SFmag

Dr. Balogh Zoltán anyagmérnök az évezredeken át működő űrhajókról és egyéb SF-s szerkezetekről

„– Lazíts, Kovacs – mutatott Vongsavath az egyik pályagörbe-kijelzőre. – Ez csak egy üstököspálya, látod? Wardani ugyanezt olvasta ki a glifákból. Újrajátssza a múltat, kezeli a károkat, utána meg kezdi elölről.
– Üstökös?
A pilóta széttárta a karját.
– Ütközet utáni elfekvőpálya, automatizált harcrendszerek. Bezárult a kör. Úgy tűnik, már évezredek óta megy.”

(Richard Morgan: Törött angyalok)

SFmag: A sci-fi egyik népszerű toposza az olyan – általában – idegen űrhajó vagy egyéb szerkezet, ami valami miatt magára marad, majd évezredekkel, évmilliókkal később rátalálnak és életre keltik. Fenntartva azt, hogy a mai technológiai, tudományos ismereteket a jövő felülírhatja, érdekes lehet kicsit körbejárni ezt a témakört, a sci-fiből a „science” alkotórészt helyezve a középpontba. Induljunk ki a jelenlegi helyzetből: a mai lehetőségeinkkel hány évre tudnánk működőképes járművet vagy berendezést készíteni, olyat, aminek a karbantartásáról is magának kell gondoskodnia?

dr. Balogh Zoltán: Érdekes kérdés, elméletben ugye mindenki nagyon szeret jó és megbízható berendezéseket építeni… azonban, ha figyelembe vesszük, hogy mi a sorsa egy egyébként teljesen működőképes Pentium I-nek… Vagyis igazából sem a gyártók, sem a vevők nem díjazzák a hosszú távon is megbízható, de drágább eszközöket.

SFmag: Tehát a mai emberi műszaki kultúrából egyszerűen hiányzik az erre való igény?

BZ: A fogyasztási cikkeknél egyértelműen. Nagyon erős az erkölcsi avulás, amikor egy adott termék már nem felel meg a kor követelményeinek.

SFmag: Mi a helyzet a nem-fogyasztói szektorral?

BZ: Ott nyilván lehetnek olyan körülmények, ahol egyes nagy értékű műszereket érdemes minél tovább üzemeltetni. Másrészről viszont extrém hosszú időtartamra földi körülmények között amúgy sem érdemes tervezni. Elég megnézni a viszonylag kevés mozgó alkatrészt tartalmazó épületeket. Egy-egy nagyobb középület, középkori templom szinte permanens restaurálás alatt áll. És ez ugye csak néhány évszázad és vegyi szempontból nem túl aktív kő.

SFmag: És ha nem földi viszonyokra terveznének, űrkutatásra, űrbázisra való felszereléseket?

BZ: Folyamatosan működő, lakott űrállomás? Vagy egy szakszerűen konzervált, de egyébként kikapcsolt?

SFmag: Ha a kiindulótémát nézzük, akkor olyan, amit az elsőnek terveztek, de második lett belőle egy idő után. De, egyelőre a jelenben maradva, ha mondjuk összejönne a pénz és a politikai akarat egy komolyabb holdbázisra, akkor ott tartósabb dolgokat tudnának építeni?

BZ: Az anyagtudományban elterjedt vélekedés, hogy egy tökéletes világban nem lenne oxigén, víz és szerves anyagok, ugyanis ezek a legveszélyesebbek a mérésekre. Hasonlóan, ha a holdbázis folyamatosan oxigén-atmoszféra alatt van, párás környezetben, akkor a gépek sokkal hamarabb tönkremennek.  Ugye egy közönséges szerverszobában is szigorúan beállított levegőnek kell lennie.

SFmag: Tehát belátható időn belül minden elkopik?

BZ:„ Ellenséges” környezetben igen. Az általunk alkalmazott eszközök nincsenek egyensúlyi állapotban (azok a különféle ércek), és ha a feltételek adottak, akkor igyekeznek visszakerülni a legkedvezőbb energiájú állapotba… vagyis elrohadnak. De persze azért lehet római kori bronzkardokat találni.

SFmag: És ha nem fémeket használunk? Elméletileg ki lehet váltani valami mással, ami jobban bírja az időt?

BZ: Megfelelő körülmények között (pl. levegő hiánya) a fémek igen jól bírják az időt. Egy ilyen sok tízezer évre tervezett berendezésnél valószínűleg nem is a szerkezeti elemekkel lenne probléma, hanem mondjuk a vezérlést ellátó elektronikával (vagy bármi legyen helyette), a kenőanyagokkal, a műanyag szigetelésekkel.

SFmag: Tehát mai technológiával reménytelen egy ilyen tartós szerkezet építése?

BZ: Úgy gondolom, hogy igen.

SFmag: Ha a másik oldalról kezdenénk a fejtegetést, vagyis mondjuk találnak a Holdon vagy valahol az űrben egy hajót, ami igen réginek tűnik és a működőképesség jeleit mutatja, milyen – ma csak elméleti vagy akár a fantázia világába tartozó – megoldásokra gyanakodnának a mérnökök? Vagy mit zárnának ki?  Hogyan nem készülhetett?

BZ: Egy ilyen szerkezet valószínűleg lényegesen nagyobb alkatrészeket használna, mint amiket mi alkalmazunk. Mondjuk egy ma már nem is annyira korszerű GMR alapú merevlemez olvasófejében néhány nanométer vastag rétegeket kell egymásra lecsapatni, miközben biztosítani kell a közel atomi élességet a határfelületnél és a teljes folytonosságot. Az ehhez hasonló eszközök ilyen időtávban nagyon hamar tönkremennek, miközben egy pár évtizeddel korábbi technikát használó egység esetleg működőképes maradhat. Szóval a nanotechnikát szinte biztosan kizárnám, minél kisebb valami, annál érzékenyebb az egészen kis változásokra.

