Земля - космический корабль

[Alexeyy]

Что тут может быть интересного. Если мы летим вместе с Солнцем миллионы лет, то не исключено, что в прошлом мы уже сближались с какими-то звёздами и прочее. И это можно просчитать. Просто такой задачи никто не ставил.

Вычисления показали, что даже в предстоящем столкновении нашей галактики с другой (Андромедой, если не ошибаюсь) столкновение Солнца с другой звёздой произойдёт, практически, с нулевой вероятностью (т.е. для жизни на Земле столкновение с галлактикой будет безопасно, если не считать, быть может, каких-то метеритных потоков и новых сверхновых в относительной близости от Земли, которые, своим излучением, могли бы её "высушить").

[Некто_Владимир]

О столкновении я не говорил. Только о сближении. 4 световых года до системы Центавра, это уже сближение. А если с какой-то звездой сблизимся на 1 световой год, или даже ближе, это вообще будет событием. Правда это нужно ждать миллионы лет. А для этого цивилизация должна выжить, что будет проблематично.

[Da4nik]

Очень даже логичное представление Земля – корабль. А вот по поводу реальности космических кораблей и межзвездных перелётов, у Б.Штерна есть тексты на эту тему (на Элементах по моему выходили) и там всё довольно оптимистично. Но я лично в этом смысле песимист, поэтому чисто свои соображения выскажу.
Предположим в радиусе 10 световых лет обнаружена подходящая по параметрам экзопланета. Так же создан двигатель способный разогнать корабль до половины скорости света. Значит лететь в одну сторону придётся около 20 лет, а если учесть что сразу набрать такую скорость нереально (физика), то имеет смысл накинуть ещё лет 5 на разгон и торможение. Итого около 25 лет в один конец! Вижу три серьёзные проблемы. Итак:
Первая проблема психологическая: Каждый член экипажа должен понимать, что этот перелёт (даже если он с возвращением) по сути билет в один конец. Стартуешь в 25 лет, возвращаешься в лучшем случае в 75. То есть на протяжении 50 лет будут чёрные иллюминаторы, ограниченное пространство, искусственная гравитация и одни и те же лица! В 25 лет на волне юношеского максимализма это круто, а годам к 50 после 25 лет всего вышеперечисленного? А в переди ещё 25 на обратный путь? А если планета окажется совсем не такой как ожидалась? Терраформирование? Но это очень длительный процесс, да и что там на месте можно такое грандиозное собрать если вам до вашей базы снабжения (Земли) 25 лет?
Вторая проблема теоретическая: Лететь сквозь пространство придётся в течение 10 световых лет. Вероятность встречи корабля с крупными космическими телами даже на таких расстояниях невелика, а вот с мелкими метеоритами и пылинками очень даже возможна. А что такое встреча на скорости 150тыс.км/сек с метеоритом весом 1 грамм? Всё, конец, геймовер! И никакие защитные магнитные поля тут не помогут, ведь кусок камня заряда не имеет!
Третья проблема техническая: Ресурс (длительность) работы элементов системы управления кораблём. Транзисторы, микросхемы, конденсаторы, даже простейшие контакты реле, а ещё различные механические сочленения, уплотнения, усталость металла, сколько всё это будет способно безаварийно проработать? Да Вояджеры уже 40 лет в строю и всё ещё исполняют команды с Земли. Но это относительно простые и небольшие автоматы-роботы. Пилотируемый корабль с длительностью работы более 50 лет это совсем другой уровень. МКС лет 20 на орбите, но кто знает сколько там блоков автоматики за это время заменили? В межзвездном перелёте доставки запчастей не будет!
Наш дом (корабль) планета Земля, мы конечно живучий вид, но только в пределах нашей родной Биосферы. Всё что вне её, только на некоторое время и только с помощью защитных капсул. Ну или рассылать повсюду «семена жизни» как у топикстартера. Хотя здесь тоже не всё так просто, по крайней мере с третьей проблемой. Временной лаг большой(10св.лет), да и мощность передатчика при таких расстояниях должна быть немаленькая. Так что автоматика капсулы жизни через 20 лет полёта должна будет самостоятельно принять решение на какую экзопланету в другой солнечной системе высыпать наши «семена», выйти на её орбиту и, собственно, сделать дело.

