Izarrarteko bidaiak

Jaurtigailu kimikoak erabili dira orain arte. Jaurtigailu hauek oso desegokiak dira izar arteko bidaiarako.

Gaur egun hasiberriak gara gure atmosfera baino haruntzagoko azterketak egiten. Pioneer 10 eta 11 eta Voyager 1 eta 2 Jupiterren grabitate indartsuak azeleraturik dagoeneko irtenda edo laster irtetzear dira eguzki-sistematik. Beren abiadura segundoko 9 kilometro ingurukoa izango da eta proportzio honetan milaka urte beharko lituzkete gertuen dagoen izarrera inguratzeko.

Urrutirago joan al gaitezke eta izarren benetako azterlari bihurtu? Horrela bada, zein propultsio-metodo erabil genezake? Zein arazori egin behar diogu aurre?

Jaurtigailua eta propultsioa

Dirudienez untzi bat jaurtikitzeko metodo praktiko bakarra jaurtigailua da. Eta orain arte aurkitu dugun jaurtigailu-mota praktiko bakarra jaurtigailu kimikoa da.

Jaurtigailu kimikoek Newton-en hirugarren higidura-legearen arabera funtzionatzen dute; akzio bakoitzak kontrako erreakzio berdina duela alegia.

Jaurtigailu kimikoek erregai solido edo likidoak erretzen dituzte eta konbustio-ganbaran oxidatzailea izugarrizko tenperatura altuan dago. Ihespide-gasek oso abiadura handian bultzatzen dute jaurtigailua. Propultsio-jaurtigailuen propietate garrantzitsuenetako bat bultzada da. Jaurtigailu kimikoen bultzada nahikoa handia da, zeren ihespide-gasak oso proportzio altuan kanporatzen bait dira. Baina espazioan daudelarik beren erakargarritasuna txikiagotu egiten da erregai-kopuru izugarria kontsumitzen dutelako.

Ondorioz, propultsio kimikoaren bidez funtzionatzen duen edozein espaziuntzik erreserbatu behar du bere hasierako masatik frakzio handia erregaiarentzat, eta hala ere motoreak erregaia oso azkar kontsumitzen duelako bultzada oso denbora txikian mantentzen du.

Mota honetako jaurtigailuak etorkizunean erabiliko ditugu. Datorren mendean maila txikiko ekitaldietan eta espazioa maneiatzeko erabiltzen jarraituko dugu. Baina izarrarteko bidaietan propultsio kimikoaren bidezko jaurtigailuak erabat desegokiak dira: beste teknologia batzuk jarri beharko dira jokoan.

Arrakastarako formula

Izarren arteko distantzia ikaragarriak kontutan hartzen baditugu, gaur eguneko espaziuntzi bizkorrenak ere barearen martxa du. Pioneer 10ak, esate baterako, 32000 km/h inguruko azken abiadura izango du. Proportzio honetan 140000 urte beharko lituzke untziak izarrik gertuenera iristeko, zuzeneko norabidean baldin badoa. Ez da benetan hunkigarria. Baina formula sinple batek adierazten digu egoera hau nola hobetu:

v _f = v _e log _e (m _i /m _f )

non v _f jaurtigailuaren azken abiadura den, ve hasierakoa, mi bere hasierako masa eta mf azkenekoa.

Transbordadore espazial moduko untziek ez dute balio izarrarteko bidaia egiteko.

Jaurtigailu kimikoek 4 kilometro segundoko hasierako abiadura lor dezakete. Azken abiadura altua izan dadin (m _i /m _f ) proportzioa igotzen doa. Masa-ratio hau mozteko bide bat (honela, erregai-kopuru berdinarekin masa erabilgarri handiagoa lortuko litzateke) zatikako jaurtigailua erabiltzea da. Zati bakoitza erabili ondoren bota daiteke. Masa-galtze honek lagun dezake, baina izarrarteko bidaia praktikoak burutzeko adina ez.

Fisio nuklearreko erreaktore edo ioi-kondukzioan oinarritutako jaurtigailu-sistemak dagoeneko probatu dira. Fisio-jaurtigailuaren atzean dagoen ideia zera da: hidrogeno likidoa bezalako fluido bat erregai-tanketik erreaktore nuklearraren gunetik zehar ponpatzea. Fluido hau oso gas bero bihurtu eta kanporatu egiten da, jaurtigailua bultzatuz. Horien ondorioz gertatzen den abiadura ez da, ordea, espaziuntzi batek behar duen bezain handia.

