അന്തർനക്ഷത്ര യാത്രകൾ സാധ്യമോ?

GCW MALAYALAM
2 days ago
7 min read

ഡോ. സുരേഷ് കുമാർ കെ. എ.

കണ്ണെത്താ ദൂരങ്ങൾക്കപ്പുറത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന നക്ഷത്രക്കൂട്ടങ്ങൾക്കിടയിലൂടെ അളവില്ലാത്ത ദൂരങ്ങളും കാല ദേശങ്ങളും മറികടന്നുള്ള ആകാശ യാത്ര മനുഷ്യരാശിയുടെ ഏറ്റവും വലിയ സ്വപ്നങ്ങളിലൊന്നാണ്. നമ്മുടെ സൗരയൂഥത്തിന് പുറത്തുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളിലേക്കും ഗ്രഹങ്ങളിലേക്കും അന്തർനക്ഷത്ര യാത്ര ചെയ്യുക എന്നത് ശാസ്ത്രീയവും സാങ്കേതികവുമായ വെല്ലുവിളികൾ നിറഞ്ഞതാണ്. എന്നാൽ, ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രവും സാങ്കേതികവിദ്യയും ഈ സ്വപ്നത്തെ യാഥാർത്ഥ്യത്തോട് അടുപ്പിക്കുന്നു. ദൂരങ്ങൾ അത്യധികമായിരിക്കുന്നതിനാൽ, പരമ്പരാഗത റോക്കറ്റുകൾ പോലുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഇത്തരം അന്തർനക്ഷത്ര യാത്രകൾക്ക് പര്യാപ്തമല്ല. ഇത്തരം പരിമിതികളെ തരണം ചെയ്യുന്നതിനായി വിവിധ തരം നൂതന പ്രൊപ്പൽഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ശാസ്ത്രജ്ഞർ മുന്നോട്ട് വെക്കുന്നുണ്ട്. ഇവയിൽ സോളാർ സെയിൽ, വാർപ്പ് ഡ്രൈവ്, ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിൻ തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇവയിൽ പലതും ആശയ തലത്തിൽ മാത്രമുള്ളതാണ്. ഈ ആശയങ്ങളെ പ്രാവർത്തിക വൽക്കരിക്കുന്നതിന് ശാസ്ത്ര സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഇനിയും മുന്നേറ്റങ്ങൾ ആവശ്യമാണെങ്കിലും ശാസ്ത്രലോകം ശുഭപ്രതീക്ഷയിലാണ്.

സോളാർ സെയിൽ (Solar Sail)

സോളാർ സെയിൽ എന്നത് സൂര്യപ്രകാശത്തിലെ ഫോട്ടോണുകളുടെ മർദ്ദം ഉപയോഗിച്ച് ബഹിരാകാശവാഹനത്തെ തള്ളിനീക്കുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. ഇതിനായി ഒരു വലിയ, നേർത്ത റിഫ്ലക്ടീവ് സെയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അത് പ്രകാശത്തിന്റെ ആക്ക കൈമാറ്റം (Mementum transfer) വഴി ബഹിരാകാശവാഹനത്തിന് ത്വരണം (Acceleration) നൽകുന്നു. ഇത്തരം സെയിലുകൾക്ക് ഇന്ധനം ആവശ്യമില്ലാത്തതിനാൽ, ദീർഘകാല യാത്രകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. ലേസർ ബീമുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സെയിലുകളെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന ലേസർ സെയിലുകളും ഇതിന്റെ ഭാഗമാണ്.

സോളാർ സെയിൽ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സാധ്യതകൾ വലുതാണ്. ഉദാഹരണമായി, ലേസർ സെയിലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രോബുകളെ പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ 20% വേഗത്തിൽ അയക്കാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. എന്നാൽ, ദൂരെയുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള പ്രകാശം കുറവായിരിക്കുന്നതിനാൽ, സോളാർ സെയിലുകൾക്ക് പരിമിതികളുണ്ട്. ഫിഷൻ സെയിലുകളോ ലേസർ സെയിലുകളോ പോലുള്ള വകഭേദങ്ങൾ ഇതിന് പരിഹാരമായേക്കാം.

വാർപ്പ് ഡ്രൈവ് (Warp drive)

ശാസ്ത്രകഥകളിലും ഭാവി സാങ്കേതികവിദ്യകളെക്കുറിച്ചുള്ള ചർച്ചകളിലും പതിവായി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന ഒരു ആശയമാണ് വാർപ്പ് ഡ്രൈവ്. ഇത് ഒരു സൈദ്ധാന്തിക സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ, സ്പേസ്-ടൈം എന്ന ഭൗതിക ഘടനയെ വളച്ച്, ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങളെ പ്രകാശവേഗത്തിനപ്പുറമുള്ള വേഗതയിൽ (FTL – Faster Than Light) യാത്ര ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ആൽബെർട്ട് ഐൻസ്റ്റീന്റെ ജനറൽ റിലേറ്റിവിറ്റി സിദ്ധാന്തത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഈ ആശയം, മനുഷ്യരാശിയുടെ ബഹിരാകാശ പര്യവേഷണത്തിന്റെ അതിരുകൾ വികസിപ്പിക്കാൻ സാധ്യതയുള്ളതാണ്. എന്നാൽ, ഇത് ഇപ്പോഴും സൈദ്ധാന്തിക തലത്തിൽ മാത്രമാണ് നിലനിൽക്കുന്നത്.

