Dzisiaj, kiedy dzięki rozwojowi instrumentów obserwacyjnych, który rozpoczął się ponad czterysta lat temu, wiemy, że zadanie to będzie bardzo trudne. Odległości, które dzielą nas nawet od najbliższych gwiazd, są przeogromne i nawet najnowocześniejsza współczesna technologia nie pozwoli nam do nich dotrzeć w ciągu jednego ludzkiego życia.
Weźmy największą dotychczasową wyprawę człowieka, czyli podróż na Księżyc. Choć do załogowych wypraw księżycowych doszło już pół wieku temu i nigdy żaden człowiek od tego czasu nie oddalił się bardziej od Ziemi, to w skali odległości do najbliższych gwiazd nie jest to nawet żadna podróż. Wystarczy bowiem porównać odległości.
Lecąc na Księżyc na pokładzie statku kosmicznego mamy do pokonania odległość rzędu 400 000 kilometrów, czyli dziesięciu okrążeń wokół Ziemi. Nawet gdyby za kilka dekad udało nam się polecieć na Marsa, to musielibyśmy pokonać odległość minimum 70 milionów kilometrów. Poziom trudności w realizacji takiego produktu jest wielokrotnie większy od lotu na Księżyc. Wykorzystajmy naszą wyobraźnię jeszcze bardziej. Mija kilkaset lat od teraz i człowiek lata już między Marsem a Ziemią żółtymi taksówkami, a koledzy w pracy nawet nie chwalą się między sobą wakacjami na Czerwonej Planecie, bo nie jest to nic szczególnego. Wyobraźmy sobie, że człowiek za cel obiera teraz wyprawę na Plutona. Ma być to swego rodzaju symboliczne zamknięcie załogowej eksploracji Układu Słonecznego. W przypadku lotu na Plutona musimy przygotować się na 5 miliardów kilometrów podróży. Z pewnością byłoby to ogromne wyzwanie. Jakby nie patrzeć konwencjonalne silniki wykorzystywane w 2023 roku mogłyby dostarczyć statek w pobliże Plutona w ciągu około dziesięciu lat. Gdybyśmy jednak na planecie chcieli wylądować, musielibyśmy dotrzeć tam z odpowiednio niską prędkością, a to oznacza lot trwający jakieś siedem, osiem dekad zamiast jednej. Załóżmy jednak, że nawet na Plutona nam się uda dotrzeć. Czy wtedy będziemy mieli bliżej do gwiazd?
Czytaj także: Jak szybko dotrzeć w przestrzeń międzygwiezdną? Naukowcy: potrzebujemy orbitalne działo laserowe
Odległość od Słońca do Plutona to 40 jednostek astronomicznych. Gdzie zatem znajduje się najbliższa nam gwiazda? Najbliższą nam gwiazdą jest Proxima Centauri znajdująca się 4,26 roku świetlnego od Ziemi. Dopóki nie ujednolicimy jednostek, ciężko będzie porównać te dwie odległości. 4,26 roku świetlnego to… 268 770 jednostek astronomicznych. To dopiero pokazuje skalę problemu. Z Ziemi do Proximy Centauri (wokół której krąży przecież skalista planeta Proxima b) jest ponad 6500 razy dalej niż do całkowicie dla nas nieosiągalnego Plutona. Jakakolwiek podróż do gwiazd będzie wymagała zatem nieznanych dzisiaj technologii, całkowicie innego napędu albo też wielopokoleniowej podróży na statku, który zapewni kilku pokoleniom kosmicznych podróżników dom, w którym będą mogli się urodzić, przeżyć swoje życie i odejść ze starości. Można zatem powiedzieć, że wchodzimy tutaj już w sferę zarezerwowaną dla powieści science-fiction.
