Matka robottialuksella vaatii paitsi tehokkaita moottoreita, niin myös kehittynyttä tekoälyä sekä älykkäitä materiaaleja

Taiteilijan näkemys Alfa Centaurin aurinkokunnasta
Kuva I

Kun puhutaan mekaanisista ihmisistä, niin aina täytyy muistaa se, että vaikka nämä välineet eivät ehkä vaikuta muulta, kuin jonkun SciFi-elokuvan rekvisiitalta, niin niiden etuna on se, että mitään välineitä ei tarvitse muuttaa näitä "terminaattoreita" varten, tai oikeastaan ihmisen näköisten robottien avulla voidaan suorittaa esimerkiksi jopa satoja vuosia kestäviä avaruuslentoja, ilman että tutkijoiden pitää huolehtia minkään työkalun suunnittelemisesta tai varusteiden muuttamisesta robotteja varten, ja tämä tietenkin helpottaa avaruuslennon suunnittelua sekä toteutusta. Matka lähimmälle tähdelle veisi erittäin paljon aikaa, ja vaikka aluksen mukaan lähetettäisiin syväjäädytetty miehistö, niin tuon matkan ongelmana olisi se, että tuo alus ei palaisi ihmisen elinaikana Maapallolle, ja siksi lennolle rekrytoitujen värväämisessä voisi tulla ongelmia, koska tuo matka merkitsisi sitä, että nuo astronautit eivät koskaan enää palaisi lähestensä elämään.

Koska jos puhutaan tähtienvälisestä matkailusta, niin vaikka lähitähdille tehtävä lento voidaan tietenkin suorittaa automaattisten luotainten avulla, niin tuo ehkä kilometrien pituinen luotainraketti tarvitsee alirobotteja suorittamaan tarpeellisia kunnossapitotehtäviä. Näet jos esimerkiksi 20% valonnopeudesta saavuttava alus joutuu onnettomuuten, niin pienikin siihen osunut kivensiru voi tehdä sille erittäin pahan vaurion, ja tuota vauriota pitää sitten ryhtyä korjaamaan. Kun tuolla ehkä noin 1,5 valovuoden päässä Maapallolta sattuu jokin onnettomuus, niin tuota vauriota ei korjata yhtä helposti kuin esimerkiksi ISS:llä eli kansainvälisellä avaruusasemalla tapahtunutta vauriota korjataan lähettämällä huoltoalus maan kiertoradalle.Vaan tuolla aluksella pitää silloin olla mukanaan robotteja, jotka voivat käyttää monipuolisesti työkaluja, koska jos aluksen tietokone vaurioituu osumasta, niin silloin tietenkin varajärjestelmä otetaan välittömästi käyttöön, mutta koska matka tuonne kauas Alfa Centauriin kestää todella pitkään.

Vaikka käytössä olisi alus, joka kykenee nostamaan nopeuttaan 20 % valon nopeudesta, ja tietenkin tuollaisen projektin läpivieminen vaatisi valtavia resursseja, ja ainoa syy miksi ehkä 200 vuoden sisällä lähettäisimme aluksen tuonne Alfa- tai Proxima Centaurin planeetoille olisi se, että niistä löydettäisiin elämää. Ja jos tuo alus saisi vaurion lennon puolimatkassa, niin silloin sen pitäisi pystyä korjaamaan itsensä. Tai tehtävään kulunut aika olisi käytetty turhaan. Kun alus lähestyy kohdetähteään, niin silloin se kohtaa samanlaisen oortin pilven, kuin mikä kiertää myös Aurinkoa, ja siksi sen pitää jarruttaa tehokkaasti, koska jos se osuu tuolla 20 % valon nopeudella, johonkin kiveen, niin silloin tuo alus saattaisi todennäköisesti tuhoutua osumassa täysin, koska iskuenergia olisi valtava.

