Free Press

“Jorden er menneskehedens vugge, men menneskeheden kan ikke blive i vuggen for evigt,” skrev den sovjetiske rumfartspioner Konstantin Tsiolkovsky i et brev i 1911. Videnskabsfolk har længe skrevet og talt om en opfattet nødvendighed af at rejse til andre planeter for at sikre menneskeartens overlevelse på lang sigt.

Mens NASA, SpaceX og andre virksomheder har relativt kortsigtede planer om at få os til Mars, hvad så med behovet for at udforske andre steder end vores stjerne, Solen, som skønnes at dø ud om 7,5 milliarder år?

RELATERET: DESTINATION MARS: 15 ufattelige rumfartsmilestoner i fortid og fremtid

Interstellare rejser vil måske ikke finde sted i vores levetid, men rumfartsorganisationer og private virksomheder udvikler teorier og metoder til at komme til andre stjerner. Her er 17 fakta om, hvordan vi måske en dag vil rejse til andre stjerner.

Den nærmeste stjerne til Jorden er uden for rækkevidde med de nuværende teknologier

Da Neil Armstrong vendte tilbage efter at være landet på Månen, beskrev han den enorme afstand fra vores Måne til Jorden med ordene: “Det slog mig pludselig, at den lille ærte, smuk og blå, var Jorden. Jeg løftede min tommelfinger og lukkede det ene øje, og min tommelfinger udviskede planeten Jorden. Jeg følte mig ikke som en gigant. Jeg følte mig meget, meget lille.”

Afstanden fra Jorden til Månen (383.400 km) er kun en forsvindende lille brøkdel af afstanden til vores Sol, og afstanden fra Jorden til Solen (149,81 millioner km) er en ordsproglig dråbe i havet sammenlignet med afstanden til den nærmeste stjerne til Solen.

Den nærmeste stjerne til vores solsystem er Proxima Centauri. Den er en del af et tredobbelt stjernesystem kaldet Alpha Centauri og er omkring 4,24 lysår (eller 1,3 parsecs) fra Jorden. Som NASA forklarer, betyder det, at Proxima Centauri er 40.208.000.000.000.000 (4 billioner) km væk fra Jorden.

Vores hurtigste nuværende mest pålidelige og hurtigste form for rumrejse er iondrevet, som bragte Deep Space 1-missionen til kometen Borrelly i 1998. På grund af den enorme afstand fra Jorden til Proxima Centauri ville det tage 18.000 år – ca. 2.700 menneskegenerationer – at bruge ion-drevet til at rejse til vores nærmeste nabostjerne.

Med vores nuværende teknologiske innovationshastighed ville det være nyttesløst at begive sig ud på denne rejse, da vi sandsynligvis ville udvikle en teknologi, der kunne indhente og overhale rumfartøjet med iondrevet drev flere år efter, at det har taget af sted fra Jorden.

Proxima Centauri har en potentielt beboelig planet i sin bane

I august 2016 dokumenterede forskere en potentielt beboelig planet på størrelse med Jorden i kredsløb om Proxima Centauri, som efterfølgende blev døbt Proxima b. Proxima b er en exoplanet, hvilket betyder, at planeten falder inden for de temperaturparametre, der er nødvendige for, at liv kan udvikle sig.

Og selv om dette på ingen måde betyder, at vi vil finde liv på planeten – dens nærhed til solen betyder også, at dens atmosfære kan være udsat for dødbringende mængder stråling – har opdagelsen genopfrisket håbet om, at vi måske en dag vil rejse til en fremmed planet i kredsløb om en nabostjerne.

Og selv om Proxima Centauri er den nærmeste stjerne, ud over Solen, til Jorden, er dens nabo Alpha Centauri meget lysere og kan også være et mål for missioner i en fjern fremtid.

Nye metoder og teorier for interstellare rejser er altid under udvikling

I sin bog Magnificent Desolation: The Long Journey Home from the Moon skrev Apollo 11-astronauten Buzz Aldrin:

“Jeg tror, at rumrejser en dag vil blive lige så almindelige som flyrejser er i dag. Jeg er dog overbevist om, at den sande fremtid for rumrejser ikke ligger hos statslige agenturer – NASA er stadig besat af ideen om, at det primære formål med rumprogrammet er videnskab – men de virkelige fremskridt vil komme fra private virksomheder, der konkurrerer om at levere den ultimative eventyrrejse, og NASA vil modtage de nedsivende fordele.”

