Zjawisko czasu i przestrzeni oraz grawitacji.

Grawitacja to siła kosmosu która spaja materię, określa ona rozwój wszechświata i jego przyszłość, działa ona w skali setek lat świetlnych, ale też pojedynczych atomów, które w jakiś sposób ją wytwarzają by mogła się zsumować do grawitacji galaktyk czy układów planetarnych. Grawitacja ma wpływ na przestrzeń i na upływ czasu, czym większe natężenie pola grawitacyjnego tym upływ czasu jest wolniejszy. W warunkach planetarnych są to miliardowe części sekundy na każdą sekundę upływającego czasu, dylatacja ta jest więc niewielka. Zjawisko tego typu dylatacji wynika z analizy teorii względności i odpowiednich przekształceń wzorów. Pole grawitacyjne jest najbardziej trudnym do uchwycenia zjawiskiem co do swojej istoty, gdyż jest ono z jednej strony oddziaływaniem należącym do oddziaływań słabych, a jednocześnie jest ono rzeczywistością przejawiającą się w najbardziej jaskrawy sposób i dotyczącą ściśle określonych warunków funkcjonowania cywilizacji. To właśnie pole grawitacyjne jest łącznikiem pomiędzy masą, a przestrzenią o nie rozumianej co do swojej istoty wzajemnej interakcji. Czas, przestrzeń, pole grawitacyjne i materia, są wzajemnie połączone i tworzą rzeczywistość, określoną ich cechami. Najlepiej poznana pod względem swoich cech i właściwości jest materia, która jest najbardziej ewidentną emanacją sił kosmosu, z którą mamy bezpośredni i fizyczny kontakt uwarunkowany zdolnościami percepcji i zdolnościami poznawczymi. Nie dostrzegamy jednak przestrzeni, która jest trudna do uchwycenia, istnieje ona w tle i nie wiele o niej wiemy, z kolei czas wywierający istotny wpływ na funkcjonowanie życia na Ziemi, jest niewidzialnym oddziaływaniem, które wplata się we wszystkie wątki działalności ludzi wyznaczając ramy, poza które nikt nie jest wstanie wykroczyć. Charakterystyczne jest, że żyjąc zanurzonym w polu grawitacyjnym, nie odczuwamy faktu dotyczącego spowolnienia tempa upływu czasu, gdyż zewnętrzna materia i przestrzeń, oscylują w tym samym tempie, wszystkie procesy zatem przebiegają w tym samym tempie i nie ma między nimi dylatacji. Najbardziej interesującym tutaj jest sam mechanizm, za pośrednictwem którego dochodzi do dylatacji czasu w ośrodkach o różnym natężeniu pola grawitacyjnego, bo sama znajomość matematyki nie uprawnia i w tym przypadku do konkretnych działań w zakresie technologii, by tym samym można było wykorzystać całą tą wiedzę w praktyce. Całość kosmosu jest podzielona na różne strefy dylatacji o innym tempie upływu czasu ale jej wartości są tak niewielkie, że nie wydaje się on zachowywać stosownie do tego rodzaju podziału spowodowanego samą grawitacją statyczną - zauważmy, że nie wyszliśmy jeszcze poza fazę eksploracji własnego systemu planetarnego, by to sprawdzić w szerszej skali. Wyjątkiem są czarne dziury, gwiazdy neutronowe i pulsary, przy bliskości których istnieje potężne pole grawitacyjne - tam dylatacja czasu jest setki milionów i miliardy razy większa niż w warunkach Ziemi, w warunkach istniejących w okolicach czarnych dziur dylatacja czasu wynosi 100 procent - czas na "powierzchni" czarnej dziury zatrzymuje się zupełnie. Być może dochodzi w przypadku bardziej masywnych czarnych dziur do przekroczenia wartości 100 procent spowolnienia, jednak efekt tego rodzaju zjawiska jest tutaj raczej trudny do uchwycenia i chyba jednak nie ma potwierdzenia w dotychczasowych obliczeniach bazujących na fizyce czarnych dziur. Z innego podejścia do analizy fizyki wynikają pewne pytania, na których istnieje mało konstruktywna odpowiedź we współczesnej fizyce teoretycznej i eksperymentalnej, zjawiska które mają związek z polem grawitacyjnym są dostrzegane powszechnie w życiu codziennym, jednak nie w stopniu umożliwiającym ich opanowanie i wykorzystanie w określonych celach praktycznych.