Siksi tuon luotaimen pitää jarruttaa ennen saapumistaan kohdetähden oortin pilviin, ja jarrutuksen kanssa olisi tehtävä kompromisseja, koska jos se aloitetaan liian aikaisin, niin matka-aika pitenee entisestään, ja vasta saapuessaan Centauri-järjestelmään, tekisi tekoäly päätöksen siitä, jatkaisiko se matkaa kohti Alfa-centauria? Tämä tähti olisi erittäin otollinen kohde, jos meidän tuntemallemme elämälle suotuisa planeetta halutaan löytää. Mutta tuo planeetta saattaa piileksiä Alfa Centauri A- tai B-tähden lähellä, niin että tähden kehrä peittää sen Maapallolla sijaitsevilta teleskoopeilta, jolloin tuon aluksen havaintolaitteet näkisivät sen, kuin Maan teleskoopit taas kadottaisivat tuon kohteen Alfa Centaurin kehrään.

Kuva II

Joten tuolla aluksella olisi tietenkin aliluotaimia, jotka se lähettäisi kumpaankin kohteeseen, jotta Maassa olevat tutkijat voisivat sitten päättää, kumpaan kohteeseen tuo luotain suunnataan. Sen tietenkin pitäisi pystyä tuomaan näytteitä myös Maahan, joten tuon takia luotaimen pitää omata monimutkainen tehtäväohjelmointi, jonka avulla se suorittaa tehtävänsä melkein täysin itsenäisesti, koska sen viestintään  Maan kanssa kuluu vähintään neljä vuotta suuntaansa, jos vastaus lähetetään välittömästi. Ja tietenkin luotaimen robottien pitää saada silloin tarpeelliset ohjeet, miten niiden tulisi toimia missäkin tilanteissa. Samoin aluksen runko pitää päällystää magneettisilla polymeereillä, jotka voidaan siirtää magneettien avulla oikeaan paikkaan aluksen runkoon.

Tuo varsinainen avaruusalus olisi joka tapauksessa hyvin suuri ja pitkä, koska sen pitää ensinnäkin kuljettaa mukanaan valtavasti varaosia, ja koska sen ydinreaktori, joka käyttää joko antimateriamoottorin kiihdyttimiä tai fuusiovoiman vaatimaa valtavaa laserjärjestelmää, sekä aluksen tietokoneita ja valtavia suurtehokommunikaatiolaitteita, joilla alus kommunikoi sen aliluotainten kanssa. Sen runko voisi olla muodoltaan saman tyyppinen kuin Dreadalus-luotaimen, ja ehkä sen tähtienvälinen ramjet suojataan levyllä aluksen lentäessä aurinkokunnassa, ja poistuessaan tähtienväliseen avaruuteen, tuon aluksen imusuppilo avataan, ja magneettikenttä ryhtyy imemään vetyä sisäänsä, ja sitten fuusiovoima käynnistetään aluksen takana.

Eli sen takaosan moottorin suuttimeen asennetaan laserit, joilla tuo vety "poltetaan" heliumiksi. Tässä esiteltyä fuusioreaktoria ei käytetä aluksen sisäiseen sähkövoimantuotantoon, vaan ainoastaan  sen siirtämiseen paikasta toiseen. Varsinaisen sisäisen voimantuoton synnyttää aluksen konventionaalinen ydinreaktori, joka tuottaa sen tarvitseman sähkövoiman. Samoin noissa ihmisen näköisissä roboteissa olisi RTG-generaattorit, joiden avulla ne voivat toimia koko jopa sata vuotta kestäneen lennon ajan tehokkaasti. Samoin tuolla aluksella olisi tietenkin toisenlaisia robotteja ulkopinnan korjaamista varten, mutta nuo ihmisen näköiset mallit olisi tarkoitettu sisätilojen vaurionkorjausta varten.

Kun alus lähestyy kohdettaan, niin sen pitää aloittaa jarrutus, joka tapahtuu suuntaamalla sen päämoottori eteen tai erityisillä jarruraketeilla, mikä sitten tietenkin aiheuttaa se, että alus ikään kuin painuu kasaan haitarin tavoin, jolloin se voi tuhoutua. Siksi sen runko pitää valmistaa hiilikuiduista, jotka ovat itseasiassa eräänlaisia jousia, jotka ottavat tuota energiaa vastaan. Ja silti sen rungon pitää olla melko paksu, koska aluksen pitää silti kestää valtavia voimia, ja ihminen ei tuota hidastusta kestäisi missään muodossa, ellei häntä olisi syväjäädytetty absoluuttiseen nollapisteeseen, jolloin hänen aineenvaihduntansa olisi päättynyt.