[Alexeyy]

Самостоятельно - слишком рисково. С Земли - тоже можно понять, когда покрупнее телескопы будут с приличной базой. Что вполне реально. На счёт электроники повода для беспокойства нет: если на Вояджере выдержала даже допотопная электроника, то в межзвездном полёте - тоже выдержит. На счёт механики: это - решаемо. А на счёт остального - я бы не был пессимистом. Ядерные станции работают десятки лет и ничего - нормально, без замены. Разрабатывается даже проект "вечного" автомобиля (с ядерным двигателем) в который не потребовалось бы залазить (что-то менять) девятки лет. Да ведь такие автомобили есть. Один знал такой: никаких поломок небыло. Только масло меняли и бензин заливали. Но в ядерном двигателе космолёта трущихся то частей вообще не будет. Т.е. механического износа не будет и уровень надёжности нужно будет достичь как в ядерных станциях. А это - уже сейчас возможно. Там ведь изнашиваться в двигателе особо нечему будет ... Я не вижу принципиальных, в этом плане проблем. Всё это - решаемо.
  На счёт долгости полёта я считаю, что в ближайшие десятки лет продолжительность жизни человека вырастит радикально и полёт будет занимать, по отношении к продолжительности жизни столько же, сколько и странствование по шелковому пути в средние века. 

[Da4nik]

С Земли - тоже можно понять, когда покрупнее телескопы будут с приличной базой. Что вполне реально.

Человек смог бы жить на Земле без обязательного баллончика с кислородом за спиной только последние 400-500 млн.лет. До этого Биосфера не менее 3 млрд.лет постоянно тераформировала нашу планету. (1) Что сможет сделать с безжизненной планетой даже несколько кораблей с Земли? (2) Если на планете есть подходящие условия, значит там уже есть своя жизнь. Где гарантия того, что микробы другой Биосферы не окажутся сильнее наших?

На счёт электроники повода для беспокойства нет: если на Вояджере выдержала даже допотопная электроника, то в межзвездном полёте - тоже выдержит. На счёт механики: это - решаемо.

Вояджеры очень «простой» аппарат. Там жёсткий диск всего на 70 мегабайт! Электроники в нём мало (по современным меркам), потому и ломаться особо не чему. Но и при этом минимуме поломки были, и электроники и механики.

в ядерном двигателе космолёта трущихся то частей вообще не будет. Т.е. механического износа не будет и уровень надёжности нужно будет достичь как в ядерных станциях. А это - уже сейчас возможно. Там ведь изнашиваться в двигателе особо нечему будет ...

А насосы перекачки теплоносителя (отвод лишнего тепла), приводы исполнительных механизмов, клапана подачи топлива и т.д? Это только силовой агрегат, а ещё ведь должны быть системы жизнеобеспечения: компрессора, насосы, вентили там вообще много чего надо. И любой из этих элементов может сломаться, все запчасти с собой не возьмёшь, а рем.снабжения с Земли не будет! А 25 лет это большой срок для любой техники! Я работал и с новым и старым и отечественным и импортным промышленным оборудованием, так вот ни один агрегат (каким бы он современным и продвинутым не был) больше 3-5 лет без поломок не работает. Предсказать, что именно выйдет из строя нереально, но ничего страшного в этом нет, всё решается заказом и доставкой новых запчастей. Но на расстоянии несколько световых лет их точно не будет!

На счёт долгости полёта я считаю, что в ближайшие десятки лет продолжительность жизни человека вырастит радикально и полёт будет занимать, по отношении к продолжительности жизни столько же, сколько и странствование по шелковому пути в средние века.

Продолжительность жизни уже пару десятилетий не растёт. Немного подрос возраст «активной старости» (точный термин не помню), но в принципе и по этому критерию уже почти потолок.

[Alexeyy]

Где гарантия того, что микробы другой Биосферы не окажутся сильнее наших? 

