บทความนี้ มีที่มาจากคลิปของ โคซเกอซากท์ (kurzgesagt) ที่เอางานวิจัยมาทำคลิปเพื่อการศึกษา ตัว Stellar Engine คือจักรกลระดับดวงดาวของอารยธรรมระดับที่สามารถสร้างวงแหวนไดสัน (Dyson Sphere) ได้ เครื่องจักรกลขนาดใหญ่ยักษ์ที่ว่านี้ ออกแบบมาเพื่อเคลื่อนที่ระบบสุริยะของเราไปในกาแลคซี่ เพราะระยะทางที่กว้างและเวิ้งว้างในอวกาศ การเดินทางสำรวจอวกาศเพื่อย้ายถิ่นฐานเมื่อดวงอาทิตย์หมดขัยไปถึงระบบสุริยะที่ใกล้ที่สุดเพียง 3 ปีแสงก็ยังอาจต้องใช้เวลานับเป็น 100 ปีในการเดินทาง ด้วยปริมาณพลังงานมหาศาลในการเดินทางไป ชะลอความเร็ว เดินทางกลับ และชะลอความเร็วกลับเข้าวงโคจรดวงอาทิตย์ของเราอีก ต่อให้เราลงทุนด้วยทุกสิ่งทุกอย่าง มันก็ยังเป็นเรื่องที่ยากจนแทบเป็นไปไม่ได้ นักบินอวกาศจะต้องฝากงานให้กับทายาทในการทำภารกิจที่ไม่มีวันสำเร็จในช่วงชีวิตเดียว ดังนั้นแทนที่เราจะสร้างยานอวกาศสำหรับเดินทางเราก็ทำให้ระบบสุริยะของเรานี่ละเป็นยานอวกาศแล้วเดินทางเข้าเฉียดใกล้ระบบสุริยะต่างๆเพื่อทำการสำรวจเก็บกู้ทรัพยากร และอาจทำการแลกเปลี่ยนดวงอาทิตย์กับดาราจักรเป้าหมายถ้าจำเป็นเสียก็ได้ ในคลิปของโคซเกอซากท์นั้น จะมีรูปแบบเครื่องจักรดาราเพียง 2 แบบคือแบบของ ชคาดอฟ (Shkadov) และแบบของ คาพลาน (Caplan) แต่ ณ ปัจจุบันจะมีงานวิจัยเพิ่มขึ้นมาเป็นเครื่องจักรดาราแบบ สโรโวนอส (Srovonos) ขึ้นมาอีกแบบ ดังนั้น บทความนี้ก็จะถือโอกาสอัพเดทขึ้นจากคลิปของโคซเกอซากท์ ว่า เครื่องจักรดาราของยานดารา ทำได้ ด้วยฟิสิกส์ที่พิสูจน์แล้วในปัจจุบัน ได้อย่างไรบ้าง
𝐒𝐡𝐤𝐚𝐝𝐨𝐯 𝐒𝐭𝐞𝐥𝐥𝐚𝐫 𝐄𝐧𝐠𝐢𝐧𝐞
เครื่องยนต์ขับเคลื่อนยานดาราของชคาดอฟ อิงอยู่บนหลักการว่าแสงมีโมเมนตัม ดังนั้นถ้าเรารวบรวมแสงซึ่งปรกติจะกระจายออกไปทุกทิศทางรอบดวงอาทิตย์ให้ฉายออกไปในทิศทางเดียว มันย่อมจะทำให้เกิดแรงขับเคลื่อนให้ดวงอาทิตย์เคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้ามด้วยอัตราเร่งเท่ากับอัตราการถ่ายเทโมเมนตัมของแสงหารด้วยมวลของดวงอาทิตย์ ดังนั้นถ้าเราเอากระจกทรงพาราโบลาไปล้อมรอบดวงอาทิตย์ เราก็จะสามารถควบคุมทิศทางของแสงไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งได้ กระจกดังกล่าวจะลอยอยู่เหนือดวงอาทิตย์โดยไม่อาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ของการโคจร แต่มันจะลอยอยู่ด้วยแรงดันจากแสงของดวงอาทิตย์
--------------------------𝘦𝘹𝘢𝘮𝘱𝘭𝘦------------------------