Mutta joka tapauksessa alus matkaisi avaruudessa ilman ihmisen ohjausta, ja miehistö herätettäisiin henkiin vasta kun tuo kuvitteellinen avaruusalus saapuu ja asettuu kohdetähden lähelle, ja itse en usko että tällaiseen matkaan kukaan ryhtyisi, tai sitä edes vakavasti suunniteltaisiin, koska se veisi Maapallolta ehkä sen parhaat tiedemiehet. Miehitetyn lennon toteuttaminen vaatisi sen, että Maassa kasvatettaisiin ehkä kloonattuja ihmisiä, jotka eivät omaisi mitään suhdetta tavalliseen elämään, ja heidät sitten lähetettäisiin tuollaiselle lennolle, koska näitä klooneja ei kukaan osaisi kaivata, vaikka toki heillä olisi samat oikeudet kuin muillakin ihmisillä. Ja sitte voidaan kysyä, että onko joku NASA:ssa tai Venäjän avaruushallinnossa sitten suunnitellut tällaista toimintaa, missä avaruuteen lähetettäisiin kloonattu miehistö.

Alus olisi melko pitkä, koska sen ydinreaktori pitää sijoittaa kauas sen tehtävän suorittamista varten varatuista tiloista, kuten tietokonekammioista sekä robottien huoltohallista. Vaikka tuo alus miehittämättömänä tietenkin kestää hyvin säteilyä, niin jatkuva hiukkassäteily ei tee hyvää aluksen mikropiireille. Ihmisen näköisten robottien kehittämisessä ollaan jo nyt melko pitkällä, koska niillä voidaan korvata esimerkiksi taistelulentäjiä, joiden menettämisestä ollaan aina huolissaan. Jos lentokonetta ohjaa robotti, niin se voi tehdä esimerkiksi tietokonepeleistä tuttuja "kamikaze"-iskuja, kun sen ampumatarvikkeet ovat loppu, ilman että ketään ihmistä vaarannetaan näissä tehtävissä, joita pidetään epäinhimillisenä sodankäyntitapana sekä iskun uhrin että sen tekijän kannalta, ja maailma tietenkin oli kauhuissaan sekä Japanin "kamikaze"-lentäjien suorituksista, että tavasta millä esimerkiksi World Trade Centerin terrori-isku tehtiin..

Kuitenkin taistelurobotin kehittämisestä on pitk matka palvelijarobottien kehittämiseen, koska palvelijarobottien pitää toimia aivan eri tavoin, kuin jonkin rintamalla operoivat "terminaattorin". Jos robotin halutaan tekevän vaikkapa halkoja, niin silloin ohjelmoijan pitää ensin selvittää sille, mikä halko oikeastaan on. Samoin hänen pitää muistaa se, että robotin pitää erottaa ihminen halosta, jotta se ei vahingoita ihmistä, joka sattuu nojaamaan tuota halkopölkkyä vasten. Ja palvelijarobotin voimaan pitää tietenkin kiinnittää huomiota, koska jos hakkeri ottaa sen hallintaan, voivat seurauskset olla tuhoisat. Tämän takia nuo robotit pitää varustaa sellaisilla laitteilla, että ne saadaan pysähtymään, jos niiden ohjelmisto ei enää tottele, ja niiden toiminta vaarantaa yleisen turvallisuuden

kimmonsivu.blogspot.fi

Matka Proxima Centaurin oletetulle planeetalle kestäisi todella kauan

Laser-aluksen vaatiman laserin teho olisi valtava
ja tässä taitelijan näkemys tästä laserista.
Kuva I