Думаю, гарантию даст ДНК-инженерия. Можно и, сначала, проверить. Например, отправить, сначала, робота, взяв образцы.
  Думаю, что среди микробов там не будет ничего принципиально нового по сравнению с земным. Да: будут какие-то опасные, но точно так же, как и были опасными микробы в Америке (например, сифилис). Думаю, с подобным развитая ДНК-инженерия будет бороться очень эффективно. Ведь уже сейчас в России поставлена задача создания вакцины от любой  заразы в течении трёх дней после её обнаружения и налаживания (кажется) через 3 месяца массового производства.

Вояджеры очень «простой» аппарат. Там жёсткий диск всего на 70 мегабайт! Электроники в нём мало (по современным меркам), потому и ломаться особо не чему. Но и при этом минимуме поломки были, и электроники и механики.

Надёжность электроники определяется не тем много ли её или нет, а количеством спаянных контактов (и количество просто механических контактов). Поэтому, современная электроника не менее надёжна вояджеровой несмотря на то, что количество транзисторов в чипе выросло с тех пор на много порядков.

А насосы перекачки теплоносителя (отвод лишнего тепла), приводы исполнительных механизмов, клапана подачи топлива и т.д?

Насоса – не надо будет: будет использована тепловая трубка для отвода тепла (это – куда эффективнее насоса). Там нет трущихся частей и она, по надёжности – «вечна» (срок её службы определяется лишь временем физико-химической деградацией материала).  Думаю, для подачи топлива постоянной работы клапанов тоже не надо будет: подача будет постоянной. Кстати, для разовых включений/выключений клапана могут быть и без трущихся частей: достаточно не нагревать (электричеством) какую-то точку канала для топлива и оно там замёрзнет и заткнёт канал.

а ещё ведь должны быть системы жизнеобеспечения: компрессора, насосы, вентили там вообще много чего надо

Ну это уже надёжно отработано на срок на несколько лет – для полёта на Марс при нынешнем уровне развития технологий. Для полёта до ближайшей звезды этого уже достаточно. Не думаю, что будет принципиальная проблема увеличить срок службы в несколько раз. Даже при нынешнем уровне развития это возможно: продублировать несколько раз, на всякий случай, и всё ...по сравнению с массой топлива это не будет большой нагрузкой.
Кроме того, думаю, даже этого не потребуется: думаю, к тому времени научатся вводить в анабиоз, что в разы сокращает нагрузку на системы жизнеобеспечения.

И любой из этих элементов может сломаться, все запчасти с собой не возьмёшь

Во-первых – всё-таки не любой: есть и надёжные, зарекомендованные узлы. Во-вторых, всё это можно надёжно проверить на Земле. И в третьих – думаю, все запчасти, как раз так и, можно будет взять с собой: по сравнению с массой топлива это не будет критической нагрузкой.
Кстати, не надо забывать про 3d – принтеры, которые, судя по всему, позволят печатать любые нужные механические детали.

Продолжительность жизни уже пару десятилетий не растёт. Немного подрос возраст «активной старости» (точный термин не помню), но в принципе и по этому критерию уже почти потолок.

Потолком являются механизмы запрограммированного, генетического старения. В частности, это связано с укорочением теламиразы в процессе деления клетки и в этом – основная проблема радикального роста продолжительности жизни. Но уже сейчас научились направленно редактировать геном. Я не думаю, что подредактировать и это будет принципиальной проблемой.
И, кстати, рост продолжительности жизни – не прекратился: ожидаемая продолжительность жизни (усреднённая по странам) растёт, примерно, как 396,42/(2045,94 - t)^0,55. Это – очень быстро и идёт с постоянно нарастающей скоростью и скорость постоянно увеличивается и такой рост был, как минимум, последние 300 лет, если не считать колебания. В них есть тоже своя закономерность и последние несколько десятков лет – одно из колебательных замедлений (это как раз то замедление, на которое Вы обратили внимание).

[Alexeyy]

А 25 лет это большой срок для любой техники! Я работал и с новым и старым и отечественным и импортным промышленным оборудованием, так вот ни один агрегат (каким бы он современным и продвинутым не был) больше 3-5 лет без поломок не работает.

