2024. november 1-jén a Project Hyperion – egy nemzetközi, interdiszciplináris csapat, amely építészekből, mérnökökből, antropológusokból és várostervezőkből áll – pályázatot írt ki egy legénységgel induló csillagközi utazás megtervezésére. A versenyt a brit székhelyű, nonprofit Initiative for Interstellar Studies (i4is) szervezte, amely olyan küldetésekkel foglalkozik, amelyek célja a közeli csillagok körüli exobolygók felfedezése robotokkal és emberekkel, majd végső soron ezek kolonizálása. A 10 000 dolláros fődíjért a résztvevőknek olyan koncepciókat kellett kidolgozniuk úgynevezett Generation Ship (vagy Worldship) típusú űrhajókra, amelyek mai vagy a közeljövőben megvalósítható technológiákon alapulnak.
2025. július 23-án a szervezet kihirdette a három legjobb pályaművet, amelyeket világszerte beérkezett több száz ötlet közül választottak ki. A győztes projekteket aszerint értékelték, mennyire feleltek meg a kiírás követelményeinek, mennyire részletesek voltak, illetve mennyire sikerült ötvözniük az építészet, a mérnöki tudományok és a társadalomtudományok szempontjait. Röviden: azok a pályaművek kerültek az élre, amelyek lehetőséget kínálnak egy társadalom hosszú távú fennmaradására és fejlődésére egy erőforrásokban szűkös környezetben, miközben évszázadokon át tartó utazást tesznek egy lakható bolygó felé.
Az űrkutatás ismert kihívásokkal és veszélyekkel jár – a hosszú utazásoktól a sugárzásig, a szükséges ellátmány biztosításától a szűk térben, másokkal együtt töltött idő pszichológiai hatásaiig. Ahogy a mondás tartja: „az űr kemény terep” – a csillagközi utazás pedig különösen nehéz és kockázatos. Az ilyen küldetések esetében nem lehet utánpótlásra számítani, és még a legközelebbi csillag eléréséhez is olyan mértékű idő- és energiaráfordításra van szükség, amely messze meghaladja a jelenlegi lehetőségeinket.
Generációs űrhajók – az űrutazás leghosszabb távú megoldása
A jelenlegi vagy a közeljövőben elérhető technológiákkal akár 1000-től 81 000 évig is eltarthat, míg eljutunk a legközelebbi csillaghoz, az Alpha Centaurihoz. Az egyetlen elképzelhető módszer, amellyel ember egy életen belül eljuthatna egy másik csillagrendszerbe, az az úgynevezett irányított energiahajtás. Ennek során apró, vitorlával felszerelt járműveket lézerekkel gyorsítanak fel a fénysebesség töredékére. Ilyen ötletek például a Breakthrough Starshot vagy a Swarming Proxima Centauri – mindkettő az i4is által indított Project Dragonfly tanulmányból fejlődött ki.
Az űrkorszak kezdete óta rengeteg ötlet született legénységgel induló csillagközi küldetésekre, amelyek ésszerű időn belül (néhány év vagy évtized alatt) célba érhetnének. Ezek azonban vagy rendkívül költségesek, vagy olyan technológiákra épülnek, amelyekhez még nem értünk el, sőt lehet, hogy új fizikai törvények felfedezésére is szükség lenne.
Egy másik lehetőség a generációs űrhajó – egy olyan önfenntartó űrhajó, amelyen több nemzedék nő fel az út során. Ezek az űrhajók biológiai alapú életfenntartó rendszerekkel (BLSS), újrahasznosító berendezésekkel (víz, levegő, élelem), és elegendő térrel lennének felszerelve ahhoz, hogy több generáció hosszú távon életben maradjon és boldoguljon a fedélzeten.
A generációs űrhajó ötlete már a 20. század elején megjelent. Az egyik első ilyen elképzelés Robert H. Goddardtól – az „űrhajózás atyjától” – származik, aki 1918-ban „The Ultimate Migration” című esszéjében írt róla. Szerinte az űrhajót atomenergia vagy napenergia hajtaná, és a legénység utazás közben hibernált állapotban lenne.
A rakétatudomány másik úttörője, Konsztantyin Csiolkovszkij 1928-as esszéjében egy olyan önfenntartó „űrbárkát” vázolt fel, ahol a legénység ébren, de generációkon át várakozna a célhoz érésig. Hasonló gondolatokat fogalmazott meg J. D. Bernal is 1929-ben, aki a híres „Bernal-gömb” ötletét is kidolgozta.
