อีกหนึ่งปัญหาของการเดินทางระหว่างดวงดาว ที่สิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญา หรือแม้แต่มนุษย์เราเองจะต้องเจอคือ ระยะทางในอวกาศที่ไกลเอามากๆ ดังนั้นจากตอนที่แล้ว ที่เราได้กล่าวถึงจานบินต่างดาวในโลกความเป็นจริงไป ที่พวกเขาจะต้องพบกับภัยอันตรายของแรงจี, ความพยายามในการการอำพรางตัวจากผู้ที่พบเห็น และรวมไปถึง การลบเสียงจากคลื่นกระแทกต่างๆนั่น ทั้งหมดอาจจะไม่เกิดขึ้นเลย หากพวกเขาไม่สามารถเดินทางมาเยือนโลกเราได้ตั้งแต่ต้นดังนั้นโอกาสที่มนุษย์ต่างดาวจะมาเยือนโลกของเราจึงมีความเป็นไปได้น้อยมากๆ เพราะสิ่งที่จะเป็นปัญหาหลักในการท่องไปในอวกาศก็คือระยะทาง ซึ่งระยะทางระหว่างดวงดาวไม่ใช่ใกล้ๆเลยในแต่ละที่ แต่ถ้าหากพวกเขาสามารถพิชิตปัญหาเรื่องการเดินทางได้อันนี้ก็ไม่แน่ เช่นพวกเขาอาจมีเทคโนโลยีเดินทางข้ามอวกาศที่ล้ำกว่ามนุษย์โลกหลายพันปี ,หมื่น, หรือล้านปี จนสามารถเอาชนะกฎทางฟิสิกส์ในเรื่องของการเคลื่อนที่ได้เป็นต้น แม้เทคโนโลยีท่องอวกาศสมัยใหม่ของเรา จะยังอยู่ในขั้นพัฒนาก็ตาม แต่องค์ความรู้ในทางวิทยาศาสตร์มนุษย์ ก็ยังพอมีคำตอบให้สำหรับเรื่องนี้อยู่เช่นกัน ทั้งในเรื่องของการย่นระยะทางระหว่างดวงดาว และแรงขับเคลื่อนอันมหาศาลของยานอวกาศที่แผ่รังสีออกมา จนอาจมองเห็นได้ไกลจากอวกาศนับปีแสงกันเลยทีเดียวรายงานการพบเห็นยานบินอวกาศต่างดาวจากนอกโลกในตลอดระยะเวลาในช่วงครึ่งศตวรรษหลัง มีรายงานการพบเห็น UFO จากทั่วโลกในหลายๆประเทศ ซึ่งทั้งหมดนี้เราอาจได้ยินข่าวมาบ่อยจนเริ่มจะชินกับมันไปแล้ว แต่สำหรับรายงานการพบเห็น UFO จากนอกโลกจะเป็นอะไรที่น่าตื่นเต้นกว่านี้ เช่นการพบเห็นวัตถุปริศนาเคลื่อนที่ผ่านกระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์ (Endeavour) เมื่อปี 2009 ที่รูปร่างลักษณะของมันดูเหมือนจะคล้ายกับจานบินคลาสสิก ที่กำลังเคลื่อนที่ผ่านเหนือชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งในกรณีนี้เราอาจมองได้ว่ามันคือขยะอวกาศได้เช่นกัน ที่ปัจุบันพบว่ามันมีอยู่เป็นจำนวนมากถึง 3 หมื่นชิ้นที่มีขนาดตั้งแต่ 10 เซนติเมตรขึ้นไป และเร็วๆนี้ก็คือการมาเยือนของวัตถุอวกาศปริศนาจากห้วงอวกาศลึก อย่างโอมูอามูอา ที่นักวิทยาศาตร์ถึงกับต้องตะลึงกับรายงานใหม่ที่พบว่า มันสามารถเร่งความเร็วตัวเองให้หนีออกไปจากระบบสุริยะได้อย่างน่าประหลาดใจ นี่จึงทำให้เกิดทฤษฎีต่างๆนาๆออกมามากมายเช่น โอมูอามูอา