Quiero ser el primer ser humano en abandonar el sistema solar, ¿qué tecnologías necesito?

El año pasado, la NASA publicó una hoja de ruta tecnológica que cubre lo que necesitan desarrollar para cumplir sus objetivos para la exploración espacial tripulada, incluidas las misiones a Marte y los asteroides cercanos a la Tierra. Si al “abandonar el Sistema Solar” solo espera acercarse a los planetas exteriores y vagar por el espacio profundo durante varias décadas, la tecnología que necesitaría sería similar.

http://www.nasa.gov/sites/defaul…

Preste especial atención a la sección 6.1, que cubre el soporte vital. Esa es el área crítica más grande con diferencia. Actualmente, la Estación Espacial Internacional puede reciclar el 90% del agua residual producida por los astronautas, pero solo el 50% del oxígeno residual exhalado como dióxido de carbono. Ambos sistemas de reciclaje utilizan tecnologías de vanguardia que se han estado probando en la EEI durante algunos años, y ninguno es lo suficientemente bueno para el espacio profundo.

Si quieres sobrevivir en una nave que se acerca por el espacio profundo por el resto de tu (con suerte larga) existencia, necesitarás que ambos aumenten prácticamente al 100%. Luego deberá terminar de cerrar el ciclo del ecosistema desarrollando jardines hidropónicos de microgravedad. Mantenerse alimentado y vivo es difícil.

También necesitarás desarrollar un reactor nuclear digno de espacio, porque ni los paneles solares ni las baterías térmicas radiactivas como las que se usan en la Voyager podrían mantener vivo a un humano tan lejos del Sol. También proporcionaría potencia a sus motores, si utiliza propulsión iónica.

Sin embargo, si por “abandonar el Sistema Solar” se refiere a alcanzar otra estrella, buena suerte. No tenemos tecnología actual o incluso planificada de manera realista que pueda llevar a un humano a Alpha Centauri dentro de una vida. Incluso enviar un pequeño robot liviano en un vuelo de 200 años más allá de Centauri (sin combustible para detener) requeriría algunos avances realmente sorprendentes.

Pero sigamos jugando. ¿Qué necesitarías inventar para llegar a Alpha Centauri en una vida?

No sé cuántos años tienes ahora, pero si quieres llegar allí en un vuelo de 40 años necesitarás mantener velocidades de 1/10 la velocidad de la luz, o 30,000 km / s. El objeto creado por el hombre más rápido que se haya lanzado es New Horizons, que actualmente ronda los 14 km / s.

Pero New Horizons es una pequeña cosa, solo 401 kg sin combustible. Necesitaría una nave espacial al menos tan grande como la Estación Espacial Internacional para manejar cuatro décadas de sus necesidades básicas de supervivencia, y tiene más de mil veces la masa de New Horizons. Tomar un objeto con 1000x su masa a 2000x su velocidad requerirá 2,000,000 veces el empuje. Lanzar New Horizons tomó los cohetes más robustos que tenemos.

New Horizons tampoco tenía suficiente combustible para detenerse cuando llegó a Plutón, por lo que pasó volando. Me imagino que querrás detenerte cuando llegues a Alpha Centauri, y tal vez visitar un planeta si resulta que tiene uno. Por muy grandes que sean tus tanques de combustible para volar sobre Alpha Centauri, necesitarás tanto cuadrado para detenerte. Esto se debe a que su combustible de parada aumenta su masa de lanzamiento, lo que requiere exponencialmente más combustible de lanzamiento para que tanto usted como su combustible de parada se aceleren.

Por lo tanto, deberá descubrir un nuevo sistema de propulsión que sea millones de veces más eficiente que cualquiera de los que hemos volado. La Agencia Europea de Soace está trabajando en un motor de iones experimental impulsado por un reactor nuclear que es aproximadamente 45 veces más eficiente que el tipo de cohetes químicos que lanzaron New Horizons. Necesitarás algo 40,000 veces más poderoso aún.

Una vez que hayas inventado esos cohetes futuristas (y hayas recogido tus Nobel), también necesitarás crear un blindaje increíble que también sea increíblemente ligero para no pesar aún más tus cohetes. A esas velocidades, golpear un solo grano de arena flotando en el espacio liberaría la misma energía que 200 toneladas de TNT. El polvo espacial común es mucho más pequeño, pero a 1/10 de la velocidad de la luz, también representarán una seria amenaza.

Una vez que haya recogido su segundo Nobel por inventar esa increíble armadura espacial, es de esperar que la NASA haya terminado de descubrir cómo mantener vivos a los humanos durante 40 años en el espacio profundo. Y entonces estarás listo.

Primero depende de cómo se defina el rango del sistema solar. Si considera que el rango del sistema solar es la órbita de Neptuno, entonces la distancia de Neptuno al sol es de aproximadamente 30 UA / 4.5 mil millones de kilómetros. Si considera que el rango del sistema solar alcanza la Heliopausa, entonces es de aproximadamente 100 UA / 15 mil millones de kilómetros.

La Voyager 1 tarda 38 años en llegar a 125 UA.

Pero si crees que es un encapsulado amigable para los humanos, que contiene la comida, el agua y el oxígeno para mantener la vida durante tanto tiempo, y probablemente algún libro para leer en el camino, será mucho más grande y más lento, y necesitará mucho Más energía para acelerar.

Por lo tanto, necesitará varios lanzamientos de cohetes para llevar todos los suministros a la órbita de la Tierra, y luego acelerar a 17 km / s (velocidad actual de la Voyager 1), y disfrutar de su viaje durante 30-40 años. Probablemente todavía haya energía solar para usar, ya que la Voyager podría comunicarse con la Tierra, pero será bastante oscura.

¡Disfruta el viaje!

En realidad, no lo sabemos realmente.

El problema es que no sabemos qué tipos de cargas de radiación puede tolerar y qué cargas de radiación encontrará. Los rayos gamma serían un problema.

Si tuviera el equivalente de los escudos magnéticos, podría evitarlo en gran medida … como lo hace la Tierra. Pero no tenemos medidas claras de variación para el espacio profundo.

Necesitarías mucha energía para mantener funcionando las fuentes de alimentos. La energía nuclear es obviamente el camino a seguir. Solar es muy remoto. Dependería un poco de lo rápido que pudieras ir. Si pudieras alcanzar 1/10 de la velocidad de la luz, no sería malo. De lo contrario, con la telemetría estándar, necesitaría tirarse por ahí. Eso podría llevar muchos años … tal vez un par de décadas o más.

También depende de lo que llames el borde del sistema solar. Tenemos un nuevo planeta teorizado que está bien afuera.

Nada especial, siempre que estipulemos que serán los restos de su cuerpo fallecido los que abandonarán el sistema solar.

De lo contrario, a menos que tenga 10 años más o menos, es demasiado viejo para sobrevivir lo suficiente como para depositar más de 50 mil millones de dólares en mi bolsillo para poder patrocinar las varias décadas que tomaría a los científicos y fabricantes diseñar el sistema de entrega que podría mantenerlo con vida. durante los más de 45 años que llevaría superar la heliopausa.

Tecnología que aún no tenemos. No tenemos un vehículo espacial gestionado por el hombre que pueda alcanzar la velocidad de escape del sistema solar. Algunas de nuestras sondas más pequeñas lo han hecho con ayuda de gravedad (el “tirachinas” se mueve alrededor de los grandes planetas) pero no tenemos ningún hombre que lleve el vehículo (todavía ) que puede hacer esto.

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