Холодильники могут очень долго работать. У моей бабушки холодильник проработал около 40 лет и единственный ремонт был - это ремонт поддона (проржавел). Выше уже приводил пример (легкового) автомобиля, который ни один десяток лет проработал без ремонта (это был японский автомобиль). Во всяком случае, мне об этом рассказывал его владелец (был рекордный пробег; если не ошибаюсь - 4 или 5 кругов). Он всё поражался выносливости (колодки тормозные, конечно, меняли; масло, наверно, воздушный фильтр и, может, ещё что такое расходное...).  Сейчас автомобили так надёжно, вроде, не делают: незачем (т.к. их сейчас меняют гораздо чаще).

[Da4nik]

Версия Штерна по межзвёздным перелётам.
«Троицкий вариант — Наука» № 22(316), 3 ноября 2020 года
По поводу микробов в целом согласен. Природа идёт наиболее вероятными путями, так что неземная жизнь может отличатся только несколькими используемыми нуклеотидами в ДНК, ну и может быть несоответствие числа и вида аминокислот.
По надёжности технике доводы не убедительны (просто я почти каждый день с эксплуатацией оборудования сталкиваюсь).

И, кстати, рост продолжительности жизни – не прекратился: ожидаемая продолжительность жизни (усреднённая по странам) растёт,

Всё правильно средняя продолжительность по миру продолжает расти за счёт развивающихся стран Азии, Америки и Африки. А вот в развитых Японии, Европе и т.д. продолжительность стоит на месте. По теломеразе это всего лишь одна из теорий причин старения. Старение комплексная проблема и в одну причину её не объяснить.

[Alexeyy]

На счёт теломеразы - согласен, что это - не единственная причина. Но это - главная причина, которая не позволяет человеку прожить больше, примерно, 120 лет. Другие основные причины связанны с накопление радикалов, с накоплением клеток с нарушением и с прекращение выработки пептидов. Даже сейчас эти причины уже если и не преодолены полностью, то у меня возникает мало сомнений в том, что они будут преодолены в обозримом будущем (думаю, это лишь "дело техники").

По поводу микробов в целом согласен. Природа идёт наиболее вероятными путями, так что неземная жизнь может отличатся только несколькими используемыми нуклеотидами в ДНК

Имел в виду панспермию: по-моему, на расстояниях в несколько десятков световых лет от Земли жизнь, благодаря панспермии, должна быть (наиболее вероятно) разнесена из одного и того же источника. А если нет, то т.к. нуклеотиды, которые используются жизнью на Земле - уникальны по своим фантастически высоким способностям противостоять ультрафиолетовому излучению, то, думаю, что если возникнет аминокислотная жизнь вокруг разных звёзд независимо, то отбор приведёт к тому, что будут использоваться и одни и те же нуклеотиды.

[quote author=]  По надёжности технике доводы не убедительны (просто я почти каждый день с эксплуатацией оборудования сталкиваюсь).   [/quote]
Т.е. Вы не верите, что холодильник проработал, считай, без ремонта 40 лет, а легковой автомобиль – несколько десятков лет?

Всё правильно средняя продолжительность по миру продолжает расти за счёт развивающихся стран Азии, Америки и Африки.

Да нет: она растёт, в основном, во всех странах. В прицепе - её динамика для Британии. Там начало отсчёта времени помещено где-то в 2050 год. Последние лет 60 она растёт там, в одной "паре" (по "прямой"), если пренебречь колебаниями (сейчас - колебательное замедление).