Elon Musks private virksomhed, SpaceX, har allerede genoplivet kapløbet om at komme til Mars og længere væk med sine afprøvede og testede genanvendelige raketboostere og planer om en historisk en bemandet mission til ISS med sin genanvendelige Crew Dragon-kapsel i maj i år.

Det er ikke den eneste virksomhed, der ønsker at tage store skridt inden for rumfart. Blandt de privatfinansierede og frivillige initiativer er Tau Zero Foundation, det ildevarslende navn Project Icarus og Breakthrough Starshot. Alle disse har til formål at opnå et løft til interstellare rejser.

Privatfirmaet Breakthrough Starshot sigter mod at komme til Proxima Centauri i vores levetid

Og selv om det endelige mål er at få mennesker til andre planeter og solsystemer, mener et firma, Breakthrough Starshot, at det kan blive det første til at få et ubemandet rumfartøj til vores nærmeste nabostjerne, Proxima Centauri, ved hjælp af en spændende metode.

Initiativet på 100 millioner dollars er privat finansieret af milliardærerne Yuri og Julia Milner – førstnævnte af israelsk-russisk statsborgerskab – og har til formål at drive en lillebitte sonde til stjernen ved at zappe dens ekstremt lette sejl med en kraftig laserstråle, der skydes fra Jorden.

Selskabet satser på miniaturiseringen af fremtidige teknologier, hvilket vil gøre det muligt for et rumfartøj, der er så let – det vejer mindre end et gram – at det kan blive drevet frem af en laserslag for til sidst at accelerere med omkring en femtedel af lysets hastighed. Med denne hastighed vil Breakthrough Starshot’s rumfartøj kunne nå Proxima Centauri om ca. 20 år.

For at dette kan lade sig gøre, har Breakthrough Starshot brug for teknologiske fremskridt, der gør det muligt for et lille rumfartøj at medbringe drivmotorer, en strømforsyning, navigations- og kommunikationsudstyr, så det kan sende det, det ser, tilbage, når det når frem til Proxima b.

Solsejl kan en dag bringe os ud over vores stjerner

I juli sidste år opsendte og afprøvede Planetary Society et Carl Sagan-inspireret solsejl, som med succes viste sig at kunne ændre sin banebane ved hjælp af et lyssejl, der konverterede energien af fotoner fra sollyset til fremdriftsenergi.

Og selv om den relativt nemme og billige fremstilling af solsejl gør dem til en omkostningseffektiv metode til rumrejser, vil de sandsynligvis aldrig have den fremdriftsenergi, der er nødvendig for at transportere mennesker. De er også afhængige af lys fra stjerner, hvilket betyder, at Breakthrough Starshot’s laserbaserede alternativ (i punkt 4) er den mere levedygtige mulighed.

For at opnå den hastighed, der er nødvendig for at rejse over lange afstande, ville de også have brug for tid til at accelerere. Lige nu betragtes solsejl som en mere levedygtig metode til transport af satellitter inden for vores solsystem, snarere end mennesker til fjerntliggende stjernesystemer.

Magnetisk sejl er et alternativ til solsejl

Magnetisk sejl er en variant af solsejl, der drives af solvinden i stedet for af sollys. Solvinden er en strøm af ladede partikler, der har sit eget magnetfelt. Ifølge New Scientist vil et magnetisk sejl omgive et rumfartøj med et magnetfelt, der frastøder solvindens felt, hvilket fører til magnetisk fremdrift af rumfartøjet væk fra solen.

Som med solsejl har det magnetiske sejl desværre sine begrænsninger som metode til interstellar rejse. Når et rumfartøj med magnetisk sejl som drivkraft kommer længere væk fra Solen, vil sollysets og solvindens intensitet falde drastisk, hvilket betyder, at de ikke vil være i stand til at opnå den nødvendige hastighed til at blive drevet til en anden stjerne.