Spójrzmy na to jednak z innej strony. Wszędzie tam, gdzie poleciał dotąd człowiek, czy to na orbitę okołoziemską, czy na Księżyc, najpierw poleciały sondy bezzałogowe. Zwykle jest tak, że do innych ciał niebieskich najpierw wysyła się sondę, która obok nich przeleci, potem próbuje się wejść na orbitę wokół nich, a w końcu się na nich ląduje. Dopiero potem lecą tam ludzie.
Mikroskopijna sonda kosmiczna do najbliższej gwiazdy w 40 lat
Z podróżami do innych gwiazd też zapewne tak będzie. Aktualnie m.in. w ramach programu Breakthrough Starshot powstają koncepcje mikroskopijnych sond kosmicznych, które napędzane za pomocą gigantycznego żagla słonecznego i wiązki laserowej emitowanej z Ziemi byłyby teoretycznie w stanie dotrzeć do najbliższej nam gwiazdy w ciągu zaledwie 40 lat. To wciąż bardzo futurystyczny projekt, do którego realizacji potrzeba jeszcze wielu nieistniejących dzisiaj technologii. Wystarczy tutaj dla przykładu powiedzieć, że masa całej aparatury na pokładzie sondy musiałaby się zamknąć w kilku, kilkunastu gramach. Jeżeli założymy, że na pokładzie znajdzie się kamera zdolna wykonać zdjęcia, antena zdolna przesłać je w kierunku Ziemi i układ zasilania zapewniający odpowiednią energię czterdzieści lat po starcie, można założyć, że opracowanie odpowiedniej technologii jeszcze trochę czasu zajmie. Jest to jednak jakiś początek.
Oczywiście, można by było wysłać sondę w sposób konwencjonalny, tak jak to robimy od pół wieku. Problem z taką sondą byłby tylko jeden. Jej lot do Proximy Centauri zająłby od 30 do 60 tysięcy lat. Nikt zatem takiej sondy wysłać nie będzie, bo nie wiadomo kto miałby doczekać wyników jej pracy. Wystarczy tu wspomnieć, że zamierzchła, niezrozumiała dla nas z perspektywy czasu cywilizacja starożytnego Egiptu rozpoczęła się 5500 lat temu. Pytanie zatem, czy za 30000 lat ktokolwiek zamieszkujący Ziemię rozumiałby naszą cywilizację i nasze motywacje.
Ale zaraz…
Podróż ludzkości w przestrzeń międzygwiezdną nie może się zacząć, bo zaczęła się już 46 lat temu. W 1977 roku w odstępie zaledwie dwóch tygodni w przestrzeń kosmiczną wysłane zostały sondy Voyager 1 i Voyager 2. Ich głównym przeznaczeniem było zbadanie wszystkich planet Układu Słonecznego z bliska, za wyjątkiem Plutona, który znajdował się podówczas w takim miejscu Układu Słonecznego, że żadnej z sond nie udałoby się do niego dotrzeć. Nie zmienia to faktu, że obie sondy wykonały swoje zadanie śpiewająco. Skutkiem ubocznych licznych trampolin grawitacyjnych była prędkość obu sond, która pozwoliła im kontynuować podróż na zewnątrz Układu Słonecznego. Do 2010 roku obie sondy znajdowały się już w przestrzeni międzygwiezdnej, czyli w przestrzeni, w której dominuje promieniowanie galaktyczne, a nie ciągły strumień wiatru słonecznego, który wypełnia cały Układ Słoneczny.
Mało tego, obie sondy przemierzające już przestrzeń międzygwiezdną, po 46 latach od startu wciąż działają, w bardzo ograniczonym trybie pracy, ale jednak wciąż wysyłają na Ziemię dane obserwacyjne. Naukowcy szacują, że obie sondy zamilkną przed 2030 rokiem. To jednak, że przestaną się z nami komunikować, nie zmienia faktu, że sondy są w całkiem dobrym stanie i dalej będą przemierzać przestrzeń międzygwiezdną.