สมมุติที่ระยะวงโคจรของโลก 150 ล้าน กิโลเมตรจากดวงอาทิตย์ และค่าความเข้มแสงจากดวงอาทิตย์ I ที่ 1400 W/m² ตรงนี้ เราเอาค่าความเข้มแสงหารด้วยความเร็วแสง 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที เราจะได้ค่าแรงดันแสงที่ 4.67 x 10 ⁻⁶ปาสคาล แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ณ วงโคจรโลกนี้จะมีความเร่งที่ 0.0059 m/s² ถ้าเรามีวัสดุอุดมคติ X ที่ความหนาแน่น 1000 กิโลกรัมต่อลบม และค่าการสะท้อนแสง = 1 (ตรงนี้จะทำให้ แรงดันแสงเสมือนมีค่าเป็น 2 เท่าเพราะมันสะท้อนกลับไปทางตรงข้ามด้วยโมเมนตัมเท่าเดิม) ขอแค่กระจกของเราหนักไม่เกิน 0.00158 กิโลกรัมต่อตารางเมตร หรือทำเป็นแผ่นหนาไม่เกิน 1.58 ไมครอน แผ่นกระจกนี้จะลอยอยู่นิ่งเหนือดวงอาทิตย์ได้พอดี ไม่ตกลงด้วยแรงโน้มถ่วง และไม่ปลิวออกด้วยแสงจากดวงอาทิตย์ ความหนาของกระจกนี้ ไม่ว่าจะทำจากระยะไหนก็จะต้องการความหนาประมาณนี้ เพราะความเข้มแสงแปรตามระยะห่างกำลังสอง เช่นเดียวกับแรงโน้มถ่วง ดังนั้นค่าความหนาของวัสดุจะเป็นค่าคงที่ไม่ว่าจะวางกระจกไว้ที่ระยะไหนก็ตาม
--------------------------𝘦𝘹𝘢𝘮𝘱𝘭𝘦------------------------
ทั้งนี้ ปัญหาของเครื่องยนต์ขับเคลื่อนดาราของ Shkadov คือแรงขับของมันจะต่ำมาก ต่อให้เรารวบรวมแสงจากดวงอาทิตย์ทั้งหมดฉายไปในทิศทางเดียว มันก็จะสร้างความเร่งได้เพียง 6.4 x 10⁻¹³ m/s² แต่ถ้าทำแบบนั้นโลกเราก็จะไม่มีแสงเดือนตะวันเลย ค่าความเร่งที่ยอมรับกันจะอยู่ที่ราว 4x10⁻¹³ m/s² ด้วยความเร่งนี้ ภายในเวลา 1 ล้านปี ระบบสุริยะของเราจะทำความเร็วได้ 0.01 กิโลเมตรต่อวินาที หรือเคลื่อนที่ไปได้ราว 0.02 ปีแสง ซึ่ง... มันค่อนข้างจะช้าไปมาก อย่างน้อยในสักล้านปีเราก็อยากให้เดินทางไปได้สัก 3 ปีแสงละนะ ล้านปีเจอระบบสุริยะใหม่สักดวงเข้ามาใกล้ๆอะไรเงี้ย ดังนั้นแล้ว เราก็มาที่ระบบการขับเคลื่อนที่ก้าวหน้าขึ้นไปอีกขั้น นั่นคือ …
================================
𝐂𝐚𝐩𝐥𝐚𝐧 𝐒𝐭𝐞𝐥𝐥𝐚𝐫 𝐄𝐧𝐠𝐢𝐧𝐞
เครื่องยนต์ขับเคลื่อนดาราของคาพลานนั้นใช้หลักการแรงปฏิกิริยา เขาจะสร้างสถานีอวกาศขึ้นมาและสูบเอามวลของดวงอาทิตย์ด้วยพลังงานจากวงแหวนไดสัน สถานีอวกาศนี้เป็นเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์สันดาปไฮโดรเจนเข้าเป็นฮีเลียม เร่งสร้างพลาสม่าร้อน ปล่อยออกเป็นไอพ่น 2 ด้าน ด้านหนึ่งคือผลักใส่ดวงอาทิตย์และอีกด้านหนึ่งคือผลักออกสู่ความเวิ้งว้างของอวกาศ ขีดความสามารถในการทำความเร็วของเครื่องยนต์คาพลานนี้ ขึ้นอยู่กับปริมาณสารขับดัน/เชื้อเพลิงที่สามารถขนออกมาได้จากดวงอาทิตย์ ซึ่งก็คือจำกัดด้วยพลังงานที่สามารถเก็บกู้ออกมาได้จากวงแหวนไดสันที่ 3.83 x 10²⁶ วัตต์ ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานทั้งหมดของแสงอาทิตย์ทั้ง 100% ซึ่งจะเท่ากับเชื้อเพลิงไฮโดรเจนปริมาณราว 2 พันล้านล้านกิโลกรัมต่อวินาทีที่ระดับวงโคจรดาวพุธ การคำนวณตรงนี้สามารถคำนวณตามได้ด้วยสมการแรงโน้มถ่วงว่าถ้าจะยกเชื้อเพลิงจากระยะ r รัศมีของดวงอาทิตย์ขึ้นมาที่ระยะ R วงโคจรสถานีอวกาศของเราต้องใช้พลังงานกี่จูลต่อกิโลกรัม
ความเร่งของการขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์คาพลานนี้ คำนวณได้จากสมการซีออลคอฟสกี้ (Tsiolkovsky) ซึ่งเพราะสารขับดันของเรานี้ได้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งการสันดาปไฮโดรเจน 4 อะตอมจะให้พลังงาน 27 MeV หรือคิดเป็นพลังงาน 644 ล้านล้านจูลทุกกิโลกรัมไฮโดรเจน สารขับดันที่เก็บมา จะใช้ทำปฏิกิริยาเพียงครึ่งเดียว โดยส่วนฮีเลียมที่ได้จะพ่นออกสู่อวกาศอันเวิ้งว้าง ส่วนไฮโดรเจนจะพ่นกลับสู่ดวงอาทิตย์ เพราะเราไม่อยากให้เกิดสภาพฮีเลียมเป็นพิษในดวงอาทิตย์ของเรา พลังงานนี้ใช้สมการพลังงานจลน์เราจะคำนวณความเร็วสารขับดันได้สูงสุดคือ 0.08 C หรือ 8% ของความเร็วแสง มันจะสร้างความเร่งได้ถึง 1.32 x 10⁻⁸ m/s²
ตัวเลขความเร่งนี้จะต่างจากค่าประเมินในงานวิจัยที่ระดับ 10⁻¹⁰m/s² เพราะผู้เขียนสมมุติให้ประสิทธิภาพทุกอย่างเป็น 100% เนื่องจากเราจะทำการเปรียบเทียบเครื่องยนต์ 3 แบบ เราก็ต้องปรับสมมุติฐานของเครื่องยนต์ทุกแบบให้อยู่ในสภาพอุดมคติเหมือนกันจึงจะเทียบกันได้ ทั้งนี้ ที่ตัวเลข 1.32 x 10⁻⁸ m/s² ภายใน 1 ล้านปี เราจะได้ความเร็วที่ 416 กิโลเมตรต่อวินาที และทำระยะทางได้ 695 ปีแสง ถ้าเราคิดว่าความหนาแน่นดาวในกาแลคซี่เราอาจอยู่แถวๆ 1 ดวงทุกระยะ 4 ปีแสง เครื่องยนต์นี้ก็จะพาเราไปพบเจอดาวต่างๆได้ถึง 170 ดวงตลอดช่วงการเดินทาง
อย่างไรก็ตาม ปัญหาของเครื่องยนต์แบบคาพลานก็จะอย่างที่เราทุกท่านน่าจะรู้สึกเสียวๆ เราจะพ่นไอพ่นใส่อะไรนะ ใส่ดวงอาทิตย์ มันจะไม่ทำให้การไหลของกระแสพลาสม่าของดวงอาทิตย์ปั่นป่วนเหรอ ไม่เกิดโคโรน่าตู้มต้ามคุมไม่ได้ตายห่าตายหองกันเรอะ ตดไม่ทันหายเหม็นเวลาผ่านไปแค่ 1 ปี งานวิจัยของคาพลานก็คลอดออกมา มันก็มีวิธีการขับเคลื่อนดาราจักรแบบใหม่ ที่ปรับปรุงขึ้นจากเครื่องยนต์แบบผลักเป็นเครื่องยนต์แบบลากจูง นั่นก็คือ...