Różne techniki transportu kosmicznego.

Począwszy od pierwszych rakiet budowanych jeszcze w starożytnych Chinach, poprzez pierwsze rakiety na paliwo ciekłe jak V2, Redstone, promy kosmiczne i inne rakiety, które z czasem opanowały technikę transportu kosmicznego, aż do chwili obecnej zasady będące tematem badań pionierów teorii lotu kosmicznego jak K. Ciołkowski i późniejszych promotorów tejże technologii, były przez lata jedyną dostępną metodą podróży kosmicznej, w tym umieszczania satelitów, lotów na stacje kosmiczne oraz dalszych podróży jak wyprawy na Księżyc. Istniejące obecnie nowe odmiany technologii rakietowej jak silnik strumieniowy, jonowy, a nawet napęd wykorzystujący reaktor atomowy ( jak np. niegdyś Topaz 2 produkcji Radzieckiej), z uszlachetnionym do ponad 90 % rdzeniem uranowym, były kiedyś bardziej popularne wśród konstruktorów, chociaż nie zostały wprowadzone nigdy do użytku komercyjnego. Pomimo całej wiedzy konstruktorów i obecnych wysiłków obejmujących próby polepszenia możliwości powszechnie stosowanych rakiet, postęp w tym przypadku przebiega praktycznie najwolniej w obrazie całej technologii istniejącej na świecie i pozostaje w kontraście np. z szybko rozwijającą się technologią elektroniki i oprogramowania oraz postępem w materiałach fizyki ciała stałego, oraz fizyki plazmy. Już od chwili wynalezienia materiałów rozszczepialnych i pracującego m.in.w Los Alamos S. Ulama, który również przedstawił nowe rozwiązanie w zakresie detonacyjnego napędu atomowego do statków kosmicznych, o czym nie każdy wie, próbowano ujarzmić energię rozszczepienia atomu w celu napędu właśnie statków kosmicznych ale jak wiemy nikomu nie udało się tego dokonać aż do czasów dzisiejszych. Energia atomowa już z racji swojej potężnej siły, nie nadaje się do zastosowania w warunkach planetarnych, a kontrolowanie jej jest bardzo utrudnione, bo z jednej strony mamy trudny do opanowania proces reakcji łańcuchowej przy rozszczepieniu ciężkich jąder atomowych, a z drugiej mamy problem łączenia się lekkich jąder atomowych wykorzystywanych w technologi syntezy jądrowej, a jak wiemy do podtrzymania fuzji potrzebna jest energia którą trzeba najpierw dostarczyć, co wiąże się z poważnymi utrudnieniami technicznymi i dopiero za pewien czas dojdziemy do chwili wypracowania ewentualnych silników termojądrowych mogących napędzać statki kosmiczne. Wszystkie te przeszkody, wynikające z poziomu obecnej wiedzy, która uległa wymuszonemu przez ostatnią wojnę odchyleniu w kierunku właśnie energii atomowej, pomijając obfite, czyste źródła energii, jak energia pól fizycznych, próżni i grawitacji, ustanowiły taki właśnie obraz w technice transportu w różnej formie. Przez fakt pracy nad powyższymi technologiami na przestrzeni XX wieku