വാർപ്പ് ഡ്രൈവ് എന്ന ആശയം ആദ്യമായി മുന്നോട്ടുവെച്ചത് മെക്സിക്കൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ മിഗ്വൽ അൽകുബിയറാണ് (Miguel Alcubierre Moya). 1994-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രബന്ധത്തിൽ, ജനറൽ റിലേറ്റിവിറ്റിയുടെ സമവാക്യങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി 'വാർപ്പ് ബബിൾ' (Warp Bubble) എന്ന ഘടന വിവരിച്ചു. ഈ ബബിളിനുള്ളിൽ ബഹിരാകാശവാഹനം സ്ഥിതിചെയ്യുമ്പോൾ, വാഹനം നിശ്ചലമായിരിക്കുമെങ്കിലും, ചുറ്റുമുള്ള സ്പേസ്-ടൈമിൽ ഘടനാ വ്യതിയാനം വരുത്തി പ്രകാശാധിവേഗ യാത്ര സാധ്യമാക്കുന്നു.

വാർപ്പ് ഡ്രൈവ് പ്രവർത്തനരീതി വളരെ രസകരമാണ്. വാഹനത്തിന്റെ മുന്നിൽ സ്പേസ് (Space) സങ്കോചിപ്പിക്കുകയും (Contract), പിന്നിൽ വികസിപ്പിക്കുകയും (Expand/Dialate) ചെയ്യുന്നു. ഇതിലൂടെ, വാഹനം പ്രകാശവേഗത്തിനപ്പുറമുള്ള വേഗതയിൽ മുന്നോട്ട് നീങ്ങുന്നതായി തോന്നുമെങ്കിലും, ഐൻസ്റ്റീന്റെ പ്രത്യേക റിലേറ്റിവിറ്റി സിദ്ധാന്തത്തെ (Special relativity theory) ലംഘിക്കുന്നില്ല. കാരണം, വാഹനം വേഗത പ്രകാശവേഗത്തിനപ്പുറം പോകുന്നില്ല; മറിച്ച്, സ്പേസ്-ടൈം തന്നെ വളയുന്നു. ഈ ആശയം 'അൽകുബിയറെ മെട്രിക്' (Alcubierre metric) എന്നറിയപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ, ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ആവശ്യമായ ഊർജ്ജം വളരെ വലുതാണ്. അതിനായി 'എക്സോട്ടിക് മാറ്റർ' (Exotic Matter) അല്ലെങ്കിൽ 'നെഗറ്റീവ് മാസ്' (Negative Mass) എന്ന പ്രത്യേക തരം പദാർത്ഥം ആവശ്യമാണ്. ഈ പദാർത്ഥത്തിന് നെഗറ്റീവ് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുണ്ടാകും, അത് സ്പേസ്-ടൈമിനെ വളയ്ക്കാൻ സഹായിക്കും. സാധാരണ പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് (Matter) ഉള്ളത് പോസിറ്റീവ് മാസും ഊർജ്ജവും ആണെങ്കിൽ, എക്സോട്ടിക് മാറ്ററിന് (Exotic matter) ഉള്ളത് നെഗറ്റീവ് മാസും ഊർജ്ജവും ആണ്.

വാർപ്പ് ഡ്രൈവിന്റെ സാധ്യതകൾ അത്യധികമാണ്. ഇത് സാധ്യമായാൽ, മനുഷ്യരാശിയുടെ ബഹിരാകാശ യാത്രകൾ വിപ്ലവകരമായി മാറും. ഉദാഹരണത്തിന്, നക്ഷത്രങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരങ്ങൾ കുറച്ച് ദിവസങ്ങൾക്കുള്ളിൽ പിന്നിടാൻ സാധിക്കും. ഇപ്പോഴത്തെ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചാണെങ്കിൽ അടുത്ത നക്ഷത്രമായ പ്രോക്സിമ സെന്റൗരിയിലേക്ക് (Proxima Centauri) പോകാൻ പോലും നൂറുകണക്കിന് വർഷങ്ങൾ വേണ്ടിവരും. വാർപ്പ് ഡ്രൈവ് ഇത് മാറ്റി, അന്താരാഷ്ട്ര യാത്രകൾ പോലെ ബഹിരാകാശ യാത്രകളെ സാധാരണമാക്കും. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ജനറൽ റിലേറ്റിവിറ്റി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മറ്റ് ആശയങ്ങളുമായും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, വോംഹോളുകൾ (Wormholes) –. ഇവയിലൂടെ, വിദൂര ഗ്രഹങ്ങളിലേക്കോ ഗാലക്സികളിലേക്കോ തൽക്ഷണ യാത്ര സാധ്യമാകും.