================================
𝐒𝐫𝐨𝐯𝐨𝐧𝐨𝐬 𝐒𝐭𝐞𝐥𝐥𝐚𝐫 𝐄𝐧𝐠𝐢𝐧𝐞
เครื่องยนต์ขับเคลื่อนระบบสุริยะของสโรโวนอสเป็นเครื่องยนต์แบบไอพ่นเช่นเดียวกับเครื่องยนต์ของคาพลาน เพียงแต่ว่า มันอาศัยแรงโน้มถ่วงของตัวสถานีเองในการลากดวงอาทิตย์ให้เดินทางตามตัวสถานีอวกาศไป ในกรณีถ้าเราดัดแปลงดาวพุธขึ้นมาเป็นสถานีอวกาศ ขนถ่ายมวลสารจากดวงอาทิตย์เข้าสู่เตาปฏิกรณ์ดาวพุธด้วยพลังงานจากวงแหวนไดสัน สันดาปไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม ที่ระยะทาง 0.16 AU แรงโน้มถ่วงที่ดวงอาทิตย์กระทำกับดาวพุธจะอยู่ที่ 0.23 m/s² ซึ่งจะสมดุลกับการขับเชื้อเพลิงสันดาปปริมาณ 2x10¹⁵ กิโลกรัมต่อวินาที ได้สารขับดันฮีเลียมที่ความเร็ว 0.12 C ทิศทางของไอพ่นที่ระยะ 0.16 AU เบี่ยงออกเพียง 0.82 องศาก็พ้นรัศมีดวงอาทิตย์ ดังนั้น ในทางเวคเตอร์แล้ว การเบี่ยงมุมไอพ่นออกจากดวงอาทิตย์ มีผลเล็กน้อยมากเมื่อเทียบกับประโยชน์ที่ไม่ต้องเสียสารขับดันไปผลักดวงอาทิตย์ เครื่องยนต์ของสโรโวนอสในทางอุดมคติจะมีความเร่งสูงกว่าเครื่องยนต์ของคาพลานไป 2.8 เท่า ที่ 3.74 x 10⁻⁸m/s²
ที่ความเร่งนี้ ภายในระยะเวลา ภายใน 1 ล้านปี เราจะได้ความเร็วที่ 1,180 กิโลเมตรต่อวินาที และทำระยะทางได้ 1,970 ปีแสง ถ้าเราคิดว่าความหนาแน่นดาวในกาแลคซี่เราอาจอยู่แถวๆ 1 ดวงทุกระยะ 4 ปีแสง เครื่องยนต์นี้ก็จะพาเราไปพบเจอดาวต่างๆได้เกือบ 500 ดวงตลอดช่วงการเดินทาง สำหรับความเร็วการโคจรของดาวฤกษ์ของเราในกาแลคซี่ทางช้างเผือกคือ 210 กิโลเมตรต่อวินาที ในกรณีของเครื่องยนต์คาพลาน มันอาจจะเสี่ยงไปสักหน่อยถ้าจะเร่งความเร็วเพื่อโคจรกลับข้างทวนทิศทางของกาแลคซี่เพื่อที่เราจะมีโอกาสเจอดาวต่างๆที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้เยอะขึ้น แต่กับเครื่องยนต์คาพลาน เราน่าจะสามารถปรับเปลี่ยนวงโคจร ใช้ Gravity assist จากหลุมดำใจกลางแรงโน้มถ่วง เปลี่ยนทิศการโคจรกลับด้านได้ค่อนข้างสะดวกปลอดภัย
สำหรับเครื่องยนต์ของสโรโวนอส เราจะสามารถเพิ่มความเร่งได้มากขึ้นกว่าตัวเลข 3.74 x 10⁻⁸ m/s² ขึ้นไปถึงหลัก 4-5 x 10⁻⁸m/s² เพราะยิ่งสถานีอวกาศอยู่ใกล้ผิวดวงอาทิตย์ เราจะต้องการพลังงานน้อยลงในการขนส่งเชื้อเพลิงออกจากผิวดาว และทำให้เราเร่งเครื่องได้มากขึ้น แม้ว่าจะต้องเบี่ยงมุมไอพ่นเพิ่มขึ้นก็ตาม แต่ขนาดของสถานีอวกาศของเราก็ต้องลดมวลลงตามระยะที่ลดลงด้วยเพราะยิ่งเข้าใกล้เราก็ต้องใช้มวลจำนวนมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์