odstąpiono od prowadzenia prac nad wieloma obiecującymi technologiami, bazującymi na energii pola i próżni. Nie podjęto istotnych prób opanowania na powszechną skalę zjawiska grawitacji, co do dziś przejawia się brakiem zrozumienia oddziaływań słabych - oddziaływania grawitacyjnego, zbyt duży nacisk położono na poznanie mechanizmów oddziaływań mocnych, wewnątrz struktury atomu, to spowodowało, że ludzkość wciąż jest "uwięziona" na własnej planecie. Tego typu niesymetryczny postęp techniczny trwa do dziś - z jednej strony potrafimy budować potężne komputery i poznaliśmy zjawiska przepływu prądu w ciałach stałych, zrozumieliśmy do pewnego stopnia elektromagnetyzm oraz wykształciliśmy metody przetwarzania danych i ich magazynowania. Jednak jeżeli chodzi o podróże kosmiczne to dalej panuje daleko posunięta niemoc w skali świata. Niektóre podejmowane ostatnio próby polepszenia możliwości w rakietowych pojazdach wielokrotnego użytku są na pewno dobrym kierunkiem na przyszłość, ale jeżeli chodzi o cos więcej niż poruszanie się w obrębie pobliża Ziemi - orbity okołoziemskiej, to nie opracowano bardziej wydajnych metod transportowych. Są oczywiście różne formy prac prototypowych dotyczących napędu plazmą, energią słoneczną, energią laserów, jednak to wszystko nie jest tym czego potrzeba naprawdę ludziom w naszych czasach, a zwłaszcza tym, którzy oczekują czegoś więcej niż może im dać obecna technologia. A możliwości jest bardzo dużo. Jednak trzeba chyba przyjąć do wiadomości to, że technologia oparta na rakietach chemicznych używana będzie jeszcze bardzo długo, co więcej, prawdopodobnie Mars zostanie jeszcze skolonizowany, przynajmniej w początkowej fazie, przy pomocy konwencjonalnego napędu chemicznego, pomimo licznych prób pracujących nad nowymi napędami naukowców różnego pokroju. Tak się także składa, że kapitał, wszędzie tam gdzie jest on obecny w dużych ilościach, umacnia tą określoną technologię, która jest obecnie dostępna, jak np. dzieje się w przypadku firm dużych, które widzą w kolonizacji i eksploracji przestrzeni kosmicznej zarobek. Bez tego wsparcia dalej zakrojone działania nie mają odpowiedniej siły przebicia. Dodatkowo postęp w eksploracji przestrzeni kosmicznej często spowolniony jest przez próżne spory międzynarodowe, sprzeczne interesy i walkę ekonomiczną o wielu twarzach. Chyba nie należy w najbliższej przyszłości spodziewać się istotnej zmiany tej sytuacji, zbyt wiele dumy i uprzedzeń poszczególnych nacji pokutuje w stosunkach wzajemnych w wielu rejonach świata, aby można było uznać, że sprawy same się unormują. Brak porozumienia bardzo często ma podłoże ekonomiczne, a tam gdzie wchodzą w grę duże pieniądze, walka najczęściej jest bezwzględna.

Od robotów do załogowych podróży kosmicznych.

