WNIOSEK O DOTACJĘ NA BUDOWĘ MIĘDZYGWIEZDNEGO STATKU NAUKOWEGO
PROBLEM
Obecnie badania obiektów poza Układem Słonecznym są ograniczone do tych, które są wystarczająco duże i jasne, aby można je było dostrzec za pomocą teleskopów. Informacje, które można zgromadzić z obserwacji teleskopowych, są ograniczone i nieprecyzyjne, a zatem mają niewielką wartość naukową. Ponadto istnieje kilka obiektów, które stanowią bezpośrednie zagrożenie dla ludzkości, pokroju PSR B0531+21, które wiadomo, że zmierzają w kierunku Ziemi. Niewykluczone i bardzo prawdopodobne, że istnieje znacznie więcej takich ciał, ale są one obecnie trudne do wykrycia ze względu na ograniczenia naszego oprzyrządowania. Gdyby inne układy gwiezdne mogły być swobodnie badane z bliska, nasza wiedza na temat obiektów pozasłonecznych znacznie poprawiłaby się.
ROZWIĄZANIE
Proponujemy budowę statku kosmicznego zdolnego do pomieszczenia załogi liczącej od 300 do 500 osób przez nieokreślony długi okres podróży między układami gwiezdnymi.
Źródłem siły umożliwiającej pojazdowi poruszanie się byłby Napęd Osobliwości Dariusa-Semiza zaproponowanego przez badacza Laboratoriów Prometeusza, George'a Dariusa.[1]. Napęd ten wykorzystywałby promieniowanie Hawkinga1 emitowane przez subatomową czarną dziurę Reissnera-Nordströma2 do generowania siły ciągu (zobacz Rycina A). Łuki Nadprzewodzące będą również wykorzystywać naładowane cząsteczki emitowane przez czarną dziurę do generowania energii elektrycznej dla reszty statku kosmicznego.
Czarna dziura o wstępnej masie około 675 000 ton byłaby odpowiednia do zastosowania w Napędzie Dariusa-Semiza — tego typu obiekt posiadałby średnią żywotność wynoszącą 5 lat, moc rzędu ~130 petawatów i promień 1 attometra.[1] Statek kosmiczny korzystający z takiego napędu mógłby z łatwością wykorzystać trajektorię brachistochroniczną 1g,3 aby pokonać odległość 4 lat świetlnych między Ziemią, a Proxima Centauri. Ze względu na efekty szczególnej teorii względności, podróż ta zajęłaby mniej niż 3,5 roku z perspektywy statku kosmicznego i nieco ponad 5,6 roku z perspektywy Ziemi.4 Krótszy czas podróży można oczywiście osiągnąć poprzez zwiększenie przyspieszenia, ale efekty szczególnej teorii względności narzucają szybko malejące wyniki.
Po przybyciu do docelowego układu gwiezdnego konieczne byłoby ponowne zwiększenie masy czarnej dziury. Można to osiągnąć poprzez zbieranie małych obiektów kosmicznych, takich jak asteroidy i komety, a następne wprowadzanie ich do czarnej dziury. W ten sposób czas życia czarnej dziury, a tym samym potencjalny czas trwania podróży statku kosmicznego, mógłby być praktycznie nieograniczony.
Ze względu na wydłużony okres trwania każdej podróży odbywanej przez statek, zalecamy, aby większość załogi pozostawała w stanie hibernacji w trakcie jej trwania, zarówno w celu zmniejszenia obciążenia systemów podtrzymywania życia, jak i uniknięcia spadku morale z powodu nudy. W tym celu można wykorzystać zmodyfikowaną wersję Systemów Długotrwałego Snu™, produkowanych w ramach kontraktu z Marshall, Carter and Dark, LLP.
Podtrzymywaniem życia części załogi nieznajdującej się w hibernacji zajmowałby się zamknięty ekosystem podtrzymywania życia zbudowany przy użyciu technologii opracowanych w ramach Projektu Castle Keep. Żywność i tlen byłyby zapewniane przez specjalnie zmodyfikowane algi, stworzone na podstawie Spirulina platensis,5 z możliwością zapewnienia "wykwintnych" posiłków dzięki małym rybom lub skorupiakom karmionymi tymi algami. Odzyskiwanie wody i odpadów stałych odbywałoby się za pomocą modułu utleniania wody w stanie nadkrytycznym, który sterylizowałby i rozkładał wszelkie wprowadzane do niego materiały organiczne. Od czasu do czasu konieczne byłoby dodawanie do tego systemu dodatkowej wody w celu uzupełnienia niewielkich strat. Woda ta mogłaby pochodzić z lodu wydobywanego z komet i asteroid w docelowych układach gwiezdnych.
