. Η επίτευξη τροχιάς σημαίνει επιτάχυνση έως περίπου 28.000 χλμ/ώρα (17.000 μίλια/ώρα ή 22 φορές την ταχύτητα του ήχου). Αν κάτι πάει στραβά με αυτή την ταχύτητα, σπάνια είναι καλά νέα.

Έπειτα, υπάρχει το αυξανόμενο σύννεφο διαστημικών σκουπιδιών που πρέπει να αντιμετωπίσετε στην τροχιά της Γης – αδρανείς δορυφόροι, απορριπτόμενα στάδια πυραύλων και άλλα υπολείμματα – όλα κινούνται εξίσου γρήγορα. Ένα μπουλόνι πέντε γραμμαρίων που χτυπά με τροχιακή ταχύτητα συσκευάζει τόση ενέργεια όση ένα βάρος 200 κιλών πέφτει από την κορυφή ενός κτιρίου 18 ορόφων.

Και το να φτάσουμε στο διάστημα είναι μόνο η αρχή του κινδύνου. Ο κύριος κίνδυνος από τη στιγμή που υπάρχει ακτινοβολία που παράγει καρκίνο - η τυπική δόση από μια μέρα στο διάστημα είναι ισοδύναμη με αυτή που θα λαμβάνατε στη Γη στη διάρκεια ενός ολόκληρου έτους, χάρη στην ατμόσφαιρα και το προστατευτικό μαγνητικό πεδίο του πλανήτη.

Προσθέστε σε αυτό το παγωμένο κενό χωρίς αέρα, την ανάγκη να φέρετε όλα τα δικά σας τρόφιμα και νερό, καθώς και τις επιπτώσεις της μακροχρόνιας έλλειψης βάρους στην οστική πυκνότητα, τον εγκέφαλο και τη μυϊκή κατάσταση –συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς– και σύντομα γίνεται σαφές ότι Η εξόρμηση στο διάστημα δεν είναι πραγματικά για άτομα με λιποθυμία.

Πότε θα είναι διαθέσιμα σε όλους τα διαστημικά ταξίδια;

Συμβαίνει ήδη – δηλαδή, υποθέτοντας ότι οι τσέπες σας είναι αρκετά βαθιές. Ο πρώτος αυτοχρηματοδοτούμενος «διαστημικός τουρίστας» ήταν ο αμερικανός επιχειρηματίας Ντένις Τίτο, ο οποίος το 2001 πέρασε μια εβδομάδα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) για το τεράστιο ποσό των 20 εκατομμυρίων δολαρίων (15 εκατομμύρια λίρες).

Η Virgin Galactic υπόσχεται εδώ και καιρό να μεταφέρει τους πελάτες με σύντομες υποτροχιακές πηδήξεις στο διάστημα – όπου οι επιβάτες θα έχουν την εμπειρία της πρόωσης πυραύλων και για αρκετά λεπτά έλλειψης βαρύτητας, πριν γλιστρήσουν πίσω σε έναν διάδρομο προσγείωσης στη Γη, όλα για 250 χιλιάδες δολάρια (190 χιλιάδες £). Στα τέλη Ιουλίου 2020, η εταιρεία αποκάλυψε την τελική καμπίνα του οχήματός της SpaceShipTwo, υποδηλώνοντας ότι οι εμπορικές διαστημικές πτήσεις ενδέχεται να ξεκινήσουν σύντομα.

Εν τω μεταξύ, η SpaceX του Έλον Μασκ, η οποία τον Μάιο του 2020 έγινε η πρώτη ιδιωτική εταιρεία που εκτόξευσε ανθρώπινο πλήρωμα στην τροχιά της Γης με το Crew Dragon, σχεδιάζει να προσφέρει διαμονή στον ISS για 35 χιλιάδες δολάρια (27 χιλιάδες £) ανά διανυκτέρευση. Η SpaceX δημιουργεί τώρα πρωτότυπο το τεράστιο όχημα Starship της, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει 100 επιβάτες από τη Γη μέχρι τον Άρη για περίπου 20 χιλιάδες δολάρια (15 χιλιάδες £) ανά άτομο. Ο Μασκ δήλωσε τον Ιανουάριο ότι ήλπιζε να λειτουργήσει 1.000 Starships μέχρι το 2050.

10 σύντομα μαθήματα ταξιδιών στο διάστημα του Paul Parsons κυκλοφορεί τώρα (£9,99, Michael O'Mara)

• Αγοράστε τώρα από τις Amazon UK, Foyles, WH Smith και Wordery