อาจเป็นยานอวกาศหรือเรือใบอวกาศจากต่างดาวเป็นต้นแต่หากว่ามนุษย์ต่างดาวได้เคยมาเยือนเรา หรือกำลังสอดส่องโลกอยู่ ณ ขณะนี้จริง ก็อาจมีความเป็นไปได้ว่า สิ่งที่จะนำพาพวกมันมายังโลกจะต้องเป็นยานอวกาศขนาดยักษ์ที่แอบเดินทางเข้ามาในระบบสุริยะเราก็เป็นได้ความยากลำบากของการท่องไปในอวกาศระหว่างดวงดาวดังนั้นในความเป็นจริงแล้ว การเดินทางระหว่างดวงดาวที่ไกลนับปีแสง หรือหลายๆพันปีแสงนั้นไม่ใช่ว่าจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ เพียงแต่มันเกิดขึ้นได้ยากมากๆเองต่างหาก ทำให้สิ่งมีชีวิตใดๆก็ตาม ที่ประสงค์ต้องการอยากจะสำรวจโลกใหม่ อุปสรรคที่พวกเขาจะต้องเจอก็คือระยะทาง และช่วงชีวิตของอายุขัยในการรับรู้ที่จำกัดเป็นต้น นี้ยังไม่ได้รวมไปถึงเวลาสัมพัทธ์ที่จะมีค่าแตกต่างกันมากๆขณะเคลื่อนอยู่ในยานอวกาศที่เคลื่อนที่เฉียดความเร็วแสง รวมไปถึงภัยอันตรายของแรง g ที่จะไปทำให้น้ำหนักของเราได้เพิ่มสูงขึ้นจนเกือบเป็นค่าอนันต์ ขณะเร่งอัตราเร็วเข้าใกล้กับความเร็วของแสงอีกด้วยเช่นในกรณีของยานอวกาศเอเลี่ยน จากระบบดาวฤกษ์ที่ใกล้เราสุดอย่างอัลฟาเซนทอรี่ (Alpha Centauri) ในระยะ 4.37 ปี และหากพวกเอเลี่ยนอยากจะออกมาสำรวจโลกของเรา ลำพังเพียงการใช้จรวดเคมีที่มนุษย์ใช้ อย่างเช่น เชื้อเพลิงที่จุดระเบิดแล้วส่งให้จรวด Saturn V ที่ทรงพลังที่สุดในโลกขึ้นสู่อวกาศนั้น ก็ยังไม่พอเลย ที่เหล่าเอเลี่ยนจะใช้มันในการเดินทางมาเยือนโลกได้ เพื่อให้เห็นภาพของระยะทางได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น เช่นการเดินทางไปในอวกาศของยานวอยเอจเจอร์ 1 (Voyager) ที่ถูกปล่อยตัวออกไปจากโลกตั้งแต่ปี ค.ศ. 1977 ซึ่งมันท่องอวกาศมานานกว่า 40 ปีแล้ว ด้วยความเร็วของมันก็คือ 62,140 กม./ชม. หรือความเร็วราวๆ 17 กิโลเมตรต่อวินาที โดยตำแหน่งปัจจุบันของมันอยู่ห่างจากโลกมาไกลถึง 21,289,000,000 กิโลเมตร (21,289 ล้านกิโลเมตร) ซึ่งอาจดูเป็นตัวเลขระยะทางที่ไกลเอามากๆ แต่อันที่จริงแล้วมันเพิ่งจะสามารถเดินทางออกจากระบบสุริยะของเราได้เท่านั้น ดังนั้นหากเป้าหมายของมันคือระบบดาวอัลฟ่าเซนทอรีล่ะก็ วอยเอจเจอร์ 1 จะต้องใช้เวลานานกว่า 56,000 ปีเลยทีเดียว ถึงจะสามารถไปเยือนระบบดาวอัลฟาเซนทอรีได้ แน่นอนว่าด้วยขีดจำกัดของอายุขัยมนุษย์ เราคงไม่สามารถรอนานได้ขนาดนั้น แต่หากเราอยากจะไปให้ถึงในกรอบเวลาที่พอจะยอมรับได้ หรือในช่วงเวลา 50 ปี ก็คือ เราจะต้องเร่งความเร็วให้กับยานอวกาศให้ไวขึ้นกว่ายานวอยเอจเจอร์ 1 ราว 1,000 เท่า ถึงจะพอมีโอกาศได้เห็นระบบดาวฤกษ์เพื่อนบ้านที่ใกล้สุดได้!