Stephen Hawking sekä eräs miljonääri ovat kiinnostuneita matkasta tuolle paljon puhutulle Proxima Centaurin planeetalle, ja varmaan koko maailman tiedeyhteisö on aivan innoissaan tuon elämälle otollisen planeetan löytymisestä suhteellisen läheltä Aurinkoa. Ja se tietenkin tekee ajatuksen luotaimen lähettämisestä tuolle planeetalle melko houkuttelevan, vaikka matka sinne on vielä melko pitkä eli noin neljä valovuotta. Jos avaruusalus voisi saavuttaa 50% valon nopeudesta, niin silloin matka tuolle planeetalle kestäisi kahdeksan vuotta, mutta se vaatisi tietenkin sellaista kiihdytystä, mikä olisi kuitenkin mahdollista vain elokuvissa. Todellisessa elämässä aluksen sisäosat prässäytyisivät pannukakuksi. NASA sekä ESA tutkivat mahdollisuutta lähettää matkaan alus, joka saa työntövoimansa erittäin tehokkaasta laserista, joka olisi sijoitettu aurinkoa kiertävälle radalle, a tästä aluksesta käytetään nimeä PROJECT ICARUS, ja se perustuu ajatukseen siitä, että jos Maapallon kiertoradalle voidaan lentää laserin avulla, niin sillä voidaan lentää myös pidemmälle eli toisille planeetoille tai toiseen aurinkokuntaan, jos laserissa vain on tarpeeksi tehoa.


Ongelma tähtien välisessä matkassa on oikeastaan se, että alus pitää saada pysähtymään, kun se saapuu tuon tähden ympäristöön, ja siksi sen ei olisi hyvä käyttää ajoainetta ollenkaan, kun se poistuu aurinkokunnasta. Ongelma on myös siinä, että kosminen nopeusrajoitus on valon nopeus, ja siksi tuon aluksen työntövälineeksi voidaan valita laser, joka työntää sitä kohti tähtien välistä matkaa. Tuo laser olisi jotain, mitä ei milloinkaan olisi ennen rakennettu. Kyseessä olisi jopa satojen kilometrien mittainen vapaaelektronilaser, joka kootaan avaruudessa moduuleista, ja voimansa tuo laite saisi ydinreaktoreista sekä kondensaattoreista, jotka sitten varaavat tuon reaktorin antaman tehon, jotta laser voisi muodostaa valtavan voimakkaan säteen. Tuo alus voisi aluksi kiihdyttää tavallisen aurinkopurjeen avulla aurinkotuulen hiukkasten saattamana kohti auronkokunnan äärirajoja, ja sitten tuo laser käynnistetään. Kyseisen laserin tarkoitus on antaa tuolle alukselle vauhtia sen lähtiessä kohti matkaa kohti Proxima Centauria.

Mikäli tuo luotain pääsisi Proxima Centaurin oletettuun planeettajärjestelmään, niin se voisi sitten sieltä lähettää tietoja tänne meidän aurinkokuntaamme tuon tähden oletetusta planeettajärjestelmästä, tai jopa tuoda näytteitä Maahan, mutta tuo jälkimmäinen toimenpide tietenkin vaatii sellaista tekniikkaa, että sitä on vaikea edes kuvitella. Eli tehokkaalla tekoälyllä varustetut robotit kasaisivat tuolla kaukana uuden laserin, jolla alus sitten vauhditetaan matkalle Maahan, mutta tietenkin esimerkiksi näytteiden analysointi pitää tapahtua tuolloin jossain avaruusasemalla etäohjattujen robottien avulla, jotta Maapallo ei saastuisi tuosta oeltetusta mikro-organismista. Mutta tietenkin edellytys tuolle matkalle olisi se, että kyseinen planeettajärjestelmä olisi olemassa. Ja ainoastaan elämälle suotuisa planeetta voisi aiheuttaa sen, että me ryhdymme tuon matkan vaatimiin investointeihin.

