Egyre szűkül a rés tudomány és fikció között

forrás: hirado.hu

A tudomány és űrkutatás képviselői, valamint az írók már évek óta egyetértésben vannak azzal kapcsolatban, hogy a valóság már több területen utolérte a tudományos fantasztikum világát. Ennek ellenére ma is vannak olyan kedvelt sci-fi témák, amelyeket a jelenlegi technológiákkal gyakorlatilag kivitelezhetetlennek tartanak, és talán a jövőben is elérhetetlenek maradnak nekünk.

Ilyen például a csillagközi utazás. Kim Stanley Robinson, a Vörös Mars trilógia írója a Space.comnak adott interjújában már három éve kifejtette, hogy a csillaghajók és a galaxisok meghódítása a kedvelt irodalmi irányzat egyik alapköve, de a galaxis valójában elérhetetlen számunkra. Ebben egyetért vele Jack McDevitt, az Elveszett kolónia Nebula-díjas írója is, aki szerint nemcsak más csillagok meglátogatásának esélye zéró, hanem az időutazás is, mint ahogy valószínűtlennek tartja az antigravitáció vagy mesterséges gravitáció, valamint ténylegesen intelligens (öntudattal rendelkező) gépek kifejlesztését is. Sok ötletet a véges emberi élettartam korlátoz, más technológiák pedig szociális problémák miatt nem válnak majd szerinte valóra, úgymint a repülő autók és a láthatatlanság.

Koncepciórajz a csillagközi utazásról hiperhajtóművel. (Fotó: NASA)

Arra is rámutatott, hogy a fikciós előrejelzéseknek megfelelően viszont az átlagélettartam növekszik, és számos más jóslat is valóra vált. Többek között járt ember a Holdon, vannak automata űrhajóink, egyre több a használható implantátum és a korszerű kommunikációs rendszer. Néhány visszatérő téma az írók szerint akár a közeljövőben megvalósulhat, szeretnék például látni, hogy napelemeket telepítsenek az űrbe, amelyek energiát sugároznak haza, ezáltal kiváltják a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának szükségességét. De szakembertől függően ilyen többek között a holdi vagy marsi kolónia, az űrlift vagy kvantumszámítógép is.

Az első folyékony üzemanyagú rakéta kifejlesztőjét, Robert H. Goddardot saját szavai szerint H. G. Wells Világok harca című, 1898-as regénye inspirálta. A tablet először Stanley Kubrick 2001: Űrodisszeájában jelent meg, míg a kommunikátor, avagy mobiltelefon a Star Trek leleménye, ahogyan az iPad előzményének tekinthető a PADD (Personal Access Display Device), avagy a hordozható, számítógépes interfész is. A ma embere is néha csak kapkodja a fejét a változásokon, egyik pillanatban kezében még palmtop, a következőben már érintőképernyős mobiltelefon, ami valójában majdhogynem mobilis számítógép.

Az űrlift és a csillagközi űrutazás

De milyen izgalmas technológiák állnak már a fejlesztés kapujában? Nézzünk meg néhányat!

Az egyik legkomolyabban fontolgatott terv az űrlift, amelyről évek óta röppennek fel hírek. A Földön lehorgonyzott, mintegy 100 ezer kilométeres pányván haladó lift a szakemberek szerint rutinszerű, biztonságos, olcsó és csendes módot biztosítana az orbitális pálya eléréséhez. 2014-ben egy szakemberekből álló agytröszt a Nemzetközi Asztronautikai Akadémia (IAA) égisze alatt elkészítette egy ilyen lehetséges projekt kiértékelését.

Végső következtetésük szerint az űrlift kivitelezése megoldhatónak tűnik, de fel kell ismerni, hogy a lehetséges rizikókat a technológiai fejlődéssel ki kell küszöbölni, emellett infrastruktúráját csak nemzetközi erőfeszítéssel lehet kiépíteni. A felvonóval gazdaságosan lehetne rakományt, végül embereket feljuttatni az űrbe. A Föld forgása biztosítaná a pányva feszességét, ezáltal a kocsik haladását rajta.