Robotyka to dziedzina technologii obejmująca napędy, sterowanie elektroniczne z wymaganym oprogramowaniem oraz zaawansowaną mechanikę pozwalającą na konstruowanie robotów wszelkiego typu. Opanowanie budowy robotów bardziej zaawansowanych technologicznie i obdarzonych niezależnym systemem podejmowania decyzji, może wpłynąć na radykalne przyśpieszenie procesu postępu cywilizacyjnego. Kluczowym momentem w technologii budowy robotów będzie chwila, w której zostanie opanowana nierakietowa technologia napędu robotów, która nie będzie zależna od ilości paliwa w warunkach próżni zupełnej, czyli warunkach jakie panują poza atmosferą Ziemi. Połączenie technologii napędu z autonomicznym systemem opartym np. na sztucznej inteligencji, sieciach neuronowych przyśpieszyć może znacznie kolonizację planet w systemie słonecznym. Obecnie istniejąca i już dość dobrze wykrystalizowana technologia sterowania robotami pozwala na realizowanie nawet bardzo wyszukanych konstrukcji robotów, jednak zdalne sterowanie robotami na większą odległość napotyka na problem skończonej prędkości fali elektromagnetycznej w przestrzeni, co powoduje, że sterowanie robotami w sytuacjach wymagających komunikacji między bardzo oddalonymi punktami nadawania sygnału i jego odbioru przez roboty w przestrzeni, staje się niemożliwe lub bardzo utrudnione. Autonomiczne systemy sterowania w robotach bazujące na sztucznej inteligencji omijają ten problem. Problem konwencjonalnego napędu rakietowego dla zrobotyzowanych przedsięwzięć polega na niewielkich prędkościach uzyskiwanych za pośrednictwem tego typu rozwiązań. Konwencjonalne napędy dobrze spisują się w sytuacji pobliża Ziemi, gdy istnieje potrzeba wystrzelenia nowego satelity, czy budowy małych stacji orbitalnych, jednak zawodzą gdy w grę wchodzi odległa eksploracja poza-planetarna. We współczesnej technologii są to jednak najbardziej popularne metody wynoszenia ładunku poza atmosferę. Impuls właściwy obecnych rakiet nie przekracza 450 s, co oznacza w praktyce, że osiągnięcie najbliższej Ziemi planety wymaga około 8 miesięcy lotu (przy korzystnym ustawieniu planet i znośnych do zaakceptowania rozmiarach rakiet). Impuls właściwy napędu atomowego z wykorzystaniem ciekłego wodoru - Nerva miał wynosić 850 s jednak nigdy nie został wprowadzony do użytku komercyjnego. Gdyby udało się opracować budowę robotów napędzanych siłami nie polegającymi na ciągu rakietowym lecz np. na oddziaływaniu pól - nastąpiłby niewspółmierny do obecnych uwarunkowań technologicznych postęp cywilizacyjny, być może do tego zmierza sytuacja kreowana przez największe ośrodki naukowo - techniczne w różnych rejonach Ziemi. Wszelkie próby zmiany rodzaju i metod napędu jakim dysponują współczesne statki kosmiczne, jak dotychczas spełzły na niczym, co biorąc pod uwagę okres w jakim następował rozwój napędu rakietowego ( przyjmując datę początkową jako moment skonstruowania pierwszej rakiety na paliwo ciekłe przez Roberta Goddard'a na początku zeszłego wieku) może skłaniać do zastanowienia się nad przyczyną braku innych technologii napędów działających w przestrzeni kosmicznej w naszych czasach. Robotyzacja prawdopodobnie do pewnego stopnia będzie rozwijała się równolegle do technologii eksploracji kosmosu. Dzisiaj roboty wykonują prace, których człowiek nie chce wykonywać ze względu na ich monotonność lub złe warunki otoczenia w rejonie pracy, w przyszłości zdominują one nie tylko fabryki, jak dzieje się to dzisiaj, lecz wkroczą do dziedzin życia człowieka typu opieka nad wymagającymi pomocy ludźmi, ludźmi w podeszłym wieku, chorymi, będą one przygotowywać samodzielnie posiłki i inne prace domowe, zmieni się skala i pole, umożliwiające zastosowanie robotów, powstaną nowe zawody i funkcje w społeczeństwie. Rozwój robotyzacji i automatyki jest dobrze przedstawiony i widoczny w technologii produkcji samochodów, gdzie roboty są powszechnie stosowane już od dawna i w zasadzie każda fabryka aut posiada produkcyjne