السفر بين النجوم إلى الفضاء على متن مركبات مأهولة أوغير مأهولة هوسفر بين نجوم. مفهوم السفر بين النجوم عن طريق المركبات الفضائية هي العنصر الرئيسي في الخيال الفهمي. السفر بين النجوم هوأكثر صعوبة بكثير من الناحية المفاهيمية من السفر بين الكواكب. المسافة بين الكواكب في نظامنا الشمسي يقاس عادة ب AU ، في حين بين النجوم تكون بمئات الآلاف من AU وكثيرا ما يعرب عنه بالسنة الضوئية. السفر بين المجرات، أوالسفر بين المجرات المتنوعة، سيكون أكثر صعوبة.

وقد نوقشت مجموعة متنوعة من المفاهيم في الأدب ، منذ زمن الرواد الأوائل للملاحة الفضائية، مثل قسطنطين تسيكلوفسكى، روبرت إزناولت-بالتيرى وروبرت غودارد هتشينجز. دفع المركبة الفضائية يعمل بالطاقة الكهربائية مدعوم بالطاقة المحمولة المصدر ، ونقول مفاعل نووي ، وتنتج فقط تسارع منخفض ،الذى سيستغرق قرونا ليصل إلى أدنى إقتراب للنجوم، وبالتالي تكون غير صالحة للطيران بين النجوم ضمن مدى الحياة البشرية ؛ محركات الدفع الحراري مثل نيرفا تنتج قوة دفع كافية، ولكن يمكنها فقط تحقيق دفع العادم منخفض السرعة نسبيا ، ولذلك فإن التسريع إلى السرعة المطلوبة يحتاج وجود كمية هائلة من الوقود .صاروخ شظايا-الانشطار واستخدام الانشطار النووي لتطوير الطائرات عالية السرعة من شظايا الانشطار، والتي يتم طردها بسرعات تصل إلى 12،000 كم / ثانية. المركبات بين النجوم باستخدام دفع المركبة الفضائية يعمل بالطاقة الكهربائية ، مثل الصاروخ الأيونى أوالصاروخ البلازمى، ويمكن أيضا حتى تعمل بالطاقة عن طريق ليزر يطلق من امدادات طاقة ثابتة . يعطى ما يكفي من الوقت للسفر والأعمال الهندسية، على حد سواء مركبة بدون طيار أوسفينة في وضع السبات لايتطلب السفر بين النجوم أية إختراقات فيزيائية لتحقيقه، ولكن الحاجة لتحديات تكنولوجية واقتصادية كبيرة ينبغى تلبيتها. ناسا ، إيسا ووكالات الفضاء الأخرى .ولقد تم الشروع في البحث في هذه المواضيع لعدة عقود، ولديها تراكمات لعدد من المناهج النظرية.

صعوبات السفر بين النجوم

التحدي الرئيسي الذي يقابل السفر بين النجوم هي المسافات الهائلة بين النجوم. هذا يعني أنه يحتاج سرعة كبيرة ووقت سفر طويل. الوقت اللازم من قبل طرق الدفع على أساس المبادئ الفيزيائية المعروفة حاليا سيتطلب السنوات أوآلاف السنين. وبالتالي سفينة السفر بين النجوم ستقابل الكثير من أخطار أمثال سفر بين الكواكب ، بما في ذلك الفراغ , إشعاع مؤين، الوزن والنيازك . وحتى الحد الأدنى أوقات السفر لعدة سنوات إلى أقرب النجوم هي خارج الفضاء هى خالرج إمكانات الرحلات المأهولة الحالية تجربة تصميم البعثة.الحدود الأساسية لرحلات الزمكان تمثل تحديا آخر. من الناحية الاقتصاديةفإن البعثات بين النجوم تتطلب عدة عقود قبل حتى نجنى نواتج إستثماراتها، على الرغم من حتى التقنيات اللازمة لتحقيق مثل هذه سيكون لها فوائد فورية.

الطاقة اللازمة

ومن العوامل المهمة التي تسهم في صعوبة الأمر هي الطاقة التي يجب حتى يتم توفيرها والحصول على الوقت الذي يستغرقه السفر معقول. الجد الأدنى المطلوب للطاقة هوالطاقة الحركية K = ½ mv² حيث m هي كتلة النهائي. إذا تباطؤ عند وصوله هوالمطلوب، ولا يمكن حتى يتحقق بأي وسيلة أخرى من محركات السفينة، ثم إذا الطاقة المطلوبة على الأقل تتضاعف، لأن الطاقة اللازمة لوقف السفينة تساوي الطاقة اللازمة للوصول بها إلى سرعة السفر. سرعة لرحلة مأهولة جولة بضعة عقود من الزمن حتى لأقرب نجم هوعدة آلاف المرات أكبر من تلك المركبات الفضائية الحالية. وهذا يعني أنه نظرا ل v² المصطلح في صيغة الطاقة الحركية، ملايين المرات قدر الطاقة هومطلوب. يحتاج تسريع طن واحد إلى واحد من العاشر من سرعة الضوء لا يقل عن 450 PJ أو4.5 ×10¹⁷ J أو125 billion kWh, دون العوملة في كفاءة آلية الدفع. لديه هذه الطاقة إما حتىقد يكون حمل على طول،^[] أوالمتسقط لمسافات هائلة. متطلبات الطاقة جعلت السفر بين النجوم صعبا للغاية. وقد أفيد أنه في مؤتمر الدفع المشهجرة عام 2008 ، رأى خبراء متعددون أنه كان واردا ان البشر سيبحثون أكثر من أي وقت مضى عن كواكب خارج النظام الشمسي. وذكر برايس N. Cassenti، وهوأستاذ مشارك مع قسم الهندسة والعلوم في معهد البوليتكنيك رينسيلار، حتى ما لا يقل عن الانتاج الكلي للطاقة في العالم بأسره [في سنة معينة] ستكون هناك حاجة لإرسال مسبار إلى أقرب نجم.