Proponowany statek kosmiczny posiadałby szeroką gamę czujników i aparatury naukowej, które umożliwiłyby mu realizację jego zamierzonego celu, jakim jest prowadzenie obserwacji obiektów pozasłonecznych z bliska. Pełny spis wyposażenia można znaleźć w Załączniku B, ale niektóre z bardziej godnych uwagi urządzeń obejmują:
- Licznik Kafki, służący do pomiaru fluktuacji rzeczywistości;
- Aparat odczytu EVE, opracowanych na podstawie technologii stosowanej w systemie COLLICULUS wykorzystywanych przez GOC;
- Detektor Randalla, używany do wykrywania wysokoenergetycznych cząstek świadczących o podróżach międzywszechświatowych.
Zebrane dane byłyby przesyłane z powrotem na Ziemię za pomocą systemu komunikacji wykorzystującego wąską wiązkę lasera. Ze względu na opóźnienia w komunikacji wynikające z ograniczeń prędkości światła, dwukierunkowa komunikacja w czasie rzeczywistym byłaby niemożliwa, co sprawia, że zamontowanie anteny do odbioru transmisji z Ziemi na statku byłoby bezsensowne.
W celu stworzenia wszelkich części zamiennych wymaganych do napraw, statek został wyposażony w wysoce zaawansowany warsztat produkcyjny. Wykorzystując technologię przetwarzania asteroid opracowanych na potrzeby Projektu Locust, warsztat ten przetwarzałby surowce zebrane z pasów asteroid i wykorzystywałby je do produkcji wszelkich niezbędnych części.
W trakcie swojej misji badawczej możliwe będzie, że statek napotka planety lub księżyce na tyle interesujące z naukowego punktu widzenia, że wskazane będzie lądowanie członków załogi na ich powierzchni. Aby to umożliwić, statek mógłby przewozić pewną liczbę termojądrowych lądowników Valkyrie stworzonych w ramach Projektu Valhalla. Valkyrie są zdolne do wykonywania jednostopniowych lądowań i powrotów na orbitę planet wielkości Ziemi z własną atmosferą oraz księżyców i asteroid wielkości Ceres pozbawionych atmosfery. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu trójmodalnej rakiety termojądrowej, zdolnej do wykorzystania gazów atmosferycznych, ciekłej wody i wodoru jako masy zapłonowej.
Wiele podsystemów statku kosmicznego w znacznym stopniu wykorzystywałoby paratechnologię. Na szczególną uwagę zasługują Łuki Nadprzewodzące, które musiałyby być zbudowane z wysokotemperaturowego nadprzewodnika. Inne elementy, w których paratechnologia musiałaby zostać zastosowana na szeroką skalę, to m.in. bardziej niekonwencjonalna aparatura pomiarowa oraz proces tworzenia czarnej dziury Reissnera-Nordströma do Napędu Dariusa-Semiza.
Szacowana masa statku wynosiłaby około 900 000 ton. Większość tej masy pochodziłaby z Napędu Dariusa-Semiza, który ważyłby około 725 000 ton. Budowa z konieczności odbywałaby się w przestrzeni kosmicznej.
SCENARIUSZ FINANSOWY
Celem tego statku byłoby badanie innych planet i układów gwiezdnych z bliskiej odległości w celu poszerzenia naszej wiedzy naukowej. Chociaż nie jest to natychmiastowo lub bezpośrednio opłacalne, długoterminowe korzyści są niezliczone.
Aby zwiększyć dochodowość projektu, wolne miejsca na statku kosmicznym mogłyby zostać sprzedawane bardzo zamożnym osobom jako forma turystyki kosmicznej. Sprzedaż ta mogłaby być zorganizowana za pośrednictwem MC&D, ponieważ posiadają oni zarówno bazę klientów, jak i dyskrecję wymaganą do obsługi takiej transakcji. Zalecamy, aby w ten sposób sprzedać nie więcej niż 10 miejsc, przy cenie wynoszącej 100 mln USD.
Dodatkowe przychody mogłyby być generowane poprzez sprzedaż pozyskanych danych organizacjom, takim jak Fundacja i GOC. Nie zalecamy informowania ich o tego typu ofertach przed ukończeniem i uruchomieniem statku kosmicznego, aby zmniejszyć ryzyko szpiegostwa przemysłowego lub ich ingerencji.