การออกแบบยานท่องอวกาศนักวิทยาศาสตร์ระบุว่าอัตราเร็วแสงมีค่าคงที่ประมาณ 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที (299,792.458 กิโลเมตรต่อวินาที) ดังนั้นในเรื่องของความเร็ว การออกแบบยานอวกาศข้ามระบบดาว เราจะต้องเข้าถึงอัตราเร็วให้ได้มากที่สุดในเปอร์เซ็นของอัตราเร็วแสง เพื่อจะไปให้ถึงระบบดาวที่ใกล้ที่สุด จากนี้ไปเราจะมาดูกันว่ายานอวกาศแบบไหนที่จะสามารถทำความเร็วได้มากที่สุดเพื่อไปถึงระบบดาวที่ใกล้ที่สุดในระยะ 4.37 ปีแสงอย่างระบบดาวอัลฟ่าเซนทอรี1 กระสวยอวกาศ (Space Shuttle): ถึงแม้กระสวยอวกาศจะมีคุณภาพอย่างยิ่งสำหรับในการขนส่งดาวเทียมหรือยานอวกาศขึ้นสู่วิถีโคจรรอบโลก แม้กระนั้นปัญหาใหญ่ของซึ่งก็คือ น้ำหนัก ด้วยเหตุว่ามันจึงควรบรรทุกเชื้อเพลิงในจำนวนมากมาย ถ้าเกิดจำเป็นที่จะต้องนำพายานอวกาศไปยังอัลฟ่าเซนทอรี ด้วยการออกแบบยานพาหนะนำส่งชนิดนี้ การจะเข้าถึงอัตราความเร็วให้เหมาะ 6% ของอัตราความเร็วแสงสว่างโดยใช้เชื้อเพลิงจรวดเคมี พวกเราจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงจรวดมากมายกว่าที่มีในเอกภพ เพื่อมาส่งเสริมให้ยานอวกาศได้พุ่งประสบความสำเร็จ! สรุปก็คือด้วยการออกกระสวยอวกาศแบบนี้ มันก็เลยแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่พวกเราจะสร้างมันขึ้นมาเพื่อไปเยี่ยมระบบดาวดวงอื่น
2 เรือใบสุริยะ (Solar Sail): ในปี คริสต์ศักราช 2010 ท้องนาซ่าได้ปรับปรุงดาวเทียมที่ชื่อว่า Nanosail-D ขึ้นมา แล้วก็มันก็เป็นเรือใบสุริยะลำแรกอีกด้วย ซึ่งสามารถหมุนรอบโลกได้ โดยเรือใบอวกาศดังที่กล่าวผ่านมาแล้วมีขนาดบางยอดรวมทั้งกว้างราว 30 ตารางเมตร รวมทั้งใช้แหล่งพลังงานจากแสงแดด หรือความดันโฟตอน (Radiation pressure) สำหรับในการขับเป็นหลัก ด้วยการออกแบบยานอวกาศในลักษณะแบบนี้ พวกเราจะสามารถแก้ปัญหาในเรื่องของน้ำหนักอันเป็นอันมากของจรวดเคมีไปได้ ในเวลาที่ลักษณะเด่นของเรือใบสุริยะนั้นพวกเรากลับใช้แหล่งพลังงานธรรมชาติจากดาวฤกษ์ ที่มีอยู่นับแสนล้านดวงในกาแล็กซี่กาแลคซี่ทางช้างเผือก มาเป็นแรงกระตุ้นให้เรือใบอวกาศได้มุ่งหน้าสู่เป้าหมายได้อย่างเร็ว ซึ่งในกรณีนี้ก็จะคล้ายกับแบบอย่างตะแกรงที่จึงควรอาศัยกระแสลมและก็กฎทางวิชาพลศาสตร์สำหรับในการเขยื้อนไปกลางอากาศ โดยไม่จำเป็นจำต้องใช้เครื่องจักรหรือเชื้อเพลิงน้ำมันอะไรก็ตามมาเป็นส่วนประกอบสำหรับในการบินเลย