Ioi bidezko jaurtigailuak, bestalde, zesio-ioiak bezalako partikula kargatuen korronte bat jaurtikitzen du, lehenik partikulak fisio-erreaktorez hornitutako eremu elektriko batean azeleratuta gero. Dena den, ihes-abiadura (segundoko 50 km inguru) izarretaranzko hegalaldirako ez da nahikoa.

Egunen batean posible izango da segundoko 1000 kilometroko ihes-abiadura duten ioi-jaurtigailuak garatzea, baina jaurtigailu hauek ere ez lituzkete arazo guztiak konponduko.

Espaziuntzi batek izarrarteko hegalaldia burutzeko beharko lukeen abiadura agian fusio-jaurtigailua erabiliz lor daiteke. Baina fusio-erreakzioak sorterazteak hidrogeno-plasmaren tenperatura 100 milioi Kelvin baino gehiago igotzea eskatzen du. Arazo arantzatsua etorkizunean zuzentzeko.

Oinarrizko fusio-gaiaren bariazio bat, pultsu nuklearreko jaurtigailua da; Daedalus Proiektuaren funtsa, Elkarte Interplanetario Britainiarrak proposatutako untziaren diseinua.

Izarretaranzko bidaia

Fusio-erreakzio sinpleak ez dira arazoaren muturra, zeren Einstein-en erlatibitatea ere agertzen da eskenatokian. Teoria honen arabera, abiadura handian doan espaziuntzian denbora gutxitu egiten da abiadura txikiagoan doan objektu baten ondoan. Abiadura handiko untzietan erlojuak Lurrean baino astiroago doaz. Baina hau ez da guztia, zeren honelako abiadura handietan neurriak laburtu egiten bait dira eta masak handitu.

Efektu hauen eskala oso abiadura handitan benetan dramatikoa da. Espaziuntziak argi-abiaduraren ehuneko 10a baldin badu, gauzak ez dira asko aldatuko: Daedalus-eko erlojuek, adibidez, orduko 18 segundu bakarrik galduko dituzte.

Untziaren abiadura argi-abiaduraren hiru-laurdena baldin bada, erlatibitatearen ondorioak nabarmenak dira. Untziko denbora Lurrekoaren bi heren izango da. Untzia, mugimenduaren norabidean, bere neurriaren heren bat laburtuko da eta bere masa 1.5 aldiz handiagoa izango da.

Inoiz beste izar batera iristen bagara, han topa ditzakegun planetetan Martitzerako diseinatutako domo hauen antzekoak eraiki beharren izan gintezke.

Honek, jakina, aukera berriak sartzen ditu: oso abiadura handiko jaurtigailu batean astronautentzat denbora gutxitzen bada, izarretarantz bidaiak egiteko perspektibak erakargarriago bihurtzen dira.

Segundoko 270.000 kilometro eginez eta azelerazio- eta dezelerazio-denboraren beharra alde batera utziz, tripulazioa Proxima Centauri-ra 23 hilabetetan iritsi daiteke. Azterketa egiteko hamazortzi hilabete eransten badizkiogu, ekitaldi guztia burutzeko bost urte inguru beharko ditu tripulazioak. Lurrean, ordea, hamaika urte pasatuko lirateke. Bidaia luzeagotan eta abiadura handiagoekin egoera are eta dramatikoagoa da. Sirius-a argi-abiaduraren ehuneko 99.9ko abiaduran joan-etorria egiteko (5.3 parsec) astronauta-bizitzaren bederatzi hilabete nahikoa izango lirateke. Baina lurrera itzultzean Sirius-eko tripulaziokoak hamazazpi urte pasatu direla ikusiko dute.

Hamazazpi urtetan teknologia eta gizartea alda daitezke, baina agian ez drastikoki. Baina imajinatu zer gerta litekeen honelako abiaduran galaxiaren erdira —10.000 parsec— joanez gero. Bidaia egiteko, astronauten arabera, 3000 urte inguru beharko lirateke. Lurrean, ordea, 65000 urte joanak izango lirateke!

Erretrorreaktorea izarretarantz

Pultsu nuklearreko jaurtigailuaren bidez saiakuntza batzuk egin ondoren, untzi-diseinatzaileek askoz azkarragoa den zerbait aurkitu nahiko dute. Izarrarteko erretrorreaktoreak (ISR) dirudi aukera inteligentea.