I tu właśnie robi się ciekawie. Być może bowiem będzie to koniec aktywnych sond Voyager, ale obie nadal będą lecieć w przestrzeni międzygwiezdnej, oddalając się od Słońca i zbliżając się do innych gwiazd. Na pokładzie obu sond znajdują się złote płyty gramofonowe z dźwiękami z Ziemi oraz z podstawowymi informacjami o naszym układzie planetarnym i znajdującym się na jego powierzchni życiu. Gdyby zatem któraś z nich została przechwycona przez przedstawicieli obcych cywilizacji, mogłaby im dostarczyć dowodu na istnienie życia w przestrzeni kosmicznej.
Przestrzeń międzygwiezdna nie jest idealną próżnią. Nie zmienia to jednak faktu, że szanse na to, że któraś z sond Voyager w coś uderzy i ulegnie zniszczeniu, jest bliska zeru. To oznacza, że obydwie będą lecieć przez przestrzeń znacznie dłużej, niż komukolwiek się śniło.
Sondy Voyager na przemierzenie Układu Słonecznego potrzebowały około czterdziestu lat. Gdyby któraś z nich leciała obecnie w kierunku gwiazdy Proxima Centauri, lot tam zająłby jej około 70 000 lat. Pech jednak chce, że ani jedna, ani druga sonda nie skończyły na trajektorii prowadzącej do tej gwiazdy.
Voyager 1 za jakieś 40 000 lat przeleci w odległości 1,5 roku świetlnego od jednej z gwiazd Gwiazdozbioru Żyrafy. Voyager 2 za 300 000 lat przeleci natomiast w odległości 4 lat świetlnych od Syriusza, najjaśniejszej gwiazdy na nocnym ziemskim niebie. Cokolwiek by się nie działo, niezależnie od tego, czy na Ziemi będzie już wtedy zaawansowana cywilizacja nieprzypominająca prymitywnej cywilizacji z 2023 roku, czy też ludzkości nie będzie już wcale, te dwie sondy będą i tak zmierzały w swoją stronę.
Czytaj także: Sonda Voyager zarejestrowała dźwięk przestrzeni międzygwiezdnej. Brzmi jak szum wiosennego deszczu
Warto tutaj zwrócić uwagę na fakt, że przelot w odległości 1,5 czy czterech lat świetlnych od gwiazdy ciężko nazwać “bliskim przelotem”. Czy zatem któraś z tych sond przemknie kiedykolwiek bezpośrednio przez jakiś inny układ planetarny? Trudno oszacować. Naukowcy wskazują, że zanim do tego dojdzie, mogą minąć miliony, a nawet setki milionów lat. Tak daleko jednak nie da się prognozować. Jakby nie patrzeć wszystko jest w ruchu, gwiazdy także, a zważając na to, że i one wzajemnie oddziałują na siebie grawitacyjnie, trudno ustalić kiedy, jaka gwiazda znajdzie się w odległej przyszłości.
Naukowcy przyznają, że jeżeli nie dojdzie do jakiejś kosmicznej kolizji, na co szans praktycznie nie ma, to sondy Voyager mogą spokojnie przemierzać przestrzeń kosmiczną gdy Słońce przejdzie w stadium czerwonego olbrzyma, pochłonie Merkurego, Wenus, usmaży Ziemię i w końcu stanie się białym karłem. Możliwe nawet, że obie sondy będą wciąż leciały, gdy nasza galaktyka Droga Mleczna zderzy się z Galaktyką Andromedy.
Niezależnie od tego, co się stanie z ludzkością i Ziemią, ślad po nas pozostanie we wszechświecie na miliardy lat. Dzięki Voyagerom, ale także idącym w ich ślady sondom Pioneer 10, Pioneer 11 oraz New Horizons ludzkość już jest gatunkiem podróżującym między gwiazdami. Na razie za pomocą bezdusznych robotów, ale skoro udało się wysłać roboty, to zapewne ludzie podążą ich śladami za kilkaset lat.