വാർപ്പ് ഡ്രൈവിന്റെ പ്രായോഗികതയിലെ ഏറ്റവും വലിയ വെല്ലുവിളി എക്സോട്ടിക് മാറ്ററിന്റെ നിർമ്മാണമാണ്. ഇത്തരം പദാർത്ഥം ലബോറട്ടറിയിൽ നിർമ്മിക്കാൻ ഇതുവരെ സാധിച്ചിട്ടില്ല. ചില പരീക്ഷണങ്ങൾ നെഗറ്റീവ് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും (ഉദാഹരണം: കാസിമിർ ഇഫക്റ്റ്), അതിന് വാർപ്പ് ഡ്രൈവിന് ആവശ്യമായ അളവിൽ ലഭ്യമാക്കാൻ കഴിയുന്നില്ല. കൂടാതെ, ഈ പദാർത്ഥം സ്ഥിരതയുള്ളതായിരിക്കണം, അത് ഒരു വലിയ സാങ്കേതിക സമസ്യയാണ്. മറ്റൊരു പ്രധാന വെല്ലുവിളി കോസാലിറ്റി (Causality) പ്രശ്നങ്ങളാണ്. വാർപ്പ് ഡ്രൈവ് സാധ്യമായാൽ, സമയയാത്രയുടെ സാധ്യത ഉണ്ടാകും. അതായത്, ഭൂതകാലത്തിലേക്ക് യാത്ര ചെയ്ത് സംഭവങ്ങളെ മാറ്റാൻ സാധിക്കും, ഇത് 'ഗ്രാൻഡ്ഫാദർ പാരഡോക്സ്' (Grandfather paradox), 3. ‘ബൂട്ട്സ്ട്രാപ് പാരഡോക്സ്’ (Bootstrap paradox) പോലുള്ള ലോജിക്കൽ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കും. (ഗ്രാൻഡ്ഫാദർ പാരഡോക്സ് എന്നത് സമയ യാത്രയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു പ്രശസ്തമായ സൈദ്ധാന്തിക പ്രശ്നമാണ്. ഒരു വ്യക്തി സമയത്തിൽ പിന്നോട്ട് യാത്ര ചെയ്ത് തന്റെ മുത്തച്ഛനെ കൊല്ലുകയാണെങ്കിൽ, അവന്റെ മാതാപിതാക്കൾ ജനിക്കാതിരിക്കുകയും, അതിനാൽ അവൻ തന്നെ ജനിക്കാതിരിക്കുകയും ചെയ്യും. എന്നാൽ, അവൻ ജനിക്കാതിരുന്നെങ്കിൽ, മുത്തച്ഛനെ കൊല്ലാൻ ആർക്കാണ് സമയ യാത്ര ചെയ്യാൻ കഴിയുക? ഈ വൈരുദ്ധ്യം സമയ യാത്രയുടെ സാധ്യതയെക്കുറിച്ചുള്ള ചർച്ചകളിൽ ഒരു പ്രധാന വിഷയമാണ്. കാരണവും ഫലവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ ഇത് ചോദ്യം ചെയ്യുന്നു. ചില സിദ്ധാന്തങ്ങൾ സമാന്തര പ്രപഞ്ചങ്ങളോ സ്വയം പരിഹരിക്കപ്പെടുന്ന സമയരേഖകളോ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഈ പാരഡോക്സ് ഇപ്പോഴും ശാസ്ത്രീയവും തത്വശാസ്ത്രപരവുമായ ചർച്ചകൾക്ക് വഴിവെക്കുന്നു.) ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ കോസാലിറ്റി സംരക്ഷിക്കപ്പെടണം. അതിനാൽ ഇത്തരം ആശയങ്ങൾ വിപരീതഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയേക്കാം. കൂടാതെ, ഊർജ്ജ ആവശ്യകത അത്യധികമാണ്. ആദ്യകാല കണക്കുകൾ പ്രകാരം, ഒരു വാർപ്പ് ബബിൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ വ്യാഴ ഹത്തിന്റെ (Jupiter) മാസിന് തുല്യമായ ഊർജ്ജം വേണം. പിന്നീടുള്ള പഠനങ്ങൾ വാർപ്പ് ബബിൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഊർജത്തിന്റെ അളവിൽ കുറവ് വരുത്തിയിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഈ അന്തർ നക്ഷത്ര യാത്ര സംവിധാനം പൂർണ്ണമായി പ്രവർത്തിപഥത്തിൽ എത്താറായിട്ടില്ല. എന്നാൽ ഭാവിയിൽ, ക്വാണ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെയും പുതിയ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളുടെയും സഹായത്തോടെ ഇത് സാധ്യമായേക്കാം. അതുവരെ, വാർപ്പ് ഡ്രൈവ് ശാസ്ത്രീയ ചിന്തയെ പ്രചോദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ആശയമായി തുടരും.

ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിൻ (Dark energy engine)

ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിനും ബ്രഹ്മാണ്ഡത്തിന്റെ വിശാലതയും നിഗൂഢതയും മനുഷ്യനെ എപ്പോഴും ആകർഷിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിൻ പോലുള്ള സൈദ്ധാന്തിക ആശയങ്ങൾ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന ഊർജ്ജത്തെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തി പ്രൊപ്പൽഷൻ സൃഷ്ടിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു.

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഏകദേശം 68% ഭാഗം നിറയ്ക്കുന്ന നിഗൂഢ ഊർജ്ജമാണ് തമോ ഊർജ്ജം (Dark energy). ഇത് ബ്രഹ്മാണ്ഡത്തിന്റെ വികാസത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു എന്നാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ വിശ്വസിക്കുന്നത്. ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിൻ എന്ന ആശയം ഈ ഊർജ്ജത്തെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി വാഹനങ്ങളുടെ പ്രൊപ്പൽഷനായി ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ്. ഇത് ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീന്റെ വാർപ്പ് ഡ്രൈവിനോട് സാമ്യമുള്ളതാണ്. വാർപ്പ് ഡ്രൈവിൽ സ്പേസ്-ടൈമിനെ വളയ്ക്കാൻ നെഗറ്റീവ് എനർജി ഉപയോഗിക്കുന്നതുപോലെ, ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിനും സമാനമായ രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഡാർക്ക് എനർജി സ്പേസ്-ടൈമിന്റെ വികാസത്തെ നിയന്ത്രിച്ച് വാഹനത്തെ മുന്നോട്ട് തള്ളുന്നു. ഇതിനോട് സമാനമായ മറ്റൊരു ആശയമാണ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ സ്റ്റാർഷിപ്പ്. ഇവിടെ തമോ ദ്രവ്യത്തെയാണ് (Dark matter) ഊർജ്ജസ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ബ്രഹ്മാണ്ഡത്തിന്റെ 27% ഭാഗം നിറയ്ക്കുന്ന തമോ ദ്രവ്യത്തെ, ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ ഇഫക്ടുകൾ വഴി കണ്ടെത്താമെങ്കിലും, അതിന്റെ സ്വഭാവം ഇപ്പോഴും അജ്ഞാതമാണ്. ഈ ആശയങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും സൈദ്ധാന്തികമാണ്. ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റി (Quantom gravity) അല്ലെങ്കിൽ യൂണിഫൈഡ് ഫീൽഡ് തിയറി (Unified Field Theory - UFT) പോലുള്ള മേഖലകളിലെ പുരോഗതി മാത്രമേ ഇവയെ പ്രായോഗികമാക്കൂ.

മറ്റു നൂതന പ്രൊപ്പൽഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ

സോളാർ സെയിൽ, വാർപ്പ് ഡ്രൈവ്, ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിൻ എന്നിവയ്ക്ക് പുറമേ പുറമെ, അന്തർനക്ഷത്ര യാത്രയ്ക്കായി മറ്റു പല സാങ്കേതികവിദ്യകളും ശാസ്ത്രജ്ഞർ ചർച്ച ചെയ്യുന്നുണ്ട്. ഇവയിൽ ചിലത് കൂടുതൽ പ്രായോഗികമായിരിക്കാം, എങ്കിലും വെല്ലുവിളികൾ നിലനിൽക്കുന്നു. ആന്റിമാറ്റർ ഡ്രൈവ്, ഫ്യൂഷൻ റോക്കറ്റുകൾ, ബസാർഡ് റാംജെറ്റ്, ബീം-പവർഡ് പ്രൊപ്പൽഷൻ എന്നിവ ഇവയിൽ ചിലത് മാത്രമാണ്.