SFmag: Ezzel a modern sci-fi írások egy részét zárójelbe is tettük tudományosság szempontjából?

BZ: Amennyiben tartalmaz olyat, ami nano és tízezer éveken keresztül működik/működőképes marad, akkor igen.

SFmag: Tehát az ősrégi űrhajónkban lehet, hogy hatalmas fémfogaskerekek dolgoznak?

BZ: Ha nem is hatalmasak, de azért azt az ökölszabályt az idegenek is ismerik, hogy minél kisebb valami, annál nagyobb jelentősége van, ha a felületén egy darab atom odébb megy.

SFmag: Az űrben, mondjuk egy rendszer külső vidékén mennyi ideig marad egy fémalkatrész olyan állapotban, hogy betöltheti az eredeti funkcióját?

BZ: Az abszolút nulla fokhoz közeli állapot viszonylag jól konzervál, ekkor az anyag belső folyamatai gyakorlatilag leállnak. Három dolog jut az eszembe amivel számolni kell. A hidegben általában elridegedik a legtöbb fém. Másrészről ott van a kozmikus sugárzás, amelyik az idő előrehaladtával egyre több atomi szintű hibát visz be a rendszerbe. Harmadrészt a mikrometeorok, amelyek azért folyamatosan érkeznek és szép lassan roncsolhatják a burkolatot.

SFmag: Ezer év? Tízezer? Millió? Csak nagyságrendileg kérdezem, mert nyilván rengeteg tényező közrejátszik még.

BZ: Rengeteg múlik az anyagon és egyebeken is. De mondjuk egy atomerőmű reaktortartálya harminc év alatt elhasználódik. Ugyanakkor ez persze extrém sugárterhelés.

SFmag: Valaminek a hajót is hajtania kell, de akkor ezek szerint nem nukleáris energia fogja.

BZ: A reaktortartály azért korlátozottan felújítható (ez a nemrégiben sokat emlegetett élettartam-hosszabbítás). De az általunk elérhetőnek gondolt nagy teljesítményű nukleáris (akár fúziós vagy antianyag is) energiaforrások nem segítik elő a szerkezet épségben maradását.

SFmag: Ezeket a romlási, elhasználódási folyamatokat nem lehet kicselezni úgy, hogy a hajót automatikus rendszerek tartják karban?  Szinte minden ilyen hajót szerepeltető sci-fiben vannak ilyen robotok, szerkezetek, amik gondozzák a járművet, az eredeti személyzet eltűnése után is.

BZ: Egy részét nyilván igen. A szerkezeti károsodás jelentős része különböző hőkezelésekkel orvosolható. Más része mondjuk transzmutáció (elemátalakulás), ez az idővel felhalmozódik és cserélni kell. A működő robotok szintén energiát és pótalkatrészt igényelnek. Vagyis lényegében egy működő űrhajóról van szó, amelyik folyamatosan nyersanyagokat használ fel. Ez nem éppen az az eset, amikor a jármű belefagyott a Plutó jegébe.

SFmag: Vagyis a karbantartó robotok csak egy lépcsővel tolják odébb az eredeti problémát.

BZ: Szerintem egy teljesen kikapcsolt állapotú űrhajó tovább dacolhat az idővel. Persze ekkor nem fog hirtelen életre kelni, ha a felfedezők megérkeznek.

SFmag: Nem lesz benne például oxigénben dús légkör és szobahőmérséklet?

BZ: Hideg lesz és sötét, az ajtót meg lángvágóval (vagy lézerrel) kell kinyitni. Azután meg vagy sikerül újraindítani a rendszert vagy nem. Százból száz ember nehezen boldogul egy ismeretlen folyamattal.

SFmag: És ha a hajó arra van beállítva, hogy érkezők esetén indítsa újra magát és alakítsa ki az életfeltételeket is?  Vagy ilyen jellegű automatizáltság, MI nem tud ilyen sokáig megmaradni?

BZ: Akkor valami működik rajta és ismét ott vagyunk, ahol a part szakad. Bár lehet, hogy ez lesz az a nagy fogaskerekes gép, amelyik jó sokáig elvan és majd ő beindítja a hajót…

SFmag: Ez a korlát, amibe ismételten beleütköztünk, a mai technológiai ismereteinkből, elképzeléseinkből fakad, vagy anyagszerkezeti, anyagtudományi szükségszerűség?

BZ: Az anyagszerkezetre vonatkozó általános jellegű törvények meglehetősen régiek és érdemben nem változtak az elmúlt évtizedekben. Fedeztek fel újfajta, máshogy használható anyagokat, de szerkezeti értelemben korszakalkotóan sokkal jobb tulajdonságokat mutató valamit nem nagyon lehet kikombinálni.  Legalábbis nem ebből a periódusos rendszerből.

SFmag: Vagyis a tízezer éve működő hajó épp annyira tudományos, mint a fénysebességnél gyorsabb társai?

BZ: Nagyjából igen. Egy hosszútávú expedícióra felkészített, rengeteg tartalékkal feltöltött hajó, amit eleve úgy terveztek, hogy az indulójármű nagyon kis része érkezik csak meg, természetesen lehetséges. Ugyanakkor nem sok értelme van ilyen űrhajókat építeni, hiszen ha az elkövetkező kétezer évben előállnak egy kétszer gyorsabb járművel, akkor háromezer évvel az eredeti hajó előtt érnek célba.

Névjegy:

dr. Balogh Zoltán, tudományos munkatárs,
Vesztfáliai Vilmos Egyetem (Münster), Anyagtudományi Intézet

Hozzászólások

hozzászólás