Orain dela 25en bat urte R.W. Bussard deiturikoak honako ideia hau zirriborratu zuen: espaziuntziak izarrarteko medioa bera erabiliko zuela erregai-iturri moduan, alegia. Sare moduko tresna bat erabiliz, untziak bere aurrekaldean milaka kilometroko sailean izugarrizko eremu magnetiko indartsua sorteraziko zuela. Eremu magnetiko honek inguruko hidrogeno-ioi guztiak erakarriko lituzke, eta ioi hauek untziaren barnean kokaturiko fusio-erreaktorean erabiliko lirateke.

Bussard-en ustez, erretrorreaktoreak (ISR) 1-g azelerazio ideala lortu ahal izango luke, aipatu tresnaren azalera ioi-dentsitate altuko 10.000 kilometro karratu izatetik dentsitate baxuko 10.000.000 kilometro karratu izatera aldatzen badu.

Erretrorreaktorearekin, zenbat eta abiadura handiagoa are eta hobe. Abiadura handitzen bada, espazioko bi edozein punturen arteko distantzia txikitu egiten da. Puntu honetan lurreko eta untziko ikertzaileen ikuspegiak ez lirateke bat etorriko. Honen arabera, erretrorreaktoreak zenbat eta abiadura handiagoa eraman, bere aurrekaldeko ioiak are eta hurbilago ikusten ditu. Argi-abiaduraren ehuneko 99.9ko abiaduran Lurra eta gune galaktikoaren (10.000 parsec) arteko ioiak 450 parsec-eko zilindroan pilaturik agertuko lirateke.

Erretrorreaktorearentzat posibilitate zoragarriak daude. Imajina ezazue honelako untzi bat eguzki-sistematik pultsu nuklearreko jaurtigailuaren bidez irteten. Hilabete batzuk barru sare moduko trikimailua martxan jarriko du, hasieran hidrogeno-ioi gutxi erakarriz, baina denbora aurrera doan neurrian gero eta gehiago irentsiz. Distantzi konpresio erlatiboak gero eta ioi gehiago erakartzen ditu sare-sailaren barrura, eta motorea, etengabe gehitzen doan erregaiz elikatzen da. Baina badu kontrako efektu bat ere eta zera da: erretrorreaktorearen masak ere handitu egin behar duela. Ondorioz, gehitzen den bultzada hori ez da abiadura irabazteko baliagarri.

Konta ezin ahala izar.

Guzti honek ez du muturrik. Imajina dezagun honelako erreaktore baten bidez posible dela unibertsoko distantziak hilabete, egun eta ordu gutxiren barruan ibiltzea. Hau honela izanik, bidaiarientzat norantza bakarreko bidaia izango litzateke. Tripulazioko partaideak ezingo lirateke etxera itzuli; beraiek ezagutzen duten etxera behintzat.

Izarrak kolonizatzea

Giza izakia zalantzarik gabe joango da espaziorantz, lehenik hurbileko munduak kolonizatuz: ilargian base bat behatokiekin eta hotela; base txikiagoa Martitzen: agian egoitza zientifiko bat Ganimiden, ondoren urrutiago dauden Titan eta Triton-en jarriaz.

Eta gero izarrak. Daedalus-en antzeko probek beren azterketa-lana bukatu ondoren, Lurretik 6 parsec-era dauden 61 Cygni, Tau( ) Ceti edo Sigma Pavonis izan daitezke hurrengo jomugak. Aurrerago, ISR (Interstellar ram-jet) teknologia erabiliz, hamar parsec-ez hitz egin dezakegu eta gero ehunekoez.

Giza izakia Galaxiara doan neurrian, aurkitzen dituen baldintzetara egokitu beharko du. Agian beste izaki burutsuen eraginez, kultura, etika, zientzia eta arte berriak sor daitezke. Homo Sapiens a bera ingurune berrietara egokitzeko fisikoki eta intelektualki aldatuz eboluzioaren beste linea batzuetan adarka daiteke.

Eta guzti hau Esne-Bidea Galaxiako oso zati txiki batean gerta daiteke; delako Galaxia hau 200 bilioi izarrez osatutako disko-itxurako kolekzioa dugu eta aldi berean unibertsoko bilioi galaxietako bat. Nahiz eta giza izakia gertuen dauden izarrak kolonizatzera iritsi, gure espeziekoen espaziorantzko bidaiak ez du hastea besterik egingo.