Yulduzlararo sayohat: muammolar va yana muammolar

Tungi osmonda g‘uj bo‘lib turgan son-sanoqsiz yulduzlarga qarab o‘yga tolmagan kishi yo‘q bo‘lsa kerak. Haqiqatan ham, yulduzlarga to‘la osmon shu qadar maftunkorki, odamlar bu manzara asosida turli afsonalar va hatto tolenomalar to‘qib chiqargan. Fantastik filmlarda esa insoniyat allaqachon yulduzlarga yetib borib, koinotda sayohat ham qilmoqda. Ammo fantastika o‘z nomi bilan fantastika. Biz hali qo‘shni sayyoralargacha yeta olganimiz yo‘q, yulduzlarga yo‘l bo‘lsin.
To‘g‘ri, Oyga qo‘nganimizga yarim asrcha bo‘ldi, kosmik apparatlarimiz Quyosh sistemasini tark etishiga ham erishdik. Lekin bortiga odam bolasini o‘tqizib, biror yulduzgacha uchib bora oladigan kosmik kemani yasashgacha yetadigan salohiyat kasb qilganimiz yo‘q hozircha. Basharti shunday kemani qura olgan taqdirimizda ham, bizning yulduzlargacha uchib borishimizga to‘sqinlik qiladigan qator to‘siqlar borki, ularni ham bartaraf etishimiz kerak bo‘ladi. Sciencea materiali shu muammoga bag‘ishlanadi.

Yorug‘lik tezligidan ham tez
Fantastik asarlarda odamzotning koinot bo‘ylab bir sayyoradan boshqasiga uchishi odatda yorug‘lik tezligidan ham tez uchadigan harakat vositalariga tayanadi. Amalda esa fizika qonunlari bunga yo‘l qo‘ymaydi. Shuningdek, bu tezlikdan tez uchishning iloji yo‘qligi haqidagi qoidani chetlab o‘tish imkonini beradigan hech qanday imkoniyatning o‘zi yo‘q. Yorug‘lik tezligidan tez uchish u yoqda tursin, yorug‘lik tezligiga yaqin tezliklarga erishish ham gumon bo‘lib, bu tezlikka yaqinlashgan sari massa va energiya bilan bog‘liq qator qiziq muammolar yuzaga keladi. Bizning bu boradagi yagona imkoniyatimiz fanda “ko‘rsichqon ini” deb yuritiladigan gipotetik obyektlardan foydalanish bo‘lishi mumkin. Lekin bu ham hozircha fizikada faqat nazariy imkonli narsa bo‘lib, bunday “uya”larning ikkinchi og‘zi qayerdan chiqishini bilib bo‘lmaydi va uni nazorat qilish imkoniyati haqida hatto tayinli gipotezaning o‘zi ham yo‘q. Boz ustiga, hisob-kitoblarga ko‘ra, bunday “ko‘rsichqon ini” orqali sayohat qilish davomida yuzaga keladigan fizik effektlar materiyani yo‘q qilib yuborishga qodir degan fikrlar mavjud. Unga ko‘ra, “in”ning bir tarafidan kirib ketgan astronavt narigi tarafdan qandaydir noma’lum yulduz oldida chiqishi mumkin; lekin u allaqachon plazma ko‘rinishiga kelib qolgan bo‘ladi (qo‘pol qilib aytganda, erib nobud bo‘lgan bo‘ladi).