linie zautomatyzowane. Jeszcze nie dawno przy tego typu pracy, którą wykonują obecnie roboty, pracowali ludzie i zostali oni wyeliminowani przez automaty, które raz zaprogramowane mogą pracować całodobowo i nigdy nie odmówią wykonania danej pracy. Istotnym momentem będzie osiągnięcie równowagi pomiędzy autonomią robotów, a oprogramowaniem stworzonym przez konstruktorów. Zanim powstaną na wielką skalę roboty z cechami osobowościowymi przypominającymi do złudzenia człowieka, zarówno pod względem cech psychicznych, mimiki, poruszania się i zdolności poznawczych, co już się powoli odbywa, trzeba zastanowić się, czy tego typu technologia jest tym czego można by sobie na prawdę życzyć. Gdy rozróżnienie robota od jego konstruktora stanie się niemożliwe, wtedy robot może zająć miejsce konstruktora i nikt nie zauważy tej zmiany, tego typu nonsensów trzeba w przyszłości uniknąć. Są dwa nurty robotyki, które zdominują w przyszłości przemysł eksploatowania zasobów planety oraz zajęcia wymagające bardzo dużej precyzji. Z jednej strony będziemy mieli do czynienia z robotami, które sterować będą innymi maszynami (pojazdami wydobywczymi, pojazdami drogowymi), będą to drony z autonomicznym systemem podejmowania decyzji, oraz maszyny produkujące syntetyczne produkty żywnościowe, typu np. syntetycznego mięsa. Innym obszarem działalności automatów, będą całkowicie automatyczne fabryki, w pracę których człowiek nie będzie musiał w najmniejszym stopniu ingerować, będą produkować one wszystko co potrzebne do życia na planecie, począwszy od ubrań do wszystkich przedmiotów codziennego użytku. Kolejnym krokiem w robotyzacji może stać się opracowanie technik transportu polegającego na wykorzystaniu pola grawitacyjnego, wprowadzenie metod typu silników kwantowych, przesyłu danych za pośrednictwem lekkich cząstek typu neutrin, oraz opanowanie technik regeneracji tkanek organizmu wspomaganej zestawem metod medycyny, zmieni obraz rzeczywistości, w której żyć będą ludzie.
Robotyka to bardzo interesująca dziedzina wiedzy i technologii, która pozwala na rozwiązanie licznych problemów w technice, może ona również być rozbudową możliwości ludzkich, w tym możliwości ludzkiego umysłu oraz organizmu. W przeciągu najbliższych lat technologie oparte na robotach używanych poza Ziemią nabiorą na znaczeniu i wyjdą funkcjonalnie poza coś więcej niż łaziki marsjańskie i księżycowe. Obecnie rozwijana technologia druku 3D może zmienić się w kierunku budowy za pośrednictwem robotów 3D stałych baz budowanych z materiału miejscowego na "srebrnym globie" i Marsie, po to by umożliwić wydobywanie cennych materiałów i surowców do celów przemysłowych oraz zainicjować rozwój miejscowego przemysłu i osadnictwa. Pomimo piętrzących się trudności technicznych, nie brakuje chętnych do tego rodzaju inwestycji - technologia kolonizatorska w obrębie systemu słonecznego, może zwrócić się wielokrotnie i zainwestowane pieniądze nie pójdą na marne. Należy spodziewać się, że odpowiednie instytucje i firmy połączą swoje siły, żeby tylko osiągnąć swoje cele i stanie się to szybciej niż może się zdawać. Nikt nie jest w stanie zamknąć drogi prowadzącej do eksploatacji zasobów systemu słonecznego, jedyną barierą w tym przypadku jest odpowiednia technologia - musi ona zapełnić pewność i bezpieczeństwo, zwłaszcza wtedy gdy jest to transport załogowy poza atmosferą. Są także chętni do budowy infrastruktury orbitalnej w celach turystycznych na znacznie większą skalę niż ma to miejsce dziś, o ile sytuacja dojrzeje do tego, by były z tego zyski. System słoneczny nie składa się wyłącznie z planet, ich księżyców i słońca, za to pełny jest mniejszych i większych odłamków skalnych i metalicznych, które są jak skarbce pełne cennych w warunkach ziemskich metali, surowców, niezbędnych w elektronice i całym przemyśle obecnym na Ziemi. Roboty mogą przyczynić się do szybszego powstania odpowiednich technik eksploatacji zasobów tych obiektów systemu słonecznego.