1946-ban Stanislaw Ulam, a Manhattan-terv egyik résztvevője, azt javasolta, hogy a nukleáris robbanások erejét használják hajtóműként – ez lett a nukleáris impulzusmeghajtás (NPP) ötlete. 1955-ben a NASA elindította az Orion-projektet, amely azt vizsgálta, hogyan lehetne ezt a módszert csillagközi utazásokhoz alkalmazni. A projektet 1963-ban leállították, amikor aláírták a földkörüli nukleáris teszteket tiltó nemzetközi szerződést.
1964-ben Dr. Robert Enzmann bemutatta a ma is egyik legrészletesebben kidolgozott generációs űrhajó-tervet, az Enzmann Starship-et. Ez egy 600 méter hosszú jármű lenne, 200 fős kezdő legénységgel (amely bővíthető), és fúziós hajtóművel, deutérium-üzemanyaggal haladna a fénysebesség közeli tempóban.
Az 1970-es években a British Interplanetary Society (BIS) elindította a Project Daedalus-t, amely egy pilóta nélküli, kétfázisú fúziós hajtóműves űrhajóval számolt, amely egy emberöltő alatt elérné a 6 fényévre lévő Barnard-csillagot. Ez a terv inspirálta a 2009-ben indult Project Icarus-t is, amely egy emberes verziót dolgozott ki, a BIS és a Tau Zero Foundation együttműködésében.
Az utóbbi években a NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) az antianyag-meghajtás lehetőségeit kutatta. Ez az eljárás hidrogén és antihidrogén atomok ütközésén alapul, és hatalmas energiasűrűsége mellett nagyon kis tömegű hajtóművet tenne lehetővé.
2017 és 2019 között Dr. Frederic Marin, a Strasbourgi Csillagászati Obszervatórium kutatója részletes szimulációkat végzett egy saját fejlesztésű programmal (HERITAGE), amelyben a generációs hajók működéséhez szükséges összes tényezőt figyelembe vette – például a minimális legénységi létszámot, a genetikai sokféleséget vagy a hajó optimális méretét.
A nyertesek
A résztvevő csapatok interdiszciplinárisak voltak, és legalább egy építésztervezőt, mérnököt és társadalomtudóst (szociológust, antropológust stb.) kellett tartalmazniuk. Minden csapatnak olyan hajókat kellett terveznie, amelyek önellátó ökoszisztémával rendelkeznek, mezőgazdasággal, lakóhelyekkel és más, több generáció túléléséhez szükséges életfenntartó rendszerekkel. A verseny szabályai szerint ezeknek a hajóknak a következőket kellett biztosítaniuk:
- Évszázadokon át 1000 ± 500 ember számára lakhatóság
- Mesterséges gravitáció forgás révén
- Jó életkörülményeket biztosító társadalom, beleértve az alapvető ellátást, mint például a szállás, a ruházat és egyéb alapvető szükségletek.
- Robusztus életfenntartó rendszerek az élelmiszer, a víz, a hulladék és a légkör számára
- Tudásátadási mechanizmusok (oktatás és információtárolás) a kultúra és a technológiák megőrzése érdekében
Ezenkívül az űrhajókon koncepcióknak be kellett mutatniuk, hogyan érhetik el a fénysebesség 10%-át (0,1 c), hogy körülbelül 250 év alatt elérjék a legközelebbi lakható exoplanétát, a Proxima b-t, amely körülbelül 4,25 fényévre található a Földtől. A következő pályamunkák nyerték el az első három díjat:
1. helyezett: Chrysalis
Az olasz Chrysalis csapat tagjai különböző szakterületeket képviselnek: Giacomo Infelise építész és tájtervező, Veronica Magli közgazdász és innovációs szakember, Guido Sbrogio asztrofizikus és mérnök, Nevenka Martinello környezetmérnök és szabadúszó művész, valamint Federica Chiara Serpe pszichológus, színésznő és művész.
Űrhajójuk terve egy moduláris, hengeres kialakítást követ, amely minimálisra csökkenti az elülső felületet. Ez segít csökkenteni az ütközésveszélyt mikrometeorokkal és űrtörmelékkel (MMOD), valamint mérsékli a szerkezetre ható terhelést gyorsulás és lassulás közben.
A hajó lenyűgöző méretekkel bír: hossza 58 000 méter, átmérője 6000 méter, össztömege pedig 2,4 milliárd tonna. Meghajtását a Direct Fusion Drive (DFD) rendszer biztosítja, amely hélium-3 (³He) és deutérium (²H) üzemanyagot használ. Ez a rendszer képes 0,1 g (azaz 0,98 m/s²) gyorsulás elérésére. A hajó egy évig gyorsul, majd mintegy 400 évig halad állandó sebességgel, mielőtt egy évnyi lassulással megérkezik a célhoz: a Proxima b bolygóhoz.