ആന്റിമാറ്റർ ഡ്രൈവ് (Antimatter drive): ആന്റിമാറ്റർ ഡ്രൈവ് എന്നത് ബഹിരാകാശ യാത്രകളിൽ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു അത്യാധുനിക പ്രൊപ്പൽഷൻ സാങ്കേതികതയാണ്. പ്രതിദ്രവ്യം (Antimatter), ദ്രവ്യവുമായി സമ്പർക്കം വരുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന പൂർണ്ണനാശന പ്രക്രിയയിലൂടെ (Annihilation) വൻതോതിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവരുന്നു. ഈ ഊർജ്ജം, ഗാമാ കിരണങ്ങളുടെയും മറ്റ് കണങ്ങളുടെയും രൂപത്തിൽ പുറത്തുവരുന്നതാണ്. ഇത് വാഹനത്തിന് അതിവേഗത്തിലുള്ള ത്വരണം (Acceleration) നൽകാൻ സഹായിക്കുന്നു. ഇന്നത്തെ സാധാരണ റോക്കറ്റ് ഇന്ധനങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ആന്റിമാറ്റർ ഡ്രൈവ് കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമാണ്, കാരണം ഇത് ഊർജ്ജത്തിന്റെ പൂർണ്ണ പരിവർത്തനം നടത്തുന്നു. സയൻസ് ഫിക്ഷനുകളിൽ പലപ്പോഴും ചിത്രീകരിക്കപ്പെടുന്ന ഈ സാങ്കേതികത, ഭാവിയിലെ ഇന്റർസ്റ്റെല്ലാർ യാത്രകളുടെ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, ആന്റിമാറ്റർ ഡ്രൈവിന്റെ നിർമ്മാണവും പ്രയോഗവും വലിയ വെല്ലുവിളികൾ നിറഞ്ഞതാണ്. പ്രതിദ്രവ്യം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് വൻതോതിലുള്ള ഊർജ്ജവും ചെലവും ആവശ്യമാണ്. കൂടാതെ അതിന്റെ സംഭരണം അതീവ സങ്കീർണ്ണമാണ്, കാരണം അത് മാറ്ററുമായി സമ്പർക്കം വരാതിരിക്കാൻ പ്രത്യേക കാന്തിക മേഖലകൾ (Magnetic fields) ഉപയോഗിക്കണം. നിലവിൽ, CERN പോലുള്ള ലബോറട്ടറികളിൽ മാത്രമേ ചെറിയ അളവിൽ പ്രതിദ്രവ്യം നിർമ്മിക്കുന്നുള്ളൂ, അതും പരീക്ഷണാടിസ്ഥാനത്തിൽ മാത്രം. ഈ ചെലവും സാങ്കേതിക പ്രശ്നങ്ങളും കാരണം, ആന്റിമാറ്റർ ഡ്രൈവ് ഇപ്പോഴും സൈദ്ധാന്തിക തലത്തിലാണ്. എന്നാൽ ഭാവിയിലെ ഗവേഷണങ്ങൾ ഇതിനെ പ്രായോഗികമാക്കിയേക്കാം.

ഫ്യൂഷൻ റോക്കറ്റുകൾ (Fusion rockets): ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയ ബഹിരാകാശ യാത്രകൾക്ക് ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള പ്രൊപ്പൽഷൻ സാധ്യതകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന ഒരു നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പുകൾ പോലുള്ള ലഘു ആറ്റോമിക ന്യൂക്ലിയസുകൾ ഉയർന്ന താപനിലയിലും സമ്മർദ്ദത്തിലും സംയോജിച്ച് ഹീലിയം പോലുള്ള ഭാരമുള്ള ന്യൂക്ലിയസുകളായി മാറുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ വൻതോതിൽ ഊർജ്ജം പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു. ഇത് ഉയർന്ന പ്പൽഷൻ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. മാഗ്നറ്റിക് ഫ്യൂഷൻ പ്ലാസ്മ ഡ്രൈവ് പോലുള്ള സംവിധാനങ്ങൾ, ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്ലാസ്മയെ നിയന്ത്രിച്ച് ഈ ഊർജ്ജം ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങളുടെ ത്വരണത്തിനായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. ഇത്തരം സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പരമ്പരാഗത രാസ റോക്കറ്റുകളെ അപേക്ഷിച്ച് വളരെ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമതയും ദീർഘദൂര യാത്രകൾക്കുള്ള സാധ്യതയും നൽകുന്നു.

ഇന്റർനാഷണൽ തെർമോന്യൂക്ലിയർ എക്സ്പിരിമെന്റൽ റിയാക്ടർ (ITER) പോലുള്ള ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകളിലെ പുരോഗതി ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികാസത്തിന് വലിയ സംഭാവനകൾ നൽകുന്നുണ്ട്. ITER-ന്റെ ലക്ഷ്യം, ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയയെ സുസ്ഥിരമായും സുരക്ഷിതമായും നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സംവിധാനം വികസിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്. ഇത് ഭാവിയിൽ ബഹിരാകാശ പ്രൊപ്പൽഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ പ്രയോഗിക്കാൻ സഹായിക്കും. മാഗ്നറ്റിക് കൺഫൈൻമെന്റ് ഫ്യൂഷൻ (MCF) അല്ലെങ്കിൽ ഇനേർഷ്യൽ കൺഫൈൻമെന്റ് ഫ്യൂഷൻ (ICF) പോലുള്ള രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള പ്ലാസ്മയെ കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള സാധ്യതകൾ വർദ്ധിച്ചുവരികയാണ്. ഈ പുരോഗതി ബഹിരാകാശ യാത്രകളെ കൂടുതൽ വേഗതയേറിയതും ഊർജ്ജക്ഷമതയുള്ളതുമാക്കി മാറ്റാൻ സഹായിക്കും.