Człowiek nie wszędzie może pracować i nie we wszystkich warunkach sprawdza się, gdy chodzi o wydajność wykonywanych prac i swoje własne bezpieczeństwo i tak np. promieniowanie kosmiczne i pochodzące od słońca jest szkodliwe i bezpośrednio wręcz zabójcze dla organizmu ludzkiego - stąd pojawia się pole dla wykorzystania robotów. Na Ziemi żyjemy i przebywamy w warunkach w których obecna atmosfera w znacznym stopniu chroni ludzi zarówno przed szkodliwym promieniowaniem pochodzącym od centralnej gwiazdy w układzie słonecznym, jak i od twardego promieniowania z głębi kosmosu, roboty są praktycznie nie wrażliwe na tego typu oddziaływanie, nie mniej jednak pracując w warunkach promieniowania ich podzespoły mogą zostać częściowo aktywowane. W praktyce dysponujemy dość niską wiedzą dotyczącą różnych zagrożeń które można napotkać w układzie słonecznym - dopiero go poznajemy - żaden łazik marsjański, który przebywał na tej planecie dostatecznie długo nie wrócił na Ziemię, by można było dokonać badań zarówno pomiarów fizycznych i mikrobiologicznych. Księżyc jest najprawdopodobniej ogólnie sterylny i w porównaniu do Marsa zagrożenie mikrobiologiczne jest minimalne, czy Mars jest sterylny trudno stwierdzić - nie wykryto co prawda sporów w gruncie, jednak mogą one występować głębiej pod warstwą gruntu - należy pamiętać, że powierzchnia planety badana jest dopiero od 1975 roku, czyli od chwili lądowania pierwszej sondy Viking - jest to niewielki okres czasu by z pewnością odrzucić możliwość istnienia zagrożenia. Dodatkowo Mars z uwagi na rozrzedzoną atmosferę pozwala na dotarcie do swojej powierzchni meteorytów, które mogą zawierać spory z innych systemów planetarnych. Nie jest całkowicie wykluczone także to, czy planeta nie została już "zainfekowana" bakteriami z Ziemi, pomimo tego że bardzo dbano by pojazdy wysyłane z Ziemi były sterylne, to pewne bakterie mogły przetrwać lot w sondach wysyłanych na Marsa by dotrzeć do tej planety. Organizm ludzki to system otwarty wrażliwy na inwazyjny kod genetyczny i toksyny bakteryjne, to sprawia, że bezpieczniej w niektórych sytuacjach wysyłać dobrze zaplanowane misje zrobotyzowane - co jest czynione i dzisiaj, by poczyniły one odpowiednie przygotowania, po to żeby zapewnić ludziom wymagane bezpieczeństwo, w tym schronienie, zapasy żywności, wody pitnej, ochrony termicznej, tlenu i pędników chemicznych typu metanu i wodoru, oraz wszelkich innych substancji koniecznych przy eksploatacji planetarnej na powierzchni kolonizowanych globów. Jednak sytuacja przedstawia się w ten sposób, że obecnie większe szanse w wyścigu na "czerwoną planetę" mają w zasadzie bardzo nieliczne organizacje na Ziemi - opanowanie systemów podtrzymania życia na pokładach pojazdów kolonizacyjnych oraz transportu za pomocą napędu rakietowego jest ze sobą ściśle połączonym zestawem technik, bez współgrania których nie możliwa staje się żadna misja załogowa. Bez osiągnięcia określonego pułapu technologicznego całość staje się mało sensowna. Aby utrzymać tego typu poziom oraz możliwość komunikacji międzyplanetarnej, konieczne są nakłady finansowe, które ponieść z pozytywnym skutkiem zdolne są tylko bardzo nieliczne instytucje na świecie. Pomimo tego, że trwają prace nad obniżeniem kosztu wynoszenia w przestrzeń kosmiczną, przypadającego na 1 kg ładunku, przy użyciu rakiet, poprzez np. odzyskiwanie członów rakietowych lub próbę konstrukcji rakiet wielokrotnego użytku, to sytuacja przedstawia się wciąż dość niekorzystnie w skali świata.