A lakóegységek a hajó elején helyezkednek el egy koaxiális forgószerkezeten belül, amely több, egymásba illeszkedő rétegből áll. Ezek a rétegek – kívülről befelé haladva – tartalmazzák a mezőgazdasági és ökológiai rendszereket, a közösségi tereket, lakóövezeteket, kerteket, különféle létesítményeket, raktárakat, valamint a központi tengelymagot. Minden réteg forog, hogy a Földhöz hasonló mesterséges gravitációt biztosítson a hajó kb. 600 fős legénysége számára. Ez a forgás biztosítja a megfelelő lakóteret, infrastruktúrát, energiát és erőforrásokat is.
A hajó orrában kapott helyet a Cosmo Dome, egy pihenő- és kilátóhelyiség, ahol az utasok kis gravitáció mellett gyönyörködhetnek a világűr látványában.
A terv tartalmaz egy alternatív forgásrendszert is, amely csökkenti a stabilitási zavarokat: az egymást követő rétegek ellentétes irányba forognak – a páratlan sorszámúak az óramutató járásával megegyezően, a párosak pedig az ellenkező irányban.
Ahogy az i4is sajtóközleményében fogalmaztak:
„A Chrysalis a zsűrit elsősorban átgondolt rendszertervezésével és a moduláris lakóegységek innovatív kialakításával nyűgözte le. A pályamunka részletgazdagsága is kiemelkedő volt: figyelembe vette például az űrbéli gyártás lehetőségét, valamint azt is, milyen fontos a személyzet felkészítése egy Antarktiszon végzett szimulációs küldetés során.
A hajó moduláris héjszerkezete nagyfokú rugalmasságot és csatlakoztathatóságot tesz lehetővé, ezáltal jól támogatja a funkcionalitást és a méretezhetőséget. A hatalmas kupolaszerkezet látványos, már-már filmszerű élményt nyújt, ami a klasszikus sci-fi világát idézi. A terv erőssége azonban nemcsak a látványban rejlik: a rendszer-szintű megközelítés az építészettől a hajó teljes konstrukciójáig egységes és átgondolt, ami különösen meggyőzővé tette a koncepciót..„
2. helyezett: WFP Extreme
A WFP Extreme csapatát a krakkói Ipari Formatervezési Kar „Design for Extreme Environments Studio” (DEES) stúdiójának építészei, tervezői és tudósai alkották. A csapatot Dr. hab. Michał Kracik mentorálta – ő a stúdió vezetője, egyben a Formatervezési Módszertan Tanszék adjunktusa, aki korábban az MIT-n végzett kutatásokat az űrruhák tervezésével kapcsolatban.
A csapat űrhajója egy központi törzsből és két, ellentétes irányban forgó gyűrűből áll. Ezek a gyűrűk mesterséges gravitációt hoznak létre, miközben az ellentétes forgás segít csökkenteni a Coriolis-hatás kellemetlen következményeit. Mindkét gyűrű 500 méter átmérőjű, és három-három körzetre osztott lakó-, munka- és közösségi tereket tartalmaz.
A központi magban helyezkednek el a hidroponikus farmok, az energiaellátó rendszerek és az irányítóközpontok. Ez a mag szerkezeti karokon és lifteken keresztül kapcsolódik a külső gyűrűkhöz. A hat körzetet futópályák és sétányok kötik össze, míg a liftek lehetővé teszik a szintek közötti közlekedést. Így a különböző közösségek között aktív kapcsolat és kulturális csere jöhet létre az utazás során.
A zsűri a pályaművet „átfogó kiválóságáért” jutalmazta, többek között az alábbi szempontok alapján:
„A WFP Extreme csapat különösen nagy figyelmet fordított a kulturális és társadalmi aspektusokra – többek között olyan elemekre is, mint a ruházat vagy a spirituális terek kialakítása. Ezen a téren a projekt kiemelkedően teljesít, és a legátgondoltabb koncepciók egyikét kínálja. Az építészeti terv technológiai szempontból is erős: modern megoldásokat alkalmaz a sugárzás elleni védelemben, emellett kreatív ötleteket is felvonultat – például a „taxi kapszula” nevű belső szállítóeszközt, valamint a személyre szabott legénységi ruházatot.”