ด้วยเหตุดังกล่าวการจะวางแบบเรือใบอวกาศให้สามารถจูงหรือนำพายานอวกาศที่มีขนาดใหญ่พอเพียงต่อการดำรงอยู่ได้หลายๆปี พวกเราจำเป็นที่จะต้องเพิ่มขนาดความกว้างของแผงรับแรงกดดันโฟตอนให้มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็นหลายร้อยกิโลด้วย มันถึงจะสามารถจูงยานอวกาศไปได้ในอัตราความเร็วที่สูงขึ้น หากแม้ปัญหานี้จะมีอยู่ว่าความดันโฟตอนจะยิ่งลดลงไปเรื่อยเมื่อเรือใบอวกาศไกลห่างจากดวงตะวันก็ตาม แต่ว่านักวิทยาศาสตร์ก็มีทางออกให้กับประเด็นนี้ไว้อยู่เหมือนกัน มันก็คือการยิงลำแสงเลเซอร์เข้มข้น ส่งตรงพลังงานไปสู่เรือใบนั่นเอง และก็จากการวัดอัตราความเร็วก็พบว่า เรือใบสุริยะ หรือ เรือใบอวกาศนี้ จะสามารถเข้าถึงความเร็วได้ราว 10% ของอัตราความเร็วแสงสว่าง หรือโดยประมาณ 30,000 กิโลต่อวินาที ซึ่งจะสามารถช่วยทำให้สิ่งมีชีวิตทรงความคิดจากดาวอัลฟ่าเซนทอปรี่ เดินทางมาเยี่ยมโลกได้ในเวลา 45 ปี
3 โอไรออน ไดรฟ์ (Orion Drive): ต้นแบบขับของยานอวกาศนี้ได้ถูกพรีเซ็นท์ขึ้นเป็นครั้งแรกในปี คริสต์ศักราช 1958 ในชื่อโปรเจ็คโอไรออน (Project Orion) โดยสองนักฟิสิกส์ปรมาณูที่ชื่อเท็ด เทเลอร์ (Ted Taylor) แล้วก็ฟรีแมน ไดสัน (Freeman Dyson) พวกเขาเสนอระบบเคลื่อนแบบใหม่ให้กับยานท่องอวกาศในอนาคต โดยใช้แรงกดดันของระเบิดจากประจุพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์! ยกตัวอย่างเช่น ทุกๆครั้งที่ยานอยากได้สร้างอัตรารีบให้เร็วขึ้น ระบบขับจรวดจะมีการปลดปล่อยชุดประจุของพลังงานระเบิดออกมาจากข้างหลัง แล้วก็แรงระเบิดดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ก็จะส่งเสริมให้ยานอวกาศได้ขับเคลื่อนไปด้านหน้า โดยเหตุนี้ตัวยานอวกาศในส่วนท้ายควรจะมีแผ่นโลหะที่แข็งแรงแล้วก็ยืดหยุ่นมารอปฏิบัติหน้าที่สำหรับเพื่อการซับแรงระเบิดเอาไว้ แล้วก็ควรมีระบบโช๊คอัพที่ดีสำหรับในการคุ้มครองปกป้องจากแรงชน ที่อาจจะมีการเกิดขึ้นได้ทุกๆครั้ง ที่มีการจุดระเบิดพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าระบบเคลื่อนโดยการอาศัยกำลังการแบ่งนิวเคลียส จะสามารถทำอัตราความเร็วได้ประมาณ5% ของอัตราความเร็วแสงสว่าง หรือโดยประมาณ 15,000 กม.ต่อวินาที ซึ่งถ้าเอเลี่ยนได้ใช้ระบบเคลื่อนดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น พวกเขาต้องใช้เวลาราว 90 ปี เพื่อเดินทางจากอัลฟ่าเซนทอปรี่มายังโลก