7. Interstellar rejse nær lysets hastighed er mulig … i teorien

Den specielle relativitetsteori siger, at lyspartikler, fotoner, bevæger sig gennem et vakuum med en konstant hastighed på 670.616.629 miles i timen. Hvis vi på en eller anden måde kunne udnytte et fartøj, der kunne rejse nær denne hastighed, ville interstellar rejse være en helt anden mulighed end den, den er i dag.

Som NASA påpeger, er der faktisk i hele rummet eksempler på partikler, som ikke er fotoner, der accelereres til nær lysets hastighed. Fra sorte huller til vores jordnære omgivelser kan partikler, der accelereres til utrolige hastigheder – 99,9 procent af lysets hastighed – sandsynligvis takket være fænomener som magnetisk rekonnektion, pege på fremtidig forskning, der kan hjælpe os med at udnytte metoder til at nå sådanne hastigheder.

Mange teorier og hypotetiske metoder til interstellare rejser nær lysets hastighed er allerede blevet foreslået – flere af disse er nævnt i punkterne nedenfor.

Vormhuller kan måske give en genvej til andre dele af universet

Udover at forudsige eksistensen af sorte huller, mange år før vi nogensinde så et på et billede, gav Einsteins generelle relativitetsteori også mulighed for at forudsige eksistensen af ormehuller. Udtrykket “ormehul”, som beskriver tunnellignende genveje, der krydser rum og tid, blev opfundet af kvantefysikeren John Wheeler, som også opfandt udtrykket “sort hul”.

Mens ormehuller er en fristende idé om rumrejser, som har oplyst fantasien hos mange science fiction-entusiaster gennem årene, er sandsynligheden for, at vi nogensinde kunne rejse gennem et, utrolig lille. For det første er vi ikke engang sikre på, at ormehuller eksisterer, og for det andet er det en teori, at enhver form for stof, der trænger ind i et ormehul, vil få det til straks at lukke sig.

Og selv om det måske er muligt at stabilisere stoffet omkring et ormehul og holde det åbent ved hjælp af et negativt energifelt kaldet spøgelsesstråling, er alle teorier meget langt fra hypotesestadiet og vil højst sandsynligt ikke blive testet i nogen sand form før om mange år.

Vormhuller er også problematiske, da det faktum, at de kan transportere stof på tværs af rummet, ville betyde, at de også er en form for tidsmaskine, og derfor ville være en overtrædelse af lovene om årsag og virkning. Det har ikke afholdt nogle forskere fra at udtænke teorier og metoder til metoder til interstellare rejser, der udnytter ormehuller – mere om det i afsnit 14.

NASA arbejder på et foreslået Em-drev, der kan muliggøre rumrejser uden brug af brændstof

NASA og andre organisationer arbejder på et forslag til en brændstoffri motor, der måske bare er umulig. Hvorfor? Fordi udbyttet, hvis det lykkes, ville være så revolutionerende, at det ville ændre vores muligheder for interstellare rejser fuldstændigt og ville indvarsle en ny æra for menneskeheden.

Den “spiralformede” motor, kaldet EmDrive, blev først foreslået af den britiske forsker Roger Shawyer i 2001. Shawyer opstillede den hypotese, at vi kunne skabe fremdrift ved at pumpe mikrobølger ind i et konisk kammer. Teoretisk set skulle mikrobølgerne prelle eksponentielt af på kammerets vægge. Derved ville de skabe tilstrækkelig fremdrift til at drive et rumfartøj uden brændstof.

Som om det ikke var nok, siger NASA-ingeniør David Burns, der deltager i laboratorieforsøg med den teoretiske motor, at eftersom EMDrive ikke har brug for brændstof, vil et rumfartøj, der drives af en sådan enhed, med tiden kunne nå en hastighed på 99.9 procent af lysets hastighed.

Som nogle forskere hævder at have genereret fremdrift under EmDrive-eksperimenterne, var mængden så lav, at kritikere hævder, at energien i virkeligheden kunne være blevet genereret af eksterne faktorer, såsom Jordens seismiske vibrationer.

En af de mest obskure teoretiske former for interstellar rejse er raketten med mørkt stof

I en undersøgelse med titlen Dark Matter as a Possible New Energy Source for Future Rocket Technology opstillede forskere en metode til en rejseform, der ville udnytte energien fra universets mystiske mørke stof.