[Da4nik]

Насчёт холодильников.
Смотрите у вас сломался СССРовский 40летний холодильник (проржавел корпус), кстати у меня на даче в прошлом году тоже сссровец 1983г.выпуска сломался (ушёл фреон), у отца лет 5 назад тоже из той эпохи холодильник накрылся (мотор сгорел).
Итак, имеются у нас 3 холодильника примерно одного типа, но с тремя абсолютно разными причинами выхода из строя. То есть нет какого либо одного явного слабого звена (статистика конечно ни о чём, но для примера потянет). И вот решаем мы запустить к звёздам на основе этих данных некий «межзвёздный» холодильник, и решаем, как вы говорите, брать с собой в запас ещё пару холодильников. А вот дальше начинается самое интересное – теория вероятности. То есть сломаться наш «межзвездный» холодильник может как по каждой причине по отдельности, так и по одной из причин, но несколько раз! До базы снабжения несколько световых лет, а запасных холодильников у нас всего два!
Это я к тому, что у сложных аппаратов (а звездолет явно будет сложнее холодильника в вашем примере) можно предсказать только наиболее вероятные поломки, а предсказать все возможные поломки невозможно.

[Da4nik]

Я в последнее время всё больше склоняюсь к версии самозарождения жизни. Сейчас не вспомню источник, но исследовались аминокислоты на соединяемость. Основные аминокислоты используемые нашей жизнью образуют самые крепкие связи, но оставшиеся вроде как и не самые крепкие. Есть аминокислоты (не используемые жизнью) образующие связи и покрепче. Вот по ним и может быть отличие с иноземной жизнью.

[Alexeyy]

Это я к тому, что у сложных аппаратов (а звездолет явно будет сложнее холодильника в вашем примере) можно предсказать только наиболее вероятные поломки, а предсказать все возможные поломки невозможно.

Так вопрос не в том, чтобы предсказать, а в физической возможности длительного сроке службы без поломок. Сделай точно такой же холодильник/автомобиль сейчас - они тоже прослужат десятки лет без поломок (очевидно, это заложено в их конструкцию). По-моему, не верно делать вывод о невозможности создания космического звездолёта со сроком службы в десятки лет на основе того, что земные аппараты с таким сроком службы, обычно, не делают. Как видите, делают, иногда. Вы, в общих чертах, представляете себе принцип работы ядерного двигателя? Там нет трущихся, механических частей. Именно они являются основной причиной поломок земных агрегатов. Там (в ядерном двигателе) срок службы определяется, в основном, длительностью физической деградацией материала. Это, вполне себе, десятки лет.

[Da4nik]

Продолжительность жизни уже пару десятилетий не растёт. Немного подрос возраст «активной старости»

Извиняюсь, неправильно написал, имел в виду не среднюю, а максимальную продолжительность жизни. В таком случае противоречия с вашим графиком нет. Средняя продолжительность жизни продолжает расти за счёт тех, кто ранее умирал раньше (улучшение условий жизни, более качественная медицина и т.д.).
Но продолжительность жизни имеет второстепенное отношение к озвученной мной первой проблеме – психологической. Психология человека в течение таких длительных сроков (20-30лет) нахождения в замкнутом пространстве и так далеко от Земли абсолютно неисследованное направление. Я в свои 20-25лет вряд ли полетел в космос дольше чем на 5лет (хотя фанатом космоса был с ранних лет), а сейчас ближе к 50 не полетел бы уже ни за какие коврижки. А вот если тогда всё таки полетел, то сейчас наверное был бы уже на подлёте к другой звезде. Только вот космонавт из меня сейчас был бы уже довольно посредственный...

По-моему, не верно делать вывод о невозможности создания космического звездолёта со сроком службы в десятки лет на основе того, что земные аппараты с таким сроком службы, обычно, не делают.

А как вы думаете, по каким технологиям делаются спутники которые регулярно выводятся на орбиту взамен выходящих из строя?

[Alexeyy]

Так они (космические станции) вполне себе десятки лет могут работать – как раз для межзвёздных полётов хватит. Там, долгое время, ничего особо не ломается и известно, какие основные поломки будут и что нужно взять в межзвёздный перелёт для их ремонта (можно взять с многократным запасом: всё равно это будет не много по сравнению с массой топлива). И объём необходимых ремонтных материалов радикально снижает 3d – принтер: можно распечатать любую металлическую и не пластиковую деталь. Завези на космическую станцию с несколько сотен килограмм расходного материала для 3d  – принтера (может, с тонну) и вполне можно было бы обойтись для работы станции в течении десятка-другого  лет без подвоза материалов с Земли уже сейчас. И всё это можно сремонтировать в условиях полёта. На оборудование жизнеобеспечения (кроме ядерного двигателя) особо то и внимания не обращаю: не вижу принципиальной проблемы. С ядерным двигателем – гораздо сложнее (в смысле ремонта в течении полёта).