4 จรวดฟิวชั่น (Fusion Rocket): สำหรับจรวดฟิวชั่นนี้ถูกพรีเซ็นท์ขึ้นในระหว่างปี คริสต์ศักราช 1973 ถึง 1978 ในโปรเจ็คเดดาลัส (Project Daedalus) โดย British Interplanetary Society ซึ่งแนวทางของซึ่งก็คือการรวมนิวเคลียสของอะตอม แล้วปล่อยแรงกดดันอันเป็นอันมากออกมา เหมือนกันกับแหล่งพลังงานปรมาณูฟิวชันในดวงใจศูนย์กลางของดวงตะวันพวกเรา ซึ่งก่อนนั้นโปรเจ็คเดดาลัสถูกวางแบบมาเพื่อภารกิจสำหรับในการเดินทางไปยังระบบดาวบาร์ท้องนาร์ด (Barnard) ที่อยู่ไกลห่างออกไป 5.9 ปีแสง โดยเชื้อเพลิงของยานเดลาลัสนั้นจะใช้ส่วนประกอบของ ดิวเทอเรียม (Deuterium) กับ ฮีเลียม-3 (Helium-3) ซึ่งจะถูกยิงด้วยลำอิเล็คตรอนสัมพัทธภาพ (Relativistic Electron Beams) จนถึงมีการหลอมนิวเคลียสและก็ปล่อยพลังงานเป็นแรงผลักออกมาจากส่วนท้ายของจรวด จากการคำนวณ ยานเดลาลัสจำเป็นจะต้องใช้เชื้อเพลิงดิวเทอเรียม (Deuterium) กับ ฮีเลียม-3 (Helium-3) ราว 250 ลูกต่อวินาที นานกว่า 2 ปี รวมทั้งน้ำหนักเฉองเชื้อเพลิงที่ยานจึงควรบรรทุกไปก็คือ 55,000 ตัน ซึ่งนับได้ว่าเป็นน้ำหนักที่สูงมากมายจริงๆสำหรับยานท่องอวกาศ แม้กระนั้นสำหรับยานอวกาศของคนเราต่างดาวพวกเขาบางทีอาจล้ำหน้าไปไกลมากกว่านี้ เป็นต้นว่าพวกเขาอาจมีเครื่องเก็บเกี่ยวไฮโดรเจนที่เป็นธาตุที่มีอยู่สูงที่สุดในจักรวาล มาใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเดินทางไปในอวกาศ ด้วยเหตุผลดังกล่าวด้วยแนวทางดูดไฮโดรเจนนี้ๆเอง ก็จะสามารถกำจัดปัญหาในเรื่องของน้ำหนักเชื้อเพลิงที่ยานอวกาศจำเป็นต้องบรรทุกไปด้วยได้ โดยยานกำลังการรวมนิวเคลียสแบบเพิ่มเติมเชื้อเพลิงเองได้นี้ จะมีอัตราความเร็วได้สูงสุดอยู่ที่ 15% ของอัตราความเร็วแสงสว่าง หรือโดยประมาณ 45,000 กิโลต่อวินาที แล้วก็ควรต้องใช้เวลาสำหรับการเดินทางจากระบบดาวอัลฟ่าเซนทอปรี่มายังโลก ที่ 35 ปี
สรุป
จะมองเห็นได้ว่าแหล่งพลังงานไม่ว่าจะจากเชื้อเพลิงเคมี, แรงกดดันโฟตอน, หรือพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ทั้งยังแบบปฏิกิริยาฟิชชันแล้วก็ฟิวชันเอง ก็ยังไม่พอจะตอบปัญหาให้กับยานท่องอวกาศ ได้เขยื้อนใกล้เคียงกับอัตราความเร็วแสงสว่างเลย ด้วยเหตุดังกล่าวการค้นหาวิทยาการใหม่ๆที่อาจมีความน่าจะเป็นไปได้ ของสิ่งมีชีวิตทรงความคิดจะได้ประยุกต์ใช้ก็เลยไม่หมดแต่เพียงเท่านี้ ในคราวหลังพวกเราจะมาศึกษาค้นคว้ากันต่อ ในระบบขับของยานท่องอวกาศที่ล้ำหน้าไปมากกว่านี้ รวมถึงภัยอัตรายที่มาจากการแผ่รังสีของยานอวกาศ