Teleportatsiya
Yana ayrim fantastlar o‘z asarlarida odamlarni o‘zga yulduzlar qarshisiga odamni teleport qilib yuboradi. Teleportatsiya odamni yoki umuman har qanday jismni teleport qila oladigan uskunani ishga tushirishni taqozo etadi. Buning uchun esa odam avval ushbu uskunani ishga tushirishi, keyin o‘zini o‘zi teleport qilib, narigi qaysidir tomondan chiqishi kerak bo‘ladi. Lekin amalda teleportatsiya g‘oyat murakkab vazifadir. Basharti bunday imkoniyat haqiqatan mavjud bo‘lgan taqdirda ham, bir fikr qilib ko‘ring: odam avvaliga atomlarga parchalanib ketadi va narigi tarafda qaytadan yig‘iladi. Buning uchun esa narigi tarafda ham teleport bo‘lgan jismni yana xuddi avvalgidek yig‘a oladigan uskuna bo‘lishi kerak. Buning uchun esa uni avval u yerga eltish kerak. O‘zini o‘zi teleport qilib, keyin narigi tarafda ham o‘zini o‘zi yig‘adigan teleport uskunasi hali eng olg‘ir fantastlarning ham xayoliga kelmagan. Qolaversa, bunday favqulodda ulkan masofalarda — yulduzlararo fazo sarhadlarida materiyani aniq boshqarishga eng elementar fizika qonunlari yo‘l bermaydi. Oddiy misol, o‘lchov vositasining xatolik ko‘rsatkichi bo‘lib, masalan, uzunlik o‘lchash asbobining xatoligi 0,000001 bo‘lsa, bu Yer sharoitida hech kimga sezilmaydi. Lekin trillion kilometr astronomik masofalarda bu juda katta xatolikni keltirib chiqaradi va teleport bilan biror yulduzga yo‘l olgan qahramon butunlay boshqa joydan chiqib qolishi ham hech gap emas. Yana bir variant — odam haqidagi axborot asosida kerakli yulduz yaqinida o‘sha yerdagi atomlardan xuddi shu odamni “yig‘ish” mumkin bo‘ladi. Lekin buning uchun ham avval axborotni u yoqqa yetkazish kerak. Axborot yorug‘lik tezligida yetkazilgan taqdirda ham buning uchun yana yillar ketadi. Boz ustiga, u yoqda mahalliy atomlardan yana odam “yig‘a” oladigan uskuna ham hali hatto fantast yozuvchilarning miyasida ham yo‘q...
“Avlodlar kemasi”
Teleportatsiya va yorug‘lik tezligidan tez uchish variantlari imkonsiz ekani tufayli bu variantlarni istisno qilsak, unda koloniya turidagi kosmik kemaga o‘tirib, yaqin yulduzlarga uchish g‘oyasi taklif etiladi. Buni ba’zi fantastlar “avlodlar kemasi” deb ataydi. Yorug‘lik bizga eng yaqin yulduzgacha 4 yilda yetib boradi. Lekin og‘ir va ichi odamlarga to‘la kosmik kema uchun bu masofani bosib o‘tishga juda uzoq yuz yilliklar kerak bo‘ladi. Insonning o‘rtacha yashash muddati ham, hozirda ma’lum rekord yashash yoshi ham bu muddatni tirik bosib o‘tish uchun yetmaydi (jilla qursa ikki asrdan oshiq yashagan odamni eshitganmisiz hech?). Shu sababli ham “avlodlar kemasi”ga bir necha juft astronavt o‘tirib uchadi. Ular sayohat davomida o‘zidan ko‘payib, qarilari o‘lib, avlodlari esa mo‘ljal tomon uchishda davom etadi. Asrlar o‘tib esa qaysidir bir avlod belgilangan yulduzgacha yetib boradi.
Lekin bunday sayohatning ham o‘ziga xos muammolari bor.
Birinchidan, bunday kemada turli ijtimoiy muammolar kelib chiqishi tayin. Ikkinchidan, avlodlar kema yo‘lga chiqishining asl maqsadini unutib yuborishi mumkin. Albatta, “aqlli kompyuter sistemasi” bu avlodlarni missiyaning asl maqsadi bo‘yicha o‘qitib, eslatib turishi mumkin. Lekin bunda ham shunchaki avlodlar o‘zlari uchun “almisoqdan qolgan” muddaoni nima uchun kerakligini bilmay, kemani shunchaki o‘z holiga tashlab qo‘yishi mumkin. Boz ustiga, agar kemaga texnik ta’mir kerak bo‘lsa, muhandislik hunaridan bexabar avlodlarning qo‘lidan hech narsa kelmasligi ham ehtimol.
Ona kema
Avlodlar kemasida yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan ijtimoiy muammolardan qochish uchun olis yulduzlarga tomon uchadigan kemaga tirik odamlarni emas, balki urug‘lantirilgan tuxum hujayra ko‘rinishidagi inson materialini yuborish g‘oyasi ham ayrim fantastlar hikoyalarida uchraydi. Unga ko‘ra, tayyor urug‘lantirilgan va suyuq azotda muzlatilgan tuxum hujayra kosmik kema bortidagi o‘ta aniq kompyuterlar vositasida manzilgacha kuzatib boriladi. Kerakli paytda, aytaylik, manzilga oz qolganda belgilangan kompyuter dasturi ishga tushib, zaruriy shart-sharoitlar asosida embrionni sun’iy rivojlantiradi va bolani dunyoga keltirib, katta qiladi. Uni esa maxsus pedagog-kompyuter missiya maqsadi va qilish kerak bo‘lgan ishlar bo‘yicha o‘qitadi va shug‘ullantiradi.