ബസാർഡ് റാംജെറ്റ് (Bassard ramjet): ബസാർഡ് റാംജെറ്റ് എന്നത് ബഹിരാകാശ യാത്രയ്ക്കായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു ആശയാധിഷ്ഠിത എഞ്ചിനാണ്. ഇത് ഇന്റർസ്റ്റെല്ലാർ മാധ്യമത്തിൽ (താരാപഥങ്ങൾക്കിടയിലെ ബഹിരാകാശത്ത്) വ്യാപിച്ചു കിടക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ വാതകം ശേഖരിച്ച് അതിനെ ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയയിലൂടെ ഊർജമാക്കി മാറ്റി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, പരമ്പരാഗത റോക്കറ്റുകളെപ്പോലെ ഇന്ധനം കൊണ്ടുപോകേണ്ട ആവശ്യമില്ല, കാരണം ബഹിരാകാശത്ത് തന്നെ ലഭ്യമായ വസ്തുക്കളാണ് ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. 1960-ൽ റോബർട്ട് ബസാർഡ് (Robert Bussard) എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ഈ ആശയം ആദ്യമായി മുന്നോട്ടുവെച്ചത്. ഈ എഞ്ചിൻ ഒരു വലിയ കാന്തികക്ഷേത്രം ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ശേഖരിക്കുകയും, അതിനെ ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറിൽ സംയോജിപ്പിച്ച് ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള ത്രസ്റ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ഭാരമുള്ള ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങൾക്ക് ദീർഘദൂര യാത്രകൾ സാധ്യമാക്കുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, ബസാർഡ് റാംജെറ്റിന്റെ പ്രായോഗികതയെ ചുറ്റിപ്പറ്റി നിരവധി വെല്ലുവിളികൾ നിലനിൽക്കുന്നു. ഇന്റർസ്റ്റെല്ലാർ മാധ്യമത്തിൽ ഹൈഡ്രജന്റെ സാന്ദ്രത വളരെ കുറവാണ്. ഇത് ഫ്യൂഷന് വേണ്ടത്ര ഇന്ധനം ശേഖരിക്കുന്നതിന് വലിയ ഉപകരണങ്ങളോ, കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളോ ആവശ്യമാക്കുന്നു. ഈ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ വലിയ ഊർജവും സാങ്കേതികവിദ്യയും വേണം. ഇത് നിലവിലെ സാങ്കേതിക പുരോഗതിയുടെ പരിധിക്കപ്പുറമാണ്. കൂടാതെ, ശേഖരിക്കപ്പെടുന്ന ഹൈഡ്രജനെ ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയയിലേക്ക് കാര്യക്ഷമമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനും, അതിന്റെ ഊർജ ഉൽപാദനം നിലനിർത്തുന്നതിനും സങ്കീർണമായ എഞ്ചിനീയറിംഗ് പരിഹാരങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, ബസാർഡ് റാംജെറ്റ് ഇപ്പോഴും ഒരു സൈദ്ധാന്തിക ആശയമായി തുടരുന്നു. എങ്കിലും ഭാവിയിൽ ബഹിരാകാശ യാത്രയ്ക്ക് വിപ്ലവകരമായ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താൻ ഇതിന് കഴിവുണ്ട്. ന്യൂക്ലിയർ പൾസ് പ്രൊപ്പൽഷൻ ന്യൂക്ലിയർ സ്ഫോടനങ്ങളുടെ പൾസുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വാഹനത്തെ തള്ളുന്നു. Project Orion പോലുള്ള പദ്ധതികൾ ഇതിനെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. പക്ഷേ പരിസ്ഥിതി ആഘാതവും സുരക്ഷാ പ്രശ്നങ്ങളും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പരിമിതികൾ ആണ്.

ബീം-പവർഡ് പ്രൊപ്പൽഷൻ (Beam-powered propulsion): ബീം-പവർഡ് പ്രൊപ്പൽഷൻ എന്നത് ബഹിരാകാശ യാത്രയ്ക്കായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു നൂതന സാങ്കേതിക വിദ്യയാണ്, ഇതിൽ ഭൂമിയിലോ മറ്റു സ്റ്റേഷനുകളിലോ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ലേസറുകളോ മൈക്രോവേവുകളോ ഉപയോഗിച്ച് ഊർജ്ജം ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങളിലേക്ക് അയക്കുന്നു. ഈ ഊർജ്ജം വാഹനത്തിന്റെ പ്രൊപ്പൽഷൻ സംവിധാനത്തിന് ശക്തി പകരുകയും, പരമ്പരാഗത ഇന്ധനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാതെ തന്നെ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ യാത്ര ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രധാന നേട്ടം, ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങൾക്ക് ഇന്ധനം കൊണ്ടുപോകേണ്ട ആവശ്യമില്ല എന്നതാണ്. ഇത് വാഹനത്തിന്റെ ഭാരം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും ദീർഘദൂര യാത്രകളെ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. Breakthrough Starshot പോലുള്ള പദ്ധതികൾ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് നാനോസ്പേസ്ക്രാഫ്റ്റുകളെ അതിവേഗത്തിൽ അയൽ നക്ഷത്രങ്ങളിലേക്ക് അയക്കാൻ പദ്ധതിയിടുന്നു.

ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രവർത്തനം ലേസർ അല്ലെങ്കിൽ മൈക്രോവേവ് ബീമുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു പ്രത്യേക തരം സോളാർ സെയിൽ അല്ലെങ്കിൽ എനർജി റിസീവറിലേക്ക് ഊർജ്ജം കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ ഊർജ്ജം സ്വീകരിക്കുന്ന വാഹനം, അത് ഫോട്ടോണുകളുടെ ഊർജ്ജമായോ മറ്റു രൂപങ്ങളിലോ ഉപയോഗിച്ച് മുന്നോട്ടുള്ള ചലനം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഉദാഹരണമായി, Breakthrough Starshot പദ്ധതിയിൽ, വെറും ഗ്രാമുകൾ മാത്രം ഭാരമുള്ള നാനോസ്പേസ്ക്രാഫ്റ്റുകളെ (Nano space crafts) പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ അഞ്ചിലൊന്ന് വേഗതയിൽ അയൽ നക്ഷത്രമായ പ്രോക്സിമ സെന്റോറിയിലേക്ക് അയക്കാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. എന്നാൽ, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ചില വെല്ലുവിളികളുമുണ്ട്. ഊർജ്ജ ബീമിന്റെ കൃത്യത, ദീർഘദൂര ഊർജ്ജ കൈമാറ്റത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത, വാഹനത്തിന്റെ സ്ഥിരത എന്നിവ ഇത്തരം വെല്ലുവിളികൾക്ക് ഉദാഹരണങ്ങളാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ബഹിരാകാശ ഗവേഷണത്തിന്റെ ഭാവിയിൽ ബീം-പവർഡ് പ്രൊപ്പൽഷൻ ഒരു വിപ്ലവകരമായ മാറ്റം വരുത്താൻ സാധ്യതയുണ്ട്.

ഉപസംഹാരം

അന്തർനക്ഷത്ര യാത്രയുടെ ഭാവി നൂതന പ്രൊപ്പൽഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഡാർക്ക് എനർജി എഞ്ചിൻ പോലുള്ള സൈദ്ധാന്തിക ആശയങ്ങൾ നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഇനിയും കണ്ടെത്താനിരിക്കുന്ന ഊർജ്ജസ്രോതസ്സുകളെ കൂടിപ്രയോജനപ്പെടുത്തി പ്രകാശവേഗത്തോടടുക്കുന്ന യാത്രകൾ സ്വപ്നം കാണുന്നു. എന്നാൽ, ഇവയുടെ പ്രായോഗികതയ്ക്ക് ശാസ്ത്രീയ മുന്നേറ്റങ്ങൾ അനിവാര്യമാണ്. മനുഷ്യരാശിയുടെ ജിജ്ഞാസയും ശാസ്ത്രപുരോഗതിയും ഒരു ദിവസം ഈ സ്വപ്നങ്ങളെ യാഥാർത്ഥ്യമാക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കാം. ബ്രഹ്മാണ്ഡത്തിന്റെ രഹസ്യങ്ങൾ തുറക്കാൻ ഇത്തരം സാങ്കേതികവിദ്യകൾ നമ്മെ സഹായിക്കുമെന്ന് പ്രത്യാശിക്കാം.

Reference

Genta, G. (2024). Interstellar exploration: From science fiction to actual technology. Acta Astronautica, 222, 655–660. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2024.06.049

Genta, G., & Rycroft, M. (2003). Space, the final frontier?. Cambridge University Press.

Johnson, L. (2015). Solar sails: Sneaking up on interstellar travel. Journal of the British Interplanetary Society, Neukart, F. (2025). Toward the stars: Technological, ethical, and sociopolitical dimensions of interstellar exploration. Space Policy, 72, 101676. https://doi.org/10.1016/j.spacepol.2024.10167668, 44-47.

Millis, M. G. (1997). Challenge to create the space drive. Journal of Propulsion and Power, 13(5), 577-582.

വിശദീകരണക്കുറിപ്പുകൾ

1. വോംഹോളുകൾ (Wormholes): വോർമ്ഹോൾസ്, തമോദ്വാരം അല്ലെങ്കിൽ തമോഗർത്തങ്ങളേയുo (Black hole), വൈറ്റ് ഹോളുകളേയുo (White holes) തമ്മിൽ ബന്ധപ്പെടുത്തുന്ന ഹൈപ്പോതെറ്റിക്കൽ സ്പേസ്-ടൈം ടണലുകളാണ്. ഈ ടണലുകൾക്ക് ഗുരുത്വാ ഗർഷണ ശക്തി വഴി, ദൂരെയുള്ള ലോകങ്ങളെ നിമിഷത്തിനുള്ളിൽ ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ജനറൽ റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറി സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതേസമയം, വോർമ്ഹോൾസിന്റെ യാഥാർഥ്യം ഇപ്പോഴും ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഒരു രഹസ്യമായി നിലനിൽക്കുന്നു. കാരണം അവയെ സ്ഥിരതയോടെ നിലനിർത്താൻ നെഗറ്റീവ് എനർജി ആവശ്യമാണ്.