وسط ما بين النجوم

وثمة مسألة رئيسية مع القيادة بسرعات عالية للغاية هوحتى الغبار بين النجوم والغاز قد تسبب ضررا كبيرا لهذه المركبة ، نظرا للسرعات النسبية العالية والطاقات الحركية الكبيرة الحادثة. وقد اقترحت أساليب مختلفة للتدريع للتخفيف من هذه المشكلة.^[] الأجسام الكبيرة (مثل حبيبات الغبار الكبيرة) هي أقل شيوعا بكثير، ولكن سيكون أثرها أكثر تدميرا من ذلك بكثير. وقد نوقشت مخاطر تأثير هذه الأجسام، وطرق التخفيف من هذه المخاطر، في الأدب، ولكن لا يزال الكثير من المواضيع مجهولا.^[]

وقت السفر

وقد قيل حتى مهمة السفر بين النجوم التي لا يمكن حتى تكتمل في غضون 50 عاما لا ينبغي حتى تبدأ على الإطلاق. بدلا من ذلك ، على افتراض حتى حضارة ما مازالت على منحنى متزايد من دفع سرعة النظام، وليس حتى الآن بعد حتى وصلت الى حد، ينبغي حتى تستثمر الموارد في تصميم نظام دفع أفضل. وذلك لأن المركبات الفضائية بطيئة من الممكن يتم تمريرها من قبل بعثة أخرى أوفدت في وقت لاحق مع دفع أكثر تقدما (فرضية قديمة إنتهت) . من ناحية أخرى، أظهرت أندروكينيدي أنه إذا كان أحد يحسب الوقت رحلة إلى وجهة معينة حيث إذا معدل سرعة السفر المستمدة من النمو, حتى زيادات (النموحتى الأس) ، هناك حد أدنى واضح في الوقت الإجمالي لتلك الوجهة من الآن (انظرwait calculation). سيتم تجاوزها الرحلات القيام بها قبل الحد الأدنى من قبل أولئك الذين يغادرون في الحد الأدنى، في حين حتى أولئك الذين يغادرون بعد الحد الأدنى لن يتفوقوا على الذين غادروا في الحد الأدنى.

وسيطة واحدة ضد موقف تأخير بداية حتى وصلت بسرعة دفع سرعة النظام هوحتى مختلف المشاكل غير الفنية الأخرى التي هي محددة لسفر لمسافات طويلة في سرعة أعلى بكثير (مثل تأثير الجسيمات بين النجوم، وتقصير كبير ممكن من متوسط ​​حياة الإنسان تمتد خلال إقامة مساحة موسعة، الخ.) قد تظل العقبات التي تستغرق وقتا أطول بكثير للحل من مسألة الدفع وحدها، على افتراض أنها يمكن حتى تحل في نهاية المطاف حتى على الإطلاق. وبالتالي، يمكن حتى تكون القضية جعلت لبدء المهمة دون تأخير، استنادا إلى تحقيق مفهوم المهمة بين النجوم والتفاني لكنه بطيء نسبيا باستخدام التكنولوجية الحالية للدولة من بين الفن وبتكلفة منخفضة نسبيا، بدلا من المصرفي على حتى تكون قادرة من أجل حل جميع المشاكل المرتبطة مع بعثة أسرع دون وجود إطار زمني موثوق به لتحقيقها من هذا القبيل.

السفر بين المجرات ينطوي على مسافات حوالي مليون ضعف أكبر من المسافات بين النجوم، مما يجعلها جذريا أكثر صعوبة من السفر حتى بين النجوم.

Interstellar distances

Astronomical distances are often measured in the time it would take a beam of light to travel between two points (see light-year). Light in a vacuum travels approximately 300,000 kilometers per second or 186,000 miles per second.