Balki biroz haqiqatga yaqin g‘oya shudir? Ammo buning ham o‘ziga xos “lekin”lari bor albatta. Birinchidan, bunday, embrionni sun’iy rivojlantirish va chaqaloq ko‘rinishiga keltirish texnologiyasining o‘zi yo‘q va hozirda bunday vazifa albatta tirik odam — surrogat ona vositasida amalga oshiriladi. Aytaylik, texnologiyalar rivojlanib, bir kun kelib, shunday imkoniyatli bort kompyuteri paydo bo‘lsa ham va u embrionni chaqaloqqa aylantira olsa ham (basharti), dunyoga kelgan o‘sha chaqaloq albatta astronavt bo‘la olishi masalasi turadi. Har holda odamning shaxsiy qiziqishlari va kasb tanlash qobiliyati degan tushunchalar bor. U bir kun aqlini tanib, o‘zining nimaga bunday taqdirga hukm qilinganini tushunib, astronavt bo‘lish va o‘sha yulduzga yetib borish fikridan voz kechmasligiga hech kim kafolat bera olmaydi.
Abadiy hayot
Bu esa nafaqat yulduzlarga uchishni istagan, balki Yerdan hech qayoqqa ketmay, shunchaki shu yerda yashashni istaydiganlarning ham orzusi. “Avlodlar kemasi”dan farqli o‘laroq, juda uzoq yashaydigan va kemaning koinot bo‘ylab parvozi davom etadigan yuzlab va balki minglab yillar davomida uni boshqarib, manzilga dadillik bilan uchadigan astronavtlar jamoasi. Albatta, uzoq yashash sirlari va umrboqiylik asrorlari zamonaviy ilm-fan tomonidan ham anchadan buyon jiddiy o‘rganilmoqda. Lekin bu borada eng katta muammo xromosomalar uchidagi telomerlar bo‘lib qolmoqda. Odamning o‘sishi uchun hujayralar bo‘lib ko‘payishini yaxshi bilasiz. Har safar hujayra bo‘linganida xromosoma uchidagi o‘sha telomerlar uzunligi qisqarib boradi. Inson qanchalik uzoq yashamasin, bir kun kelib o‘sha telomerlarning qisqarib-qisqarib, batamom tugaydigan payti keladi. Hujayralar esa o‘z DNKsini zararlashni boshlaydi. Bu degani, har qanday tirik organizmga, shu jumladan inson tanasiga hujayralarning ko‘pi bilan necha martagacha bo‘linishini aniq belgilab beradigan cheklovchi qoida kiritilgan bo‘lib, baribir abadiylik bunday jism bilan imkonsizdir. Albatta, o‘sha telomerlar o‘zi uzunligini saqlab turishi bilan muammoni hal qilish mumkin degan fikr nafaqat fantastlarning, balki oddiy odamning ham xayoliga kelishi mumkin. Lekin hozircha fanda buning iloji borligi nazariy yoki gipotetik imkoniyati ham ko‘rilmagan. Telomerlarni saqlab tura oladigan keksa hujayralar hozircha hech qaysi tirik organizm turkumida yo‘q.
Anabioz
Yulduzlararo sayohat haqida va’z o‘quvchi fantastlarda eng ko‘p ilgari suriladigan fikr — astronavtlarni anabioz holatiga tushirib qo‘yib uchirish. Umrboqiy astronavtlar yoki kosmik kema bortida hunarini avloddan avlodga qoldiradigan astronavtlar jamoasi haqidagi fikrlar absurd ekan, unda haqiqatan ham puxta tayyorgarlikdan o‘tgan va missiya rejasini hech qachon unutmaydigan, uning bajarilishini o‘ziga sharaf deb bilguvchi astronavtlarni anabioz holatiga kiritish va ularni o‘sha olis yulduzlarga uchirish g‘oyasi-chi?! Iddaoga ko‘ra, anabioz holatidagi odam yoki mutlaqo qarimaydi, yoki juda-juda sekin qariydi va belgilangan vaqtga qadar “uyqu rejimi”da bo‘ladi. Afsuski, biokimyo bu holatda ham yana o‘sha telomerlari bilan bizning xayollarimizni yovvoyi kaptardek uchirib yuboradi.
