En reise til et annet solsystem byr på ekstreme tekniske og menneskelige utfordringer. I lang tid har forskere syslet med tanken om hvordan et slikt mål kan nås, men det er først i vår tid at teknologien har kommet så langt at en slik reise kan planlegges i mer detalj.

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

Romskip for reiser til andre solsystemer.
Illustrasjon: Don Davis / NASA

Avstanden til stjernen som er nærmest Solsystemet, Proxima Centauri, er 4,24 lysår, eller 40,1 billioner kilometer. Selv med lysets hastighet som er drøyt 1 milliard kilometer i timen (300 000 kilometer i sekundet) ville en reise dit tatt 4,24 år hver vei. Inkludert akselerasjonsfaser og tid for undersøkelser, vil en reise tur-retur derfor tatt mer enn 10 år. Men ingenting som har masse kan reise med lysets hastighet. Einsteins spesielle relativitetsteori beskriver hvordan objekter som akselereres opp mot lysets hastighet blir tyngre når hastigheten øker. Masse-økningen blir uendelig opp mot lyshastighet og det ville derfor krevd uendelig mye energi å nå lyshastigheten.

Dersom hastigheten er for lav, vil det ta flere generasjoner å nå ut til et annet planetsystem. Da blir ferden mindre interessant både for de som reiser og for den generasjonen med jordboere som sender ekspedisjonen avgårde.

FREMDRIFTSMIDLER

De fleste rakettene som benyttes til ferder i verdensrommet i våre dager benytter kjemiske drivstoffer. Det betyr at ulike typer kjemiske forbindelser brenner og frigjør energi. Eksosgassene utvider seg kraftig og farer bakover, gjennom rakettdysene og ut i verdensrommet. Romskipet dyttes i motsatt retning. Dette foregår etter prinsippet om at kraft er lik motkraft. Jo mer drivstoff som forbrennes og jo kraftigere forbrenning, jo sterkere kraft akselererer romskipet.

Dette fungerer relativt greit i vårt solsystem, men romsonder bruker 6-9 måneder på å nå frem selv til naboplaneten Mars og til Pluto bruker romsonden New Horizons 9 år. Men til Proxima Centauri er avstanden 6800 ganger så stor og andre metoder må benyttes.

Et annet problem er at drivstoff som ikke er forbrukt også må akselereres. Derfor må man finne drivstoff som er ekstremt mye mer energirikt enn kjemiske stoffer. Man har syslet med tanker om blant annet solseil og ionemotorer, men kjernefysiske krefter må involveres.

Enorme seil kan utnytte solstrålingen, men er ikke i stand til å bringe mennesker til andre planetsystemer på rimelig tid.
Illustrasjon: NASA

Vi tenker oss at følgende metode benyttes:

• Startakselerasjon med klassiske motorer (kombinasjon av kjemiske drivmidler og ionemotorer). Disse motorene setter i gang og styrer ferden gjennom Solsystemet.
• Passering av Jupiter og Solen brukes til å øke hastigheten ved hjelp av den såkalte Oberths manøver.
• Etter at romskipet har nådd utenfor banen til Pluto starter hovedakselerasjonen i tre faser:
  a) Konvensjonelle motorer (kjemiske drivstoff og ionemotorer)
  b) Fusjonsmotorer. Disse benytter utallige kjernefysiske ladninger (hydrogenbomber) som avfyres kontrollert.
  c) Annihilasjonsmotorer. Det er disse som foretar den vesentligste hastighetsøkningen. Drivstoffet er antimaterie som har eksakt motsatte egenskaper av vanlig materie, men ellers er helt lik. Når antimaterie treffer ordinær materie, omdannes begge deler til ren energi i form av energirik gammastråling. Drivstoffet er i virkeligheten ren energi. Utfordringen er å oppbevare antimaterien slik at den aldri kommer i kontakt med vanlig materie for å unngå at hele romskipet fordamper og ender som et lysglimt.

Med en marsjfart på 43 % av lysets vil det ta drøyt 10 år hver vei mellom Solsystemet og Proxima Centauri, inkludert akselerasjonsfasene. Total varighet på ferden, inkludert reisen gjennom Solsystemet og undersøkelser ved Proxima Centauri blir da 23 år. Dette er kort nok til å kunne gjennomføres innenfor en generasjon, men likevel helt eksepsjonelt langvarig i forhold til ferdene som i dag gjennomføres.

KUNSTIG TYNGDEKRAFT

Romskipet må bringe med seg alt nødvendig utstyr, luft, mat, vann og andre forsyninger for 23 år. Om bord på romskipet må det derfor dyrkes spiselige vekster og hele tiden må vann renses og oksygen produseres.

Mennesker og dyr blir kraftig svekket av lengre opphold i vektløs tilstand. Til tross for ganske langvarige akselerasjonsfaser, vil det være vektløshet i det aller meste av de 23 årene ferden varer. For å kunne gjennomføre en interstellar reise er det derfor helt nødvendig å utstyre romskipet med kunstig tyngdekraft.

Stjerneskipet Aristoteles som beskrives i trilogien «Ad Astra» løser problemet med et roterende hjul. Dette er 1,8 kilometer i diameter og har en omkrets på 5,6 kilometer. De 188 deltagerne på ferden bor i «slangen» på hjulet og rotasjonen er akkurat så rask at sentrifugalkreftene lager en kunstig tyngdekraft som oppleves som like sterk som Jordens tyngdekraft. Dersom en deltager hadde gått på badevekten hjemme før avreise ville badereisen vist nøyaktig like mye i «slangen». Deltagerne kommer til «det nålformede», en kilometer lange hovedromskipet i midten ved hjelp av fire heiser.

«Sykkelslangen» inneholder boliger, natur, små vann, treningsområder og mye mer.
Illustrasjon: Don Davis / NASA

Men «slangen» inneholder ikke bare boliger, men også fritidsområder, restauranter, skole og ikke minst veksthus, tjern, skoger og jordbruksarealer. «Slangen» er delt inn i fire soner som har hver sin årstid. Det vil derfor alltid være en sone der innhøsting foregår - deltagerne er sikret fersk mat hele tiden!

Landsbruksområder i «sykkelslangen».
Illustrasjon: Don Davis / NASA