Számítógépes fantáziarajz egy űrliftről, amely a tervek szerint az Egyenlítőn, Dél-Amerika csendes-óceáni partjai előtt építendő állomásról 99 ezer 760 km magasságba nyúlna a világűrbe. A felvonó kabinjai nanocsövekből – az acélnál sokkal erősebb szénatomkötegekből – készülő, egy méter széles, de a papírnál vékonyabb, 13 tonna súlyú rakomány megtartására alkalmas kábelen mozognának. (MTI/EPA)

Az űrlift ötlete egyébként egészen Konsztantyin Ciolkovszkijig nyúlik vissza, aki 1895-ben publikálta elképzelését egy, a geostacionárius (földállandó) pályáig – 36 ezer 786 kilométer – nyúló torony kiépítéséről. Az utóbbi bő egy évszázadban újra és újra előkerült a téma, a tavalyi szakmai vizsgálat nagy előrelépés. Az IAA többek között válaszokat keresett a legfőbb kérdésekre: miért is van szükség űrliftre? Kivitelezhető-e? Hogyan lehet az összes elemet úgy összeilleszteni, hogy rendszerek rendszerét alkossák meg? Technológiailag megvalósíthatóak-e az egyes elemek?

Peter Swan, a Nemzetközi Űrlift Konzorcium vezetője szerint jelenleg két technológia diktálja az űrlift fejlesztésének iramát. Az ultraerős űrpányva és más liftkomponensek előállítása igencsak előrelépett a szén nanocsövek feltalálásával, amelyeknek erő-súly aránya az acélénál ezerszer jobb. A liftet támogatóknak mindenképpen jó hír, hogy a szén nanocsöveket már gyártják a nanotechnológia, az elektronika, az optika és az anyagtudomány berkeiben. Hasonlóképpen a könnyű napelemek is lassan elérhetővé válnak. Ezt a terepet is figyelemmel kísérik a hasznos információkért – fejtette ki a Space.comnak.

Az NBC információi szerint a legfrissebb ötlet egy kanadai cégtől származik. A Thoth Technology egyfajta sztratoszféraliftet tervezett. A berkeiben megálmodott, 20 kilométer magas torony felfújható, egy sor gázzal töltött cella támasztja meg, tetején még dokkoló platform is helyet kapna űrrepülőgépeknek. Az elképzelés szerint a lift 10 tonnányi rakományt megközelítőleg óránkénti 11 kilométeres sebességgel tudna szállítani, az utasok körülbelül hatvan perc alatt érnék el a platformot, és ott űrrepülőgépbe szállva olcsón juthatnának el az alacsonyabb orbitális pályákra. A torony súlya körülbelül egy tankerét idézné, kifejlesztése mintegy ötmilliárd dollárba kerülne. A cég szakértői szerint, ha sikerül létrehozni, az alacsony Föld körüli pálya elérésének költségeit a konvencionális rakétákhoz mérten 30 százalékkal csökkenthetnék.

Az úgynevezett 100 éves űrhajóprojektet 2011-ben hirdette meg a NASA. A BBC szerint a projekt támogatóit olyan célok vezérlik, mint az emberi faj túlélésének biztosítása és az intelligens Földön kívüli létformák felkutatása. És noha a projekt (100YSS) elsőre olybá hat, mintha álmodozók agyából pattant volna ki, a NASA mellett ott állt az amerikai védelmi minisztérium fejlesztői agytrösztje, a DARPA, amely segédkezett az internet és a műholdas navigáció kifejlesztésében.

Koncepciórajz az interplanetáris szupersztrádáról. (Fotó: NASA/JPL.)

A 2011 januárjában elindított projektben maréknyi szakembert gyűjtöttek össze az ötletek körvonalazásához. Különlegessége, hogy az amerikai kormány csak mérsékelten támogatja, a DARPA a régi patronálási rendszerben bízik, vagyis, hogy a kiválasztott csoport új anyagi forrásokat talál akár a technológiák piacra dobásával, akár magánadományok útján.