Forskerne bag artiklen foreslog en variation af EmDrive (se punkt 9), der ville udnytte energien fra mørkt stof for at give brændstof til en raket. Fordelen? Ligesom EmDrive ville det være en motor, der ikke er afhængig af kemisk forbrænding, hvilket betyder, at den ville fjerne lænkerne fra vores nuværende metoder til interstellar rejse.

Problemet med raketter af mørkt stof? Vi ved næsten ingenting om mørkt stof, bortset fra det faktum, at det er der. Denne form for rejse er i høj grad afhængig af fremtidige opdagelser. Det er dog værd at forske i det, simpelthen fordi mørkt stof er overalt; hvis det kunne bruges som brændstof, ville vi have en uendelig forsyning.

Ingeniører har arbejdet på at udvikle en nuklear fusionsreaktor til rumrejser

Fusionsraketter er en type rumfartøjer, der ville være afhængige af nukleare fusionsreaktioner til at bringe os til de fjerneste dele af rummet. Muligheden for at udvikle en sådan raket blev undersøgt i 1970’erne af det britiske interplanetariske selskab under dets projekt Daedalus.

Disse raketter ville være afhængige af de store mængder energi, der frigives under kernefusion. Den vigtigste metode, der er blevet fremlagt til at frigøre denne energi i raketter, er en metode kaldet inertial confinement fusion. Ved denne metode vil kraftige lasere sprænge en lille brændstofpille i luften, så dens ydre lag eksploderer. Dette vil til gengæld knuse de indre lag af pellet og udløse fusion.

Magnetiske felter vil derefter blive brugt til at lede energistrømmen ud af rumfartøjets bagende for at drive det fremad. Et sådant fartøj kunne tilbagelægge afstanden til Proxima Centauri på 50 år. Det største problem med denne metode? På trods af årtiers arbejde har vi endnu ikke set en fungerende fusionsreaktor til raketter.

Nuklearimpulsfremdrift er måske den mest vanvittige foreslåede form for interstellar rejse

Langt den mest hensynsløse og vanvittige form for interstellar rejse, vi har set foreslået, er atomimpulsfremdrift. Ved denne metode vil et rumfartøj blive drevet frem ved periodisk at kaste en atombombe ud fra fartøjets bagende, inden det udløses i den helt rigtige afstand.

Denne metode blev seriøst undersøgt af den amerikanske regerings militærteknologiske agentur DARPA under kodenavnet Project Orion. Et rumfartøj, der anvender atomimpulsfremdrift, ville skulle være udstyret med en gigantisk støddæmper, der ville give mulighed for en kraftig strålingsafskærmning, som ville beskytte passagererne.

Og selv om et sådant rumfartøj teoretisk set kunne nå hastigheder på op til 10 procent af lysets hastighed, blev konceptet stort set opgivet, efter at forbuddet mod atomprøvesprængninger trådte i kraft i 1960’erne.

Bussard Ramjet ville være en løsning på problemet med tungt brændstof

Bussard Ramjet er en anden løsning på en af begrænsningerne ved kemisk forbrænding – nemlig vægten af brændstof. Med vores nuværende bedste metode til interstellar rejse er det sådan, at jo længere vi ønsker at komme, jo mere brændstof skal vi bruge, jo tungere rumfartøj og jo langsommere acceleration.

Bussard-stammejetten, der blev foreslået af fysikeren Robert Bussard i 1960, tager fusionsraketkonceptet (punkt 11) og giver det en drejning; i stedet for at medbringe en forsyning af nukleart brændstof ville rumfartøjet ionisere brint fra det omkringliggende rum og derefter suge det ind ved hjælp af en stor “elektromagnetisk felt”-skovl (som på billedet).

Det største problem med dette som en metode til interstellar rejse er, at da niveauerne af brint er så sparsomme, skal skovlen måske være hundredvis af kilometer på tværs.

NASA arbejder på at udvikle et virkeligt warp-drev

Alcubierre-drevet blev først foreslået i 1994 af Miguel Alcubierre, der er fysiker ved University of Wales i Cardiff. Det foreslåede drev ville bruge “eksotisk stof”, som er en type partikler, der har en negativ masse og udøver et negativt tryk. Hvad der er vigtigere er, at “eksotisk stof” endnu ikke er blevet opdaget, hvilket betyder, at Alcubierre-drevet er afhængig af en fremtidig opdagelse, som måske aldrig vil finde sted.