2. കാസിമിർ ഇഫക്റ്റ് (Casimir effect): ശൂന്യതയിലുള്ള രണ്ട് ചാർജ് ചെയ്യാത്ത ചാലക പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ അനുഭവപ്പെടുന്ന ഒരു ചെറിയ ആകർഷകമായ ബലമാണ് ഇത്. ക്വാണ്ടം ശൂന്യതയിൽ നിന്നും ഉണ്ടാകുന്ന വെർച്വൽ കണങ്ങളുടെയും വൈദ്യുതകാന്തിക ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളുടെയും ഫലമാണിത്. ഈ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം ഉണ്ടാവുകയും ചുറ്റുമുള്ള ശൂന്യതയുമായുള്ള ഊർജ്ജ വ്യത്യാസം കാരണം പ്ലേറ്റുകൾ പരസ്പരം വലിച്ചടുപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. (ശൂന്യത ശൂന്യമല്ല - ക്വാണ്ടം ഫീൽഡ് സിദ്ധാന്തപ്രകാരം, ശൂന്യമായ ഇടം പോലും വെർച്വൽ കണങ്ങളാലും വൈദ്യുതകാന്തിക ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളാലും നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസത്തെ ഹെൻഡ്രിക് കാസിമിർ 1948-ൽ പ്രവചിക്കുകയും പിന്നീട് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ സ്ഥിരീകരിക്കുകയും ചെയ്തു.)

3. ബൂട്ട്സ്ട്രാപ് പാരഡോക്സ് (Bootstrap paradox): ബൂട്ട്സ്ട്രാപ് പാരഡോക്സ് എന്നത് ടൈം ട്രാവലിലെ ഒരു സങ്കീർണ്ണമായ പ്രശ്നമാണ്. അതിൽ ഒരു വസ്തു അല്ലെങ്കിൽ വിവരം സ്വന്തം നിലനിൽപ്പിന്റെ കാരണമാകുന്ന ലൂപ്പ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഭാവിയിൽ നിന്ന് പിന്നോട്ട് സഞ്ചരിച്ച് ഷേക്സ്പിയറിന്റെ കൃതികളുടെ കോപ്പി അദ്ദേഹത്തിന് നൽകിയാൽ, ആ കൃതികൾ ആദ്യം ആരാണ് എഴുതിയത് എന്ന് കണ്ടെത്താൻ കഴിയില്ല. ഇത് സമയത്തിന്റെ രേഖീയമായ ഒഴുക്കിനെ ലംഘിക്കുന്നു. മൾട്ടിവേഴ്സ് സിദ്ധാന്തം പോലുള്ളവയിലൂടെ ഇത് വിശദീകരിക്കാമെന്ന് ചിലർ വാദിക്കുന്നു.

4. യൂണിഫൈഡ് ഫീൽഡ് തിയറി (Unified Field Theory - UFT): യൂണിഫൈഡ് ഫീൽഡ് തിയറി ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു സൈദ്ധാന്തിക ഫ്രെയിംവർക്കാണ്. ഇത് ഗുരുത്വാകർഷണം, വൈദ്യുതോത്കർഷണം, ദുർബലബലം, ശക്തബലം തുടങ്ങിയ എല്ലാ അടിസ്ഥാന ബലങ്ങളും ഒരു ഏക ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ മാതൃകയിൽ ഏകീകരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു. ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈൻ തന്റെ ജീവിതത്തിന്റെ അവസാനകാലത്ത് ഈ തിയറി വികസിപ്പിക്കാൻ ശ്രമിച്ചെങ്കിലും, അദ്ദേഹത്തിന്റെ ശ്രമങ്ങൾ പൂർണവിജയം നേടിയില്ല. ഇന്ന്, സൂപ്പർസ്ട്രിംഗ് തിയറിയും ഗ്രാൻഡ് യൂണിഫൈഡ് തിയറികളും പോലുള്ള ആധുനിക സിദ്ധാന്തങ്ങൾ ഈ ആശയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ബഹുവശങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

5.ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റി (Quantom gravity): ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റി എന്നത് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെ സൂക്ഷ്മതല സിദ്ധാന്തവും ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ജനറൽ റിലേറ്റിവിറ്റിയും ഏകീകരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്ന ഒരു സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്ര പഠനമാണ്. ഇത് ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളുടെ സിംഗുലാരിറ്റി, ബിഗ് ബാങ്ങിന്റെ ആദ്യ നിമിഷങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന ഊർജ്ജവും സാന്ദ്രതയും ഉള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഗ്രാവിറ്റേഷണത്തെ ക്വാണ്ടം തലത്തിൽ വിശദീകരിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.

6. CERN: ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ ഭൗതികശാസ്ത്ര ഗവേഷണ സ്ഥാപനമാണ്, സ്വിസ്സർലൻഡിലും ഫ്രാൻസിലുമായി സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. അത് ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കോലൈഡർ (LHC) പോലുള്ള സൂപ്പർ കണ്ടക്ടറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അണുസൂക്ഷ്മ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ രഹസ്യങ്ങൾ തേടുന്നു.