3. helyezett: Systema Stellare Proximum
A harmadik helyen végzett csapat tagjai: Dr. Philip Koshy, a McMaster Egyetem gépészmérnöki professzora; Jan Johan Ipe orvos és szakorvos; valamint Amaris Ishana Mathen grafikus. Az általuk benyújtott terv a Systema Stellare Proximum nevű űrhajó koncepciója, amely egy üreges aszteroidára épül. Ennek belsejében két, egymással ellentétes irányban forgó Stanford-torusz kapott helyet.
Az űrhajót egy fejlett kvantum-AI navigációs rendszer vezérli. A hajtómű első szakaszban nukleáris impulzusmeghajtást használ, majd később áttér ionhajtásra a hosszú távú utazás során. Ahogyan a csapat pályázatában fogalmazott:
„Az év 2320-at írjuk. Az emberiség teljesen átalakult: gazdasága immár űralapú, és a Naprendszer egésze az emberi jelenlét részévé vált. A tudomány olyan szintre fejlődött, hogy az emberi faj készen áll a csillagközi felfedezések megkezdésére. A csillagközi vasút nem csupán technológiai áttörést jelentene, hanem mérföldkövet is az emberiség migrációs történetében – egy folyamatban, amely igazán csak 2080 után indul be.
Ekkor veszik kezdetüket az első érző lényekkel végrehajtott mélyűri küldetések. Ezek kezdetben a közeli aszteroidák erőforrásainak kitermelésére és fejlett robot-szondák kifejlesztésére összpontosítanak – olyan szondákéra, amelyek a Proxima Centauri b felé veszik az irányt.”
A hajó kialakítása a „biomimikri” – vagyis a természetből vett minták utánzása – elvén alapul, különösen a medúzák evolúciós adottságait veszi alapul, hogy minimalizálja a mélyűri utazások kockázatait. Ennek egyik kulcseleme egy harang alakú aszteroidhéj, amely a medúza fejére (vagy „harangjára”) emlékeztet, és védőpajzsként szolgál a sugárzás, valamint az ütközések ellen. Az aszteroida peremét különböző sűrűségű anyagok alkotják, hasonlóan a medúza harangszerkezetéhez, így segítenek elnyelni és eloszlatni az ütközések energiáját. A védőpajzs önjavító technológiákkal és robotokkal van felszerelve, amelyek folyamatosan karbantartják a sérült felületeket.
A biomimikri másik példája a pulzáló plazmaion-hajtómű, amelyet a medúza csápjainak ritmikus mozgása ihletett. Emellett a hajó egy elektrosztatikusan irányított drónraj segítségével képes manőverezni vagy pozícióban maradni. Az űrhajó felületébe egy érzékelőhálózat is be van építve, amely valós idejű helyzetfelismerést biztosít, észleli a környezeti veszélyeket (például mikrometeor-becsapódásokat, sugárzási szinteket), valamint képes azonosítani potenciális erőforrásokat vagy technológiai jeleket. Ezeket az adatokat az adaptív navigációs rendszer használja fel a pálya folyamatos módosításához.
A belső lakóterek moduláris felépítésűek, és – a medúzák testének bizonyos jellemzőihez hasonlóan – könnyen bővíthetők és átalakíthatók. Az életfenntartó rendszer zárt ciklusú és bioregeneratív: mikroorganizmusokkal vagy algákkal alakítja át a hulladékot oxigénné és táplálékká. Emellett hidroponikus és akvaponikus rendszereket is alkalmaznak – ezek halakat nevelnek (fehérje- és zsírsavforrásként), miközben a víztisztítást is segítik.
Végül a hajó egy lézeres védelmi rendszert is tartalmaz, amely célzottan semmisíti meg azokat az apró mikrometeoritokat, amelyeket az aszteroidapajzs nem képes elhárítani.
A zsűri értékelése szerint:
„A Systema Stellare Proximum projekt különlegessége a lenyűgöző történetmesélés, amely zökkenőmentesen kapcsolja össze a technológiai, társadalmi és kulturális elemeket. A koncepció gazdag, fantáziadús narratívát kínál, amely átgondoltan tárja fel a hosszú távú űrbéli élet különböző aspektusait. A történet nemcsak technikai részletekben gazdag, hanem kreatív forgatókönyveken keresztül mutatja be a közösségi viszonyokat, a társadalmi fejlődést – sőt még a spiritualitás szerepét is –, kiemelve a közös értékek fontosságát egy alkalmazkodóképes, több generációs társadalom kialakításában.
Különösen figyelemre méltó az a merész és látványos megoldás, hogy egy aszteroidát használnak sugárvédő pajzsként, amelyet egy medúzára emlékeztető, vizuálisan is lenyűgöző szerkezet egészít ki.”
A Universetoday cikke alapján