สุดท้ายนี้
อารยธรรมโลกของเราจะก้าวไปสู่การเป็นสิ่งมีชีวิตข้ามดวงดาวได้หรือไม่ ก้าวแรกของเราน่าจะยังอยู่ที่การหาสันติภาพภายในของพวกเราเอง เพราะงานโครงสร้างอย่าง จะวงแหวนไดสัน หรือเครื่องยนต์ดาราจักร มันต้องใช้ทรัพยากรขนาดจะย่อยแยกดาวพุธมาเป็นกระจกหรือสถานีอวกาศ ใช้ฮีเลียมและไฮโดรเจนจากดาวพฤหัสในการทำเหมืองแร่โลหะในแถบดาวเคราะห์น้อย แต่เรายังพอมีเวลาเหลืออีกกว่า 500 ล้านปีกว่าที่ดวงอาทิตย์จะร้อนจนสิ่งมีชีวิตดำรงอยู่บนโลกใบนี้ไม่ได้ ก็แค่หวังว่าอย่ามี Supernova แผ่รังสีเผาโลกเป็นจุณไปก่อนที่เราจะสามารถสร้างเครื่องยนต์ดาราจักรไว้หลบหลีกภัยในอวกาศได้ก็แล้วกัน
อ้างอิงของ ชคาดอฟและคาพลาน
https://drive.google.com/file/d/1ZpjAWcPhbCMTFYqPI5HnqtlHGWqzL45S/view
งานวิจัยของสโวโรนอส
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576520304239
𝐒𝐭𝐞𝐥𝐥𝐚𝐫 𝐄𝐧𝐠𝐢𝐧𝐞 วิทยาศาสตร์ของว่าที่ยานอวกาศที่ใหญ่ที่สุด
𝐒𝐡𝐤𝐚𝐝𝐨𝐯 𝐒𝐭𝐞𝐥𝐥𝐚𝐫 𝐄𝐧𝐠𝐢𝐧𝐞
--------------------------𝘦𝘹𝘢𝘮𝘱𝘭𝘦------------------------
สมมุติที่ระยะวงโคจรของโลก 150 ล้าน กิโลเมตรจากดวงอาทิตย์ และค่าความเข้มแสงจากดวงอาทิตย์ I ที่ 1400 W/m² ตรงนี้ เราเอาค่าความเข้มแสงหารด้วยความเร็วแสง 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที เราจะได้ค่าแรงดันแสงที่ 4.67 x 10 ⁻⁶ปาสคาล แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ณ วงโคจรโลกนี้จะมีความเร่งที่ 0.0059 m/s² ถ้าเรามีวัสดุอุดมคติ X ที่ความหนาแน่น 1000 กิโลกรัมต่อลบม และค่าการสะท้อนแสง = 1 (ตรงนี้จะทำให้ แรงดันแสงเสมือนมีค่าเป็น 2 เท่าเพราะมันสะท้อนกลับไปทางตรงข้ามด้วยโมเมนตัมเท่าเดิม) ขอแค่กระจกของเราหนักไม่เกิน 0.00158 กิโลกรัมต่อตารางเมตร หรือทำเป็นแผ่นหนาไม่เกิน 1.58 ไมครอน แผ่นกระจกนี้จะลอยอยู่นิ่งเหนือดวงอาทิตย์ได้พอดี ไม่ตกลงด้วยแรงโน้มถ่วง และไม่ปลิวออกด้วยแสงจากดวงอาทิตย์ ความหนาของกระจกนี้ ไม่ว่าจะทำจากระยะไหนก็จะต้องการความหนาประมาณนี้ เพราะความเข้มแสงแปรตามระยะห่างกำลังสอง เช่นเดียวกับแรงโน้มถ่วง ดังนั้นค่าความหนาของวัสดุจะเป็นค่าคงที่ไม่ว่าจะวางกระจกไว้ที่ระยะไหนก็ตาม
--------------------------𝘦𝘹𝘢𝘮𝘱𝘭𝘦------------------------