Taitelijan näkemys Icarus-aluksesta
Kuva II

Tämän aluksen yhdistäminen aurinkopurjeeseen on sikäli järkevää, että laser antaa sille valtavan lämpöenergian, joka pitää sitten säteillä pois, ja jos tuo aluksen perässä oleva peili on valtavan suuri, niin silloin se kestää paremmin lämpöiskuja, joita tuo äärimmäinen laser sille antaa. Ja tietenkin lähtö olisi sellainen, että laserin antamat sykäykset olisivat aluksi inhimillisiä, mutta etäisyyden kasvaessa sen tehoa nostettaisiin, jotta alus saisi tarpeeksi työntövoimaa myös lentäessään aurinkokunnan ulkopuolella kohti Proxima Centauria. Jos laser kohdentaa alukseen koko 500 terawatin tehonsa, niin räjäyttäisi tuon luotaimen välittömästi, joten tehon noston pitää tapahtua hellävaraisesti. Tässä mainitsemani 500 terawattia johtuu siitä, että maapallolla on tuollainen laserlaitteisto olemassa, joten siihen riittää kyllä tekniikka. Kyseisen laserin ongelma on sitten se, että tällainen väline mielletään sotilasaseeksi, jolla voidaan aiheuttaa valtavia tuhoja maan pinnalla, joten sen valmistaminen sekä sijoittaminen on tehtävä tarkoin harkiten.

Eli mihinkään Maata kiertävälle radalle kyseistä välinettä ei varmasti laiteta, vaan se sijoitetaan joko Marsin radan ulkopuolelle tai melko lähelle Aurinkoa, koska jälkimmäinen vaihtoehto tekee aurinkopaneelien käytön apuvoimanlaitteena mahdollisen sekä myös mahdollistaa sen, että tuota alusta voidaan vauhdittaa samalla myös Auringon hiukkassätelyllä. Tai sitten laser sijoitetaan Marsin kiertoradan taakse, ja alus lähtee etenemään aurinkopurjeen voimin, ja kun etäisyyttä tulee liikaa, jotta aurinkopurje menettää tehonsa, niin silloin siihen aletaan pumpata tehoa laserilla.  Kun tuo luotain sitten lähestyy Proxima Centauria, käynnistää se ydinmoottorinsa, ja aloittaa jarrutuksen, mikä siirtää sen Proxima- tai Alfa Centauria kiertävälle radalle.  Tuossa luotaimessa olisi varmasti monia erilaisia voimanlaitteita, eli ydinreaktorin lisäksi se olisi ehkä varustettu myös aurinkopaneeleilla, joiden tehtävänä on antaa apuvoimaa, sekä vähentää aluksen fissiomateriaalin käyttötarvetta, jotta sen operointiaika tuolla vieraassa aurinkokunnassa olisi mahdollisimman pitkä, eli ollessaan lähellä tähteä, se käyttäisi aurinkopaneeleja, ja ottaessaan etäisyyttä tuosta tähdestä, niin silloin käyttöön otettaisiin ydinvoima.

Lentoradan muutoksiin käytettävänä moottorina voisi toimia ionimoottori, johon saataisiin ajoainetta rautapitoisia asteroideja murskaamalla, ja sitten tuo metallimurska kuumennetaan niin, että se voidaan johtaa aluksen taakse hiukkaskiihdytintä käyttäen, jotta se sitten antaisi sille työntövoimaa. Kun puhutaan paluumatkasta, niin silloin tuo alus voisi käyttää joko ionimoottoria, jolloin matka maahan kestäisi vähintään satoja vuosia, tai sitten tuolla luotaimella voisi olla käytössään rakennusrobotteja, jotka kehittyneen tekoälyn avulla rakentaisivat uuden laserin tuonne Alfa Centaurin lähelle, ja sitten luotain lentäisi takaisin Maahan samalla tavoin, kuin se lensi Proxima tai Alfa Centauriin. Mutta lentoaika tulisi olemaan joka tapauksessa hyvin pitkä, ja vaikka alus saavuttaisi 50% valon nopeudesta, niin se kiihtyisi niin hitaasti, että todellinen matka-aika olisi huomattavasti pidempi kuin tuo alussa mainittu 8 vuotta suuntaansa.

ilmailukokeiluja.blogspot.fi

elainasiaa.blogspot.fi