Gap shundaki, inson organizmida har doim muayyan sondagi radioaktiv elementlar mavjud bo‘ladi. Ular o‘zimiz uchun sezilarsiz va xavfsiz bo‘lgan muayyan juda kichik dozadagi nurlanishlar chiqarib turadi. Odam tanasida bunday radioaktiv element nurlanib chiqib ketib bo‘lishi bilan uning o‘rnini boshqasi (yangisi) to‘ldirib turadi. Agar odam anabioz holatida qarimasa, uning telomerlari qisqarmaydi va hujayralari ham bo‘linmaydi. Bunday holatda esa tanadagi radioaktiv elementlarning o‘zidagi nurlanish odam tanasining o‘zida to‘planib boradi va oxir-oqibat tana o‘z-o‘zini nurlatishdan nobud bo‘lishi mumkin. Hatto qarishni sekinlashtirish ham bundan yordam bera olmaydi. Odamning o‘z tanasidagi tabiiy radioaktiv elementlari orqali o‘zini o‘zi nurlatib qo‘ymasligi uchun hujayralar o‘z maromida muttasil bo‘linib ko‘payishi kerak.
Harakat
Yuqorida aytilgan odamning o‘zi bilan bog‘liq biologik, biokimyoviy va ijtimoiy-axloqiy masalalarni istisno qilib, yulduzlarga uchishning faqat texnik masalalarini ko‘rib chiqsak ham, hafsalani dabdala qiluvchi qator to‘siqlarga duch kelamiz. Eng birinchisi — harakat muammolari yuzaga chiqadi. Biz bugungi kunda foydalanadigan reaktiv uchish apparatlarida favqulodda ulkan miqdorda yoqilg‘i yonishi evaziga harakat ta’minlanadi. Kosmosga uchishda esa Yerdan olib ketilgan har qancha yoqilg‘i zaxirasi bilan ham uzoqqa bora olmaysiz. Vaziyatga yechim — yoqilg‘ini yo‘l-yo‘lakay g‘amlab borishdir. Yulduzlararo ochiq koinotda yo‘l-yo‘lakay qo‘nib yoqilg‘i qazib olib g‘amlab ketish mumkin bo‘lgan sayyoralar va asteroidlar yo‘q. Lekin yulduzlararo fazoda tiqilib yotgan atomar vodoroddan yoqilg‘i sifatida foydalansa bo‘ladi. Lekin ushbu muhitda atomar vodorod ham shu darajada siyrakki, uni yig‘ib olish uchun juda katta maydonga ega “etak” kerak bo‘ladi. Hisoblashlarga ko‘ra, 2000 km2 yuzaga ega “etak” vodorodda ishlaydigan dvigatel uchun yoqilg‘i to‘plab uchish imkonini bergan bo‘lur edi. Tasavvur qilyapsizmi? 2000×2000 kilometr o‘lchamli etak! Kosmik kema shunday etakni o‘zi bilan olib uchishi, birinchidan, uning tezligini keskin pasaytirsa, ikkinchidan, bunday ulkan etakni o‘rnatishni o‘zi katta muammo bo‘ladi. Shunga qaramay, texnik jihatdan samarasizligi kundek ravshan bo‘lgan ushbu g‘oya qachonlardir ko‘rib chiqilgan ham.
Zararlanish
Bizga eng yaqin yulduz Sentavr α bo‘lib, u Yerdan 4 yorug‘lik yili masofasida joylashgan. Unga tomon oddiy avtomobilda 60 km/soat tezlik bilan yo‘lga chiqilsa, haydovchi 72 million yildan keyin manzilga yetib boradi. Shunday masofaga ucha oladigan texnik vosita ixtiro qilingan taqdirda ham, aytilgan muddat ichida tabiiy yemirilishning barcha maksimal muddatlari tugab bitadi. Shu sababli imkon qadar katta tezlikka erishish baribir g‘oyat muhim. Lekin qandayin katta tezlikka erishilmasin, kosmik kema korpusi yulduzlararo fazodagi atomar vodorod donalariga urilib uchib borishi kerak bo‘ladi. Bu degani, kema korpusi juda mayda atomlar bilan bo‘lsa-da, lekin harholda muttasil bombardimon bo‘lib turadi. Bu esa har qanday mustahkam material ham yedirilib, adoyi tamom bo‘lishiga olib keladi.