Nevében a 100 év valójában csak annak felbecslése, körülbelül mennyi időbe telhet ténylegesen előremozdítani egy ilyen ambiciózus projektet. A NASA időközben kiszállt, így a projektet alapvetően a DARPA vezeti. A tervvel kapcsolatos szimpóziumok eléggé népszerűek lettek, hiszen olyan lehetséges technológiák kerültek terítékre, mint a fénysebességnél gyorsabb haladás (például térhajtómű) és az átszelhető féregjárat. Hogy ebből mi valósulhat meg, az egyelőre nagy kérdés. De mivel egyes becslések szerint legközelebbi csillagszomszédunk, a „csupán” négy fényévnyire található Alpha Centauri elérése a hagyományos rakétatechnológiával legalább 80 ezer évig tartana, egy térhajtómű kifejlesztése sokat lendíthetne a csillagközi utazás megvalósíthatóságán. Kérdés, hogy kivitelezhető-e.

A NASA tudósai szerint azóta gondolkodnak a fénysebességkorlát áttörhetőségén, amióta sikerült a hangsebességet átlépni. A térhajtómű vagy más, a fénysebességnél gyorsabb utazást lehetővé tevő hajtóművek azonban egyelőre csak a spekulációk szintjén léteznek. A tudományos körök szerint kivitelezhetetlen, különösen Einstein relativitáselméletének tükrében. Ennek ellenére a tudományos irodalomban is felvetült már néhány ígéretes koncepció, de úgy hiszik, egyelőre túl korai lenne kijelenteni, hogy ezek az ötletek életképesek. És míg a sci-fi írók kreativitása határtalan ebben a témakörben, jelenleg a fénysebesség elérése is csak papíron létezik.

Mindeközben viszont a tudomány halad előre. A NASA és társai egyelőre nem az intersztelláris utazást tartják a legfontosabb céljuknak, hanem igyekeznek továbbfejleszteni az ionhajtóműveket a mélyűri missziókhoz. Jelenleg ugyanis ezek a leggyorsabb és leghatékonyabb meghajtórendszerek.

A Star Trek sorozat legénysége az 1979-es mozifilmben. (Fotó: MTI/Fotos International)

De mi a helyzet a Star Trek-féle térhajtóművel? Geraint Lewis, a Sydneyi Egyetem kutatója szerint a galaxisok közötti ilyen technológián alapuló gyors utazás elméletileg lehetséges. Ő úgy véli, a futurisztikus koncepció valójában Einstein relativitáselméletének részét is képezte. „Az egyenletben szerepel, hogy a tér hajlítható és görbíthető, vagyis elvileg bármilyen sebességgel haladhatunk az univerzumban. A kérdés, hogy tudnánk-e valaha ilyen hajtóművet építeni” – magyarázta az Economic Timesnak adott augusztusi interjújában.

Szavai szerint vannak utalások arra, hogy a szükséges anyag megtalálható az univerzumban, épp csak hozzá is kellene férni. „A probléma, hogy a fénysebesség, bár nagy – másodpercenként 300 ezer kilométer -, a távolságok maguk óriásiak, vagyis a fénysebesség elérésére képes hajtóművel is négy évbe telne elérni a legközelebbi csillagot és mintegy kétmillió év alatt jutnánk el a legközelebbi nagy galaxisba” – magyarázta. Úgy véli, ezek a távolságok csírájában fojtanák el az univerzum kolonizálását, hacsak nem sikerül legyűrnünk a fénysebesség-korlátot.

A térhajtómű létrehozásához szerinte találni kell egy anyagot, amelynek negatív energiasűrűsége van. Hozzátette, ilyen anyag jelenleg nincs a birtokunkban, de vannak jelek, hogy az univerzum bizonyos területei rendelkeznek ilyen tulajdonságokkal. Ismét csak kérdéses, hogy ki tudnánk- e aknázni az ilyen forrásokat.