По-моему, и максимальная продолжительность жизни растёт. Правда, специально графиков не строил (но данные смотрел) и говорю это с той степенью точности с какой рыба знает гидродинамику.
Но Вы, наверно, правы в том плане, что сейчас максимальная продолжительность жизни растёт медленнее средней и, возможно, она, действительно, уже упёрлась или почти упёрлась в предел. Этот предел – около 120-130 лет и определяется пределом в количестве клеточных делений. Но он, как уже отмечал, принципиально преодолим генной инженерий.

Я в свои 20-25лет вряд ли полетел в космос дольше чем на 5лет (хотя фанатом космоса был с ранних лет), а сейчас ближе к 50 не полетел бы уже ни за какие коврижки. А вот если тогда всё таки полетел, то сейчас наверное был бы уже на подлёте к другой звезде. Только вот космонавт из меня сейчас был бы уже довольно посредственный...

Так потому и был бы не важный потому, что продолжительность жизни – относительно мала: относительно быстро идёт старение.

[Da4nik]

Возможно мы с вами по срокам не понимаем друг друга. Да 20-25 лет безотказной работы для высокотехнологичных аппаратов это реально. Допускаю, что можно довести даже до 40 лет, но мы то с вами говорим о сроках в 50 и более лет! И это всего лишь мои допущения, что летим мы всего 10 световых лет и со скоростью половина световой!
Я вот про версию Штерна сказал, что у него всё оптимистично. Но его расчеты говорят о невозможности пилотируемого полёта к звёздам (опять-таки только «семена жизни»). Я же утверждаю, что не пилотируемый, а даже автоматический полет маловероятен. И одна из причин - принципиальная невозможность создания безотказных автоматов со сроками работы более 50 лет. А у Штерна вообще об сотнях и тысячах лет полёта речь идёт! Чуть выше ссылку давал.
Чем сложнее аппарат, тем он состоит из большего количества элементов, тем больше вероятность непредсказуемой поломки. Именно непредсказуемой, а не поломки вообще. А основная глубинная причина поломок всего и вся, это вездесущая и вечная диффузия атомов. Она портит ячейки полупроводников, окисляет контакты, образует слабые места в конструктивных материалах, ну и т.д. Умножаем всё это на время работы чего либо и получаем моё утверждение.
Насчёт максималки жизни к сожалению ссылку дать не могу, года 2 или 3 назад читал, не помню источник. Обзор одного исследования был, в нём как раз про максимальную и среднюю продолжительность жизни было. Но факты, графики, математика и т.д. в нём были не подкопаешся.
Повторю, что средняя продолжительность жизни имеет второстепенное отношение к возможности межзвездных полётов. Пускай человек даже 100 лет гарантированно и в полном здравии будет жить, но умирать то он всё равно будет (вероятность смерти и нездоровья растёт пропорционально возрасту). Но главное возрастные изменения психики никакими таблетками и теломеразамии не исправишь. Я не о физическом здоровье психики, а именно о психологии Психологический портрет одного и того же человека в 25 и 75 лет будет, мягко скажем, сильно различаться. Вылет в 25лет возвращение в 75, как вы собираетесь мотивировать людей фактически большую часть жизни провести в ограниченном пространстве с тёмными иллюминаторами и одними и теми же лицами вокруг? Это же по сути билет в один конец!?
Человек живёт мотивами, нет мотивов – нет действий, усилий, в каком то смысле нет жизни. И если в 25лет есть какие либо «великие» мотивы на то, чтобы потратить 50лет своей жизни на жизнь в «консервной банке», то уже через пару десятков лет полёта они могут быть и не такими «великими». И что тогда? Здесь на Земле человек может просто сменить род деятельности, место жительства. А в космическом корабле за несколько световых лет у него этого выбора не будет!