Partiklerne i “eksotisk stof” kan forvrænge rumtiden og få rummet foran rumfartøjet til at trække sig sammen og rummet bag det til at udvide sig. Det ville betyde, at fartøjet befandt sig i en “warp-boble”, som teoretisk set kunne rejse hurtigere end lyset uden at bryde relativitetslovene.

Det største problem? Bortset fra at der ikke er noget bevis for, at der findes “eksotisk stof”, ville Alcubierre-drevet, som dybest set er et virkeligt warp-drev fra Star Trek, have brug for energi svarende til universets samlede energi for at opretholde det. På trods af dette udgav NASA-forskeren Harold Sonny White og kolleger i 2012 et dokument med titlen Warp Field Mechanics 101, der beskriver arbejdet med muligheden for et Alcubierre-drev.

Astronauter vil sandsynligvis have brug for rejsende økosystemer for at overleve turen

For alle teorier om warp-drev og EmDrives, der kunne gøre det muligt at rejse med enorm hastighed, er det en kendsgerning, at fremtidige astronauter sandsynligvis vil skulle være forberedt på utroligt lange rejser. Selv hvis vi kunne rejse med 99,9 procent af lysets hastighed, ville det tage os ca. 4 år at komme til vores nærmeste stjernesystem, Alpha Centauri.

Som forsker og professor i eksperimentel arkitektur Dr. Rachel Armstrong fortalte BBC, er vi nødt til at begynde at tænke på det økosystem, som den interstellare menneskehed vil indtage derude mellem stjernerne.

“Vi bevæger os fra et industrielt syn på virkeligheden til et økologisk syn på virkeligheden,” forklarede Armstrong. “Det handler om beboelse af rum, ikke blot om udformningen af et ikonisk objekt.”

I stedet for de enorme metalliske rumskibe fra film som Alien og 2001: A Space Odyssey forestiller Armstrong sig levesteder med masser af plads til store biomes fulde af organisk liv, der kan opretholde mennesket på lange interstellare rejser.

Kryosøvn overvejes også til de utroligt lange rejser mellem stjernerne

Igennem endnu et blad fra sci-fi-film og -romaner er ideen om kryosøvn blevet seriøst overvejet som en måde at give mennesker mulighed for at rejse store afstande uden at ældes og uden at skulle være vågne på rejser, der kan vare i månedsvis.

I 2016 finansierede NASA forskning i en form for suspenderet animation, hvor hele besætninger sættes i kryogen søvn under lange rummissioner. Firmaet bag dette, SpaceWorks, arbejder på at udvikle en metode til at sætte astronauter i en kontrolleret tilstand af avanceret hypotermi, der vil gøre det muligt for dem at gå i dvale under de lange rejser gennem rummet.

Kan vi nogensinde nå en anden stjerne? Eksperter mener, at vi vil

“Lige fra begyndelsen af menneskets eksistens har vi kigget op mod stjernerne og projiceret vores håb og frygt, angst og drømme derhen,” sagde forsker Dr. Rachel Armstrong til BBC. Takket være det store antal teorier, teoretiske modeller og metoder, der udtænkes i dag, forklarer Armstrong, er interstellare rejser “ikke længere bare en drøm, det er et eksperiment nu.”

Som Carl Sagan engang skrev, “bliver alle civilisationer enten rumfarende eller uddøde”. Derfor er interstellare rejser vigtige; uanset om vi når ud over vores solsystem om hundrede eller mere end tusind år, afhænger vores fremtidige civilisations skæbne i sidste ende af udviklingen af en teknologi til interstellare rejser, der kan bringe os over afstande, der i dag synes utænkelige, og til steder, som vi kun kan drømme om.

Redaktionens note: En tidligere version af denne artikel antydede, at projekt Breakthrough Starshot blev finansieret af en “russisk milliardær” ved navn Yuri Milner. Milner finansierer ganske vist projektet, men han er også israeler, hvilket betyder, at han er israelsk-russisk. Denne fejl er siden blevet rettet, så den afspejler hans status som israelsk-russisk statsborger med dobbelt statsborgerskab. IE beklager denne fejl.