Bevallása szerint a koncepció maga is elméleti, de szavai szerint számos tudományos eredmény spekulációként indult, majd valósággá vált. Lewis optimista, szerinte 100-1000 éven belül jóval többet tudunk majd az univerzumról, és talán az ilyen hipergyors utazás is megvalósítható lesz.

Koncepciórajz – útban a Jupiter felé, üzemanyag-felvétel a Marsnál. (Fotó: NASA/Pat Rowlings)

Idén többször felvetült az is, hogy az amerikai űrügynökség szakembergárdája üzemanyagmentes, a fénynél gyorsabb meghajtásra képes rendszeren dolgozik. Májusban azonban a NASA lehűtötte a kedélyeket. Közleménye szerint a Johnson Űrközpontban nem hiperhajtóművet, hanem egy olyan prototípust teszteltek vákuumban, amely a brit EmDrive (elektromágneses hajtómű) invención alapszik.

Az ilyen hajtómű üzemanyag nélkül, egy kamrában mikrohullámokat ütköztetve generálna tolóerőt. Ha működésre tudnák bírni, az forradalmasíthatja az űrrepülést. A NASA azonban cáfolta az internetes pletykákat, közleményében kijelentette, hogy bár a Johnson kísérlete tényleg címlapokra került, valójában csak egy apró lépésről van szó, ami ráadásul még nem is nyújtott kézzelfogható eredményeket.

Az orvosi trikordertől a kvantumszámítógépig

A kissé elrugaszkodott ötletek mellett a Földön már izgalmasabb sci-fi koncepciók megvalósulásával találkozhatunk. Kétségtelen, hogy a Star Trek világa óriási hatással van a tudományra, szinte minden területen inspirálja a kutatókat. Évről évre felmerült mind az egészségügyi diagnosztikai készülék, a trikorder, mind a transzporter és kvantumszámítógép megvalósíthatóságának ötlete. A trikorderrel már többen is próbálkoztak, a legutóbbi manifesztáció a Johns Hopkins Orvostudományi Egyetem kutatóinak nevéhez fűződik, akik az Annals of Biomedical Engineering folyóiratban közzétett tanulmányukban mutatták be a MouthLab hordozható eszközt. A készülék kórházi szintű életjelelemzésre képes otthonunkban, orvosi felügyelet nélkül – írja az ExtremeTech.

A MouthLabet az emberi szervezet „motordiagnosztikai lámpájának” is nevezik fejlesztői, amely igencsak lecsökkentheti a szükségtelen kórházlátogatások számát. Míg a jelenlegi verzió négy életjel és a véroxigén szintjének kiértékelésére képes, a fejlesztők szerint a későbbiek már a nyál biokémiai elemzését, a vércukorszint mérését, a kilélegzett levegő biokémiai analízisét és az anyagcsereütem követését is el tudják majd végezni. Mindez pedig nagyon úgy hangzik, mintha dr. McCoy trikorderét kapnánk kölcsön a Star Trekből.

Illusztráció – huszonnégy órás EKG-görbe. (MTI-fotó: Balázs Attila)

Mivel pedig a Qualcomm Tricorder XPRIZE versenye is idén lezárul, a kérdés talán már nem is az, lesz-e trikorderünk, hanem hogy mikor érhető el. A MouthLab számos egyedi tulajdonságot hordoz, ami az efféle készülékekben hiányzik, ilyen többek között a vérnyomásmérés és az EKG. Míg sok hordozható készüléknél megtalálható a pulzusszám monitorozásának képessége, ez a funkció nem képes észlelni például a közeledő szívrohamot előrejelző szívritmust, ahhoz elektrokardiográfiára (EKG) lenne szükség. A MouthLab az ajkak kontaktpontjai és egy érintőpárna révén a kórházihoz hasonló EKG-t készít.