The distance from Earth to the Moon is 1.3 light-seconds. With current spacecraft propulsion technologies, a craft can cover the distance from the Earth to the Moon in around eight hours (New Horizons). That means light travels approximately thirty thousand times faster than current spacecraft propulsion technologies. The distance from Earth to other planets in the Solar System ranges from three light-minutes to about four light-hours. Depending on the planet and its alignment to Earth, for a typical unmanned spacecraft these trips will take from a few months to a little over a decade.^[]

Manned missions

The mass of any craft capable of carrying humans would inevitably be substantially larger than that necessary for an unmanned interstellar probe. For instance, the first space probe, Sputnik 1, had a payload of 83.6 kg, while spacecraft to carry a living passenger (Laika the dog), Sputnik 2, had a payload six times that at 508.3 kg. This underestimates the difference in the case of interstellar missions, given the vastly greater travel times involved and the resulting necessity of a closed-cycle life support system. As technology continues to advance, combined with the aggregate risks and support requirements of manned interstellar travel, the first interstellar missions are unlikely to carry earthly life forms.

Proposed methods of interstellar travel

If a spaceship could average 10 percent of light speed (and decelerate at the destination, for manned missions), this would be enough to reach Proxima Centauri in forty years. Several propulsion concepts are proposed that might be eventually developed to accomplish this, but none of them are ready for near-term (few decades) development at acceptable cost.^[]

Nuclear rocket concepts

All rocket concepts are limited by the rocket equation, which sets the characteristic velocity available as a function of exhaust velocity and mass ratio, the ratio of initial (M₀, including fuel) to final (M₁, fuel depleted) mass.

Very high specific power, the ratio of jet-power to total vehicle mass, is required to reach interstellar targets within sub-century time-frames. Some heat transfer is inevitable and a tremendous heating load must be adequately handled.

Fusion rockets

Antimatter rockets

Magnetic monopole rockets

Non-rocket concepts

Interstellar ramjets

Beamed propulsion

Island hopping through interstellar space

Light speed travel

Interstellar travel by transmission

Faster-than-light travel: warped spacetime and wormholes

Enzmann starship

Generation ships

Suspended animation

Extended human lifespan

Frozen embryos

انظر أيضاً

• Interstellar communication
• Starwisp
• Interstellar travel in fiction
• Health threat from cosmic rays
• Kardashev scale
• List of nearest terrestrial exoplanets
• List of plasma (physics) articles
• Hundred-Year Starship

Notes

الهامش

• Eugene Mallove and Gregory Matloff (1989). The Starflight Handbook. John Wiley & Sons, Inc. ISBN .
• Hein, A. M.; et al., "World Ships - Architectures & Feasibility Revisited", Journal of the British Interplanetary Society, vol. 65, p. 119-133, 2012
• Zubrin, Robert (1999). Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization. Tarcher / Putnam. ISBN .
• Hein, A.M.: "Evaluation of Technological-Social and Political Projections for the Next 100-300 Years and the Implications for an Interstellar Mission," Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 33, pp. 330–2340, 2012.
• Eugene F. Mallove, Robert L. Forward, Zbigniew Paprotny, Jurgen Lehmann: "Interstellar Travel and Communication: A Bibliography," Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 33, pp. 201–248, 1980.
• Geoffrey A. Landis, "The Ultimate Exploration: A Review of Propulsion Concepts for Interstellar Flight," in Interstellar Travel and Multi-Generation Space Ships, Kondo, Bruhweiller, Moore and Sheffield., eds., pp. 52–61, Apogee Books (2003), ISBN 1-896522-99-8.
• Zbigniew Paprotny, Jurgen Lehmann: "Interstellar Travel and Communication Bibliography: 1982 Update," Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 36, pp. 311–329, 1983.
• Zbigniew Paprotny, Jurgen Lehmann, John Prytz: "Interstellar Travel and Communication Bibliography: 1984 Update" Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 37, pp. 502–512, 1984.
• Zbigniew Paprotny, Jurgen Lehmann, John Prytz: "Interstellar Travel and Communication Bibliography: 1985 Update" Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 39, pp. 127–136, 1986.

وصلات خارجية

• Icarus Interstellar
• (2003) – MSNBC (MSNBC Webpage)
• NASA Breakthrough Propulsion Physics Program (NASA Webpage)
• Electromagnetic Control of Spacetime and Gravity: The Hard Problem of Interstellar Travel
• Centauri Dreams (Organization's Blog)
• "Atomic rockets" SF spacecraft fan site
• Bibliography of Interstellar Flight (source list)
• Extensive list of sources Science and Science Fiction for Interstellar Flight (Source list)
• abovespaceandtime.blip.tv (Video with Advertisements)
• Manned Interstellar Flight Concepts and Various Feasibility Issues
• astronomycast.com/space-flight/ep-145-interstellar-travel/ (Audio Blog)
• http://news.cnet.com/8301-13772_3-20060476-52.html
• http://library.thinkquest.org/C0116043/specialtheorytext.htm Thinkquest org
• http://www.weburbia.com/physics/rocket.html
• Dr. Chris Welch on "the institute for interstellar studies" (Youtube Video) SpaceUp Stuttgart 2012
• What Is The Future of Space Travel? zidbits.com