ทั้งนี้ ปัญหาของเครื่องยนต์ขับเคลื่อนดาราของ Shkadov คือแรงขับของมันจะต่ำมาก ต่อให้เรารวบรวมแสงจากดวงอาทิตย์ทั้งหมดฉายไปในทิศทางเดียว มันก็จะสร้างความเร่งได้เพียง 6.4 x 10⁻¹³ m/s² แต่ถ้าทำแบบนั้นโลกเราก็จะไม่มีแสงเดือนตะวันเลย ค่าความเร่งที่ยอมรับกันจะอยู่ที่ราว 4x10⁻¹³ m/s² ด้วยความเร่งนี้ ภายในเวลา 1 ล้านปี ระบบสุริยะของเราจะทำความเร็วได้ 0.01 กิโลเมตรต่อวินาที หรือเคลื่อนที่ไปได้ราว 0.02 ปีแสง ซึ่ง... มันค่อนข้างจะช้าไปมาก อย่างน้อยในสักล้านปีเราก็อยากให้เดินทางไปได้สัก 3 ปีแสงละนะ ล้านปีเจอระบบสุริยะใหม่สักดวงเข้ามาใกล้ๆอะไรเงี้ย ดังนั้นแล้ว เราก็มาที่ระบบการขับเคลื่อนที่ก้าวหน้าขึ้นไปอีกขั้น นั่นคือ …
ความเร่งของการขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์คาพลานนี้ คำนวณได้จากสมการซีออลคอฟสกี้ (Tsiolkovsky) ซึ่งเพราะสารขับดันของเรานี้ได้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งการสันดาปไฮโดรเจน 4 อะตอมจะให้พลังงาน 27 MeV หรือคิดเป็นพลังงาน 644 ล้านล้านจูลทุกกิโลกรัมไฮโดรเจน สารขับดันที่เก็บมา จะใช้ทำปฏิกิริยาเพียงครึ่งเดียว โดยส่วนฮีเลียมที่ได้จะพ่นออกสู่อวกาศอันเวิ้งว้าง ส่วนไฮโดรเจนจะพ่นกลับสู่ดวงอาทิตย์ เพราะเราไม่อยากให้เกิดสภาพฮีเลียมเป็นพิษในดวงอาทิตย์ของเรา พลังงานนี้ใช้สมการพลังงานจลน์เราจะคำนวณความเร็วสารขับดันได้สูงสุดคือ 0.08 C หรือ 8% ของความเร็วแสง มันจะสร้างความเร่งได้ถึง 1.32 x 10⁻⁸ m/s²
ตัวเลขความเร่งนี้จะต่างจากค่าประเมินในงานวิจัยที่ระดับ 10⁻¹⁰m/s² เพราะผู้เขียนสมมุติให้ประสิทธิภาพทุกอย่างเป็น 100% เนื่องจากเราจะทำการเปรียบเทียบเครื่องยนต์ 3 แบบ เราก็ต้องปรับสมมุติฐานของเครื่องยนต์ทุกแบบให้อยู่ในสภาพอุดมคติเหมือนกันจึงจะเทียบกันได้ ทั้งนี้ ที่ตัวเลข 1.32 x 10⁻⁸ m/s² ภายใน 1 ล้านปี เราจะได้ความเร็วที่ 416 กิโลเมตรต่อวินาที และทำระยะทางได้ 695 ปีแสง ถ้าเราคิดว่าความหนาแน่นดาวในกาแลคซี่เราอาจอยู่แถวๆ 1 ดวงทุกระยะ 4 ปีแสง เครื่องยนต์นี้ก็จะพาเราไปพบเจอดาวต่างๆได้ถึง 170 ดวงตลอดช่วงการเดินทาง
อย่างไรก็ตาม ปัญหาของเครื่องยนต์แบบคาพลานก็จะอย่างที่เราทุกท่านน่าจะรู้สึกเสียวๆ เราจะพ่นไอพ่นใส่อะไรนะ ใส่ดวงอาทิตย์ มันจะไม่ทำให้การไหลของกระแสพลาสม่าของดวงอาทิตย์ปั่นป่วนเหรอ ไม่เกิดโคโรน่าตู้มต้ามคุมไม่ได้ตายห่าตายหองกันเรอะ ตดไม่ทันหายเหม็นเวลาผ่านไปแค่ 1 ปี งานวิจัยของคาพลานก็คลอดออกมา มันก็มีวิธีการขับเคลื่อนดาราจักรแบบใหม่ ที่ปรับปรุงขึ้นจากเครื่องยนต์แบบผลักเป็นเครื่องยนต์แบบลากจูง นั่นก็คือ...