És hogy állunk a transzporter terén? Kaku Micsio, a New York-i Egyetem elméleti fizikusa a Daily Mailnek adott interjújában kifejtette, akár az évszázad végére elérhetővé válhat a Star Trekben alaptechnológiaként alkalmazott transzporter megvalósítása és az emberek teleportálása. Szavai szerint a kvantumteleportáció már létezik, és akár egy évtizeden belül az első molekula teleportálására is sor kerülhet. A jelenség hivatalos elnevezése kvantum-összefonódás, és lehetővé teszi, hogy kapcsolatokat alakítsanak ki az atomok között, ezáltal információjukat távolabbiaknak küldhessék el.

A Science Daily beszámolója szerint a legfrissebb bejelentést idén szeptemberben tette az amerikai National Institute of Standards and Technology kutatócsapata, amelynek fényrészecskék kvantuminformációját sikerült több mint 100 kilométerre „teleportálni” optikai szálon. A távolság négyszerese a korábbi rekordnak.

Kísérletükkel igazolták, hogy a kvantumkommunikáció nagyobb távolságokon át is megoldható optikai szálon. Annak ellenére, hogy sokszor összemossák a Trek-féle transzportálással, a kvantumteleportáció az anyag vagy fény kvantumállapotaiban kódolt információ áthelyezését vagy távoli rekonstrukcióját foglalja magában. Mind a kvantumkommunikációt, mind a kvantumszámítógépet illetően hasznos, hiszen ezek természetes velejárója lehet a feltörhetetlen kódolás és a korszerű kódfelfejtés.

Illusztráció – optikai kábel a Magyar Telekom leányvállalata, a Dataplex adatközpontjának szervertermében, Budapesten. (MTI-fotó: Szigetváry Zsolt)

Anton Zeilinger a világ egyik vezető szakembere a teleportáció terén, de ragaszkodik hozzá, hogy a teleportáció a szó legszorosabb értelmében máig a sci-fi birodalmába tartozik. Ő idén csapatával sikeresen teleportált „kvantumállapotokat” La Palma és Tenerife között, mintegy 143 kilométer távolságra – írja a Times of Malta.

A csapat egy kvantumrészecske – fotonok, atomok, kvarkok és társaik – minden jellegzetességét óriási távolságot átívelve eljuttatta egy másik részecskének. Az eredmény megnyithatja az utat a szupergyors kvantumszámítógépek előtt. Eme, egyelőre elméleti gépek chipek helyett atomokban tárolják el az információkat, és szinte azonnal feldolgozzák a problémákat.

Zeilinger szerint a modern számítógépek komplexitásukat tekintve ugyanabba a csoportba tartoznak, mint az abakusz, vagyis ide-oda tologatják az információkat. A kvantumszámítógépnél viszont egyetlen atom egyidejűleg több különféle információt szállíthat, a számítógép különféle részeit pedig a már említett kvantum-összefonódással össze lehet kapcsolni – ezáltal az egyik részecskén végrehajtott műveletek azonnal hatással vannak egy másikra -, az információt tehát ezzel nagyon gyorsan lehet továbbítani. A professzor számításai szerint egy, például a mai technológia képességeit jócskán meghaladó matematikai problémák megoldására képes kvantumszámítógép akár öt éven belül elkészülhet.

Mi szűrhető le mindebből? Talán mindenkinek igaza van. Azoknak is, akik úgy tartják, benne élünk a sci-fiben, és környező világunk egyre inkább „sci” nem pedig „fi”. És azoknak is, akik szerint bizonyos „fejlesztés” vagy „meggondolás” alatt álló ötletek túlságosan elrugaszkodottak, és valószínűleg soha nem is valósulnak meg, akár emberi, akár fizikai korlátok miatt.

És míg talán sokunk szeretné megélni, hogy az emberiség kezében legyen egy igazi B terv – egy megtalált és kolonizált Föld 2.0, ami a csillagközi utazás egyik célja – katasztrófa esetére, és bármely átlagember legalább az űr határáig eljuthasson, ha úgy szottyan kedve, véges élettartamunk miatt talán érdemesebb élnünk a már megvalósuló és az életünket is teljesen átformáló sci-fi technológiák minden előnyével.