Dodatkowo wiele technologii wykorzystywanych przy budowie statku ma też potencjalne zastosowania komercyjne na Ziemi. Obejmują one m.in.:
- Napęd Osobliwości Dariusa-Semiza opiera się na propozycji Ibrahima Semiza, aby wykorzystać czarne dziury do generowania energii.[2] Technologia użyta do skonstruowania Napędu Dariusa-Semiza mogłaby zostać ponownie wykorzystana w tym celu na Ziemii;
- Projekt zamkniętego ekosystemu podtrzymywania życia na statku kosmicznym mógłby znaleźć zastosowanie w odizolowanych placówkach badawczych, takich jak stacja McMurdo. Na większą skalę możnaby go potencjalnie wykorzystać do tworzenia dużych ilości taniej, bogatej w składniki odżywcze żywności, która byłaby przydatna w regionach dotkniętych niedoborami żywności;
- Skuteczne zastosowanie technologii opracowanych w ramach Projektu Locust mogłoby zostać wykorzystane do rozwoju infrastruktury kosmicznej przy stosunkowo niskich kosztach, otwierając drogę dla przyszłych wypraw pozaziemskich.
Pełna lista potencjalnych zastosowań komercyjnych znajduje się w Załączniku C.
WYKORZYSTANIE FUNDUSZY
Całkowity szacowany koszt realizacji projektu wynosi 2 miliardy USD.
Koszty i czas budowy zostałyby znacznie ograniczone dzięki wykorzystaniu monterów von Neumanna opracowanych na potrzeby Projektu Locust do wydobywania i przetwarzania asteroid. Szacuje się, że budowa struktury i kadłuba przy użyciu tych monterów zajęłaby 15 miesięcy i kosztowałaby 450 milionów USD.
Stworzenie różnych elementów Napędu Dariusa-Semiza zajęłoby 18 miesięcy i kosztowałoby 1 miliard USD, odpowiednio w podziale na następujące elementy:
- 750 milionów dolarów na stworzenie czarnej dziury Reissnera-Nordströma;6
- 200 milionów USD na stworzenie Łuków Nadprzewodzących;
- 50 milionów USD na stworzenie Reflektora Parabolicznego.
Dodatkowe 6 miesięcy i 450 milionów USD musiałoby zostać wydane na wyposażenie statku w różne przyrządy i wyposażenie niezbędne do wykonania swojej misji.
Ostatecznie 100 milionów USD musiałoby zostać wydane na przeszkolenie załogi i przetransportowanie jej na statek kosmiczny.
ZNANE PROBLEMY
Ta propozycja, jeśli zostanie zaakceptowana, będzie jednym z największych i najdroższych przedsięwzięć podjętych przez Laboratoria Prometeusza, ustępując jedynie Projektowi Atlantis i Projektowi Tartarus. Jednak większość z zastosowanych technologii jest albo sprawdzona, albo oparta na dobrze rozumianych podstawach naukowych. Głównym problemem, podobnie jak w przypadku Projektu Atlantis, jest problem szpiegostwa przemysłowego, który powinien zostać ograniczony poprzez umiejscowienie budowy statku w pasie asteroid.
Chociaż istnieją już projekty Napędu Dariusa-Semiza, na którym opiera się ta propozycja, nigdy wcześniej nie został on zbudowany przez Laboratoria Prometeusza ani żadną inną ludzką organizację. W związku z tym wiele potencjalnych trudności w jego budowie jest nieznanych lub trudnych do przewidzenia. Jednak proces wykorzystywany do generowania czarnej dziury Reissnera-Nordströma został już wcześniej przetestowany, co eliminuje znaczną część wątpliwości związanych z centralnym komponentem napędu.
Systemy Długotrwałego Snu™ zaproponowane do zahibernowania pasażerów w przypadku długotrwałych ekspedycji mają obecnie wskaźnik awaryjności na poziomie ~4%, co czyni je niedopuszczalnymi do użycia w przypadku tej propozycji. Zmodyfikowanie ich tak, aby wskaźnik awaryjności był akceptowalnie niski, będzie wymagało znacznych dopracowań, chociaż niezbędne do tego badania zostały już przeprowadzone.
Istnieje wysokie prawdopodobieństwo, że jeśli statek napotka na swojej drodze jakieś formy życie pozaziemskiego w innym układzie gwiezdnym,7 to załoga będzie odpowiedzialna za nawiązanie pierwszego kontaktu. Zaleca się, aby cały personel został przeszkolony w zakresie odpowiednich procedur w celu zmniejszenia potencjalnego ryzyka wywołania incydentu międzygwiezdnego.