Ikki xil yechim bor. Korpusning o‘shanday zararlangan joylarini muttasil ta’mirlab turadigan odamlar yoki robotlar kerak bo‘ladi. Lekin bu holda ham korpusga yamoq solish uchun doimiy xomashyo zarur bo‘ladi. Katta masofalarga uchishda bunday ko‘p miqdorida material zaxirasi bilan uchish esa unchalik ham to‘g‘ri g‘oya emas. Ikkinchi variant — o‘z-o‘zini ta’mirlay oladigan “aqlli” materiallardan kema korpusi tayyorlash bo‘lgan bo‘lardi. Hozirda kosmik agentliklar aynan shunday materiallar ustida izlanishlar olib bormoqda. Yomon xabar shundaki, bunaqa material mavjudligiga olimlarning o‘zlari ham ishonmaydi.
Gravitatsiya
Odam tanasi tuzilishi Yer gravitatsiyasiga chambarchas bog‘liq. Odamlar Yer gravitatsiyasidan xoli sharoitda vaznsizlik sharoitida yashaganida organizm kuchli zo‘riqa boshlaydi. Gravitatsiyasiz sharoitda atigi bir necha hafta yashagan kosmonavtning suyaklari mo‘rtlasha boshlaydi. Mushaklarda jiddiy o‘zgarishlar yuz beradi. Gravitatsiyasiz muhitda uzoq yashash esa xatarli va o‘limgacha olib keladi. Albatta, kosmik kema bortida odamlar maxsus mashqlar va parhez orqali buning oqibatlari bilan kurashishi mumkin. Lekin o‘ta uzoq muddat vaznsizlik sharoitida yashagandan so‘ng organizmdagi hujayra va to‘qimalarda tiklab bo‘lmas o‘zgarishlar sodir bo‘ladi va astronavt harakat qobiliyatini butunlay yo‘qotadi. Uzoq yulduzlarga safarni qo‘ya turing, astronavtlar qisqa muddat orbitada ishlaganida ham ko‘rish qobiliyatining sezilarli keskin pasayishi sodir bo‘ladi. NASA odamlarni Marsga uchirishdan avval aynan shu muammoni hal qilishi kerakligini yaxshi biladi va hozirda bu tashkilot fiziologlari buning ustida bosh qotirmoqda.
Albatta, muttasil vaznsizlik sharoitida yashash va buning oqibatlari bilan kurashishdan ko‘ra yulduz tomon parvoz qilayotgan kema bortida sun’iy gravitatsiya hosil qilish mumkin. Lekin buning uchun mislsiz darajada katta energiya sarfi zarur bo‘ladi. Energiya esa shundoq ham diqqinafas kosmik kema muhitida eng qadrli va qiymati baland narsa bo‘ladi. Yoqilg‘i energiyasi muammosi haqida yuqorida yozilganini bir eslang...
Havo va ozuqa
Muhandislar yuqorida sanab o‘tilgan barcha-barcha o‘rinli va noo‘rin muammo va masalalarni hal qilib, yulduzlar tomon astronavtlarni uchirib yuborgan taqdirda ham, juda uzoq safar qiladigan bunday kema aholisiga hayotiy ta’minot — ovqat va havo kerak bo‘ladi. Ular yeyishi, ichishi, nafas olishi, yuvinishi, uxlashi, chiqindilarini qayergadir to‘kishi va boshqa hayotiy muhim ishlarni bajarishi kerak bo‘ladi. Yer yaqinidagi obyektlarga uchish asnosida biz bu kabi masalalarga allaqachon duch kelganmiz va ularni qisman muvaffaqiyatli hal qilganmiz ham. Lekin olis safarlar uchun o‘zi bilan olib uchgani ovqat va suv zaxirasining favqulodda katta manbalari kerak bo‘ladi. Bu esa shundoq ham joy tor bo‘lgan kosmik kema bortida unchalik ham foydali yechim bo‘lmaydi. Eng yaxshisi, koinot kemasi bortida mustaqil ekosistema barpo qilish bo‘lgan bo‘lur edi. Bunda o‘simliklar havo ishlab chiqarib berib tursa va o‘rniga odam chiqindilarini o‘g‘it sifatida o‘zlashtirsa balki ko‘zlangan maqsadga erishishga kifoya qilar darajada astronavtlarni ta’minlar? Harholda bu masala shu tariqa hal etilgan taqdirda ham, baribir uchishdan avval bundan avvalgi to‘qqizta muammoni hal qilish kerak...