ที่ความเร่งนี้ ภายในระยะเวลา ภายใน 1 ล้านปี เราจะได้ความเร็วที่ 1,180 กิโลเมตรต่อวินาที และทำระยะทางได้ 1,970 ปีแสง ถ้าเราคิดว่าความหนาแน่นดาวในกาแลคซี่เราอาจอยู่แถวๆ 1 ดวงทุกระยะ 4 ปีแสง เครื่องยนต์นี้ก็จะพาเราไปพบเจอดาวต่างๆได้เกือบ 500 ดวงตลอดช่วงการเดินทาง สำหรับความเร็วการโคจรของดาวฤกษ์ของเราในกาแลคซี่ทางช้างเผือกคือ 210 กิโลเมตรต่อวินาที ในกรณีของเครื่องยนต์คาพลาน มันอาจจะเสี่ยงไปสักหน่อยถ้าจะเร่งความเร็วเพื่อโคจรกลับข้างทวนทิศทางของกาแลคซี่เพื่อที่เราจะมีโอกาสเจอดาวต่างๆที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้เยอะขึ้น แต่กับเครื่องยนต์คาพลาน เราน่าจะสามารถปรับเปลี่ยนวงโคจร ใช้ Gravity assist จากหลุมดำใจกลางแรงโน้มถ่วง เปลี่ยนทิศการโคจรกลับด้านได้ค่อนข้างสะดวกปลอดภัย
สำหรับเครื่องยนต์ของสโรโวนอส เราจะสามารถเพิ่มความเร่งได้มากขึ้นกว่าตัวเลข 3.74 x 10⁻⁸ m/s² ขึ้นไปถึงหลัก 4-5 x 10⁻⁸m/s² เพราะยิ่งสถานีอวกาศอยู่ใกล้ผิวดวงอาทิตย์ เราจะต้องการพลังงานน้อยลงในการขนส่งเชื้อเพลิงออกจากผิวดาว และทำให้เราเร่งเครื่องได้มากขึ้น แม้ว่าจะต้องเบี่ยงมุมไอพ่นเพิ่มขึ้นก็ตาม แต่ขนาดของสถานีอวกาศของเราก็ต้องลดมวลลงตามระยะที่ลดลงด้วยเพราะยิ่งเข้าใกล้เราก็ต้องใช้มวลจำนวนมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์
สุดท้ายนี้
อารยธรรมโลกของเราจะก้าวไปสู่การเป็นสิ่งมีชีวิตข้ามดวงดาวได้หรือไม่ ก้าวแรกของเราน่าจะยังอยู่ที่การหาสันติภาพภายในของพวกเราเอง เพราะงานโครงสร้างอย่าง จะวงแหวนไดสัน หรือเครื่องยนต์ดาราจักร มันต้องใช้ทรัพยากรขนาดจะย่อยแยกดาวพุธมาเป็นกระจกหรือสถานีอวกาศ ใช้ฮีเลียมและไฮโดรเจนจากดาวพฤหัสในการทำเหมืองแร่โลหะในแถบดาวเคราะห์น้อย แต่เรายังพอมีเวลาเหลืออีกกว่า 500 ล้านปีกว่าที่ดวงอาทิตย์จะร้อนจนสิ่งมีชีวิตดำรงอยู่บนโลกใบนี้ไม่ได้ ก็แค่หวังว่าอย่ามี Supernova แผ่รังสีเผาโลกเป็นจุณไปก่อนที่เราจะสามารถสร้างเครื่องยนต์ดาราจักรไว้หลบหลีกภัยในอวกาศได้ก็แล้วกัน
อ้างอิงของ ชคาดอฟและคาพลาน
https://drive.google.com/file/d/1ZpjAWcPhbCMTFYqPI5HnqtlHGWqzL45S/view
งานวิจัยของสโวโรนอส
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576520304239