В этом нет двух сторон, Вселенная - чрезвычайно большое место! И благодаря ограничениям, наложенным на нас специальной теорией относительности, путешествие в даже самые близкие звездные системы может занять тысячелетия. Как мы уже говорили в предыдущей статье, расчетное время в пути до ближайшей звездной системы (Альфа Центавра) может занять от 19 000 до 81 000 лет с использованием обычных методов.
По этой причине многие теоретики рекомендовали человечеству
Исследование, которое недавно появилось в Интернете, было проведено доктором Фредериком Марином из Астрономической обсерватории Страсбурга и доктором Камиллом Белуффи, физиком-частицей из научного стартапа Casc4de. К ним присоединились доктор Рис Тейлор из Астрономического института Чешской академии наук и доктор Лоик Грау из фирмы по структурному проектированию Morphosense.
Их исследование является последним в серии, проведенной доктором Марином и доктором Белуффи, в которой рассматриваются проблемы отправки космического корабля нескольких поколений в другую звездную систему. В предыдущем исследовании они рассматривали вопрос о том, насколько большой должен быть экипаж корабля поколения, чтобы добраться до пункта назначения в добром здравии.
Они сделали это, используя программное обеспечение для числового кода, разработанное самим доктором Марином, известным как НАСЛЕДИЕ. В предыдущем интервью с доктором Марином он описал НАСЛЕДИЕ как «стохастический код Монте-Карло, который учитывает все возможные результаты космического моделирования, проверяя каждый случайный сценарий на предмет рождения, жизни и смерти».
Исходя из их анализа, они определили, что для выполнения миссии нескольких поколений в другую звездную систему потребуется минимум 98 человек, без риска генетических нарушений и других негативных последствий, связанных с вступлением в брак. Для этого исследования команда рассмотрела не менее важный вопрос о том, как накормить команду.
Принимая во внимание, что запасы сушеных пищевых продуктов не будут приемлемым вариантом, поскольку они будут ухудшаться и разлагаться в течение столетий, в течение которых судно находилось в пути, судно и его экипаж должны были бы быть оборудованы для выращивания собственной пищи. В связи с этим возникает вопрос: сколько места потребуется для производства достаточного количества культур, чтобы кормить значительную команду?
Когда дело доходит до космических путешествий, размер космического корабля является серьезной проблемой. Как доктор Марин объяснил журналу Space по электронной почте:
«Чем тяжелее спутник, тем дороже его запуск в космос. Тогда, чем больше / тяжелее космический корабль, тем более сложной и дорогостоящей будет двигательная установка. На самом деле, размер космического корабля будет ограничивать многие параметры. В случае корабля поколения, количество пищи, которое мы можем произвести, напрямую связано с площадью поверхности внутри корабля. Эта область, в свою очередь, связана с численностью населения на борту. Размер, производство продуктов питания и население на самом деле неразрывно связаны ».
Чтобы ответить на этот важный вопрос - «насколько большим должен быть корабль?» - команда использовала обновленную версию программного обеспечения HERITAGE. Как утверждают в своем исследовании, эта версия «учитывает возрастные биологические характеристики, такие как рост и вес, и особенности, связанные с различным количеством колонистов, таких как бесплодие, беременность и невынашивание беременности».
Помимо этого, команда также приняла во внимание потребности экипажа в калориях, чтобы рассчитать, сколько пищи нужно будет производить в год. Для этого команда включила антропоморфные данные в свои симуляции, чтобы определить, сколько калорий будет потребляться, исходя из возраста, веса, роста, уровня активности пассажира и других медицинских данных.
«Используя уравнение Харриса-Бенедикта для оценки основного уровня метаболизма человека, мы оценили, сколько килокалорий необходимо съедать в день на человека, чтобы поддерживать идеальную массу тела. Мы позаботились о том, чтобы учесть изменения веса и роста, чтобы учесть реалистичную популяцию, включая тяжелые / легкие тучности и высокие / маленькие люди. После оценки потребности в калориях мы вычислили, сколько пищевой геоники, гидропоники и аэропоники могут производить в год на квадратный километр ».
Сравнивая эти цифры с традиционными и современными методами ведения сельского хозяйства, мы можем предсказать количество искусственной земли, которая должна быть выделена для ведения сельского хозяйства внутри судна. Затем они основали свои общие расчеты на относительно большом винте (500 человек) и вывели общую цифру. Марин объяснил:
«Мы обнаружили, что для разнородной команды, например, из 500 человек, живущих на всеядной сбалансированной диете, было бы достаточно 0,45 км² [0,17 миль] искусственной земли для выращивания всей необходимой пищи с использованием комбинации аэропоники (для фруктов). овощи, крахмал, сахар и масло) и традиционное сельское хозяйство (для мяса, рыбы, молочных продуктов и меда) ».
Эти значения также обеспечивают некоторые архитектурные ограничения для минимального размера самого поколения корабля. Предполагая, что корабль был спроектирован для создания искусственной гравитации с помощью центростремительной силы (то есть вращающегося цилиндра), его радиус должен составлять минимум 224 метра (735 футов) и длину 320 метров (1050 футов).
«Конечно, необходимы и другие объекты, помимо сельского хозяйства - жилье, диспетчерские пункты, производство электроэнергии, реактивная масса и двигатели, которые делают космический корабль как минимум в два раза больше», - добавил доктор Марин. «Интересно, что даже если мы удвоим длину космического корабля, мы найдем конструкцию, которая все еще меньше, чем самое высокое здание в мире - Бурдж-Халифа (828 м; 2716,5 фута)».
Для поклонников межзвездного освоения космоса и планировщиков миссий это последнее исследование (и другие в серии) имеют большое значение, поскольку они дают все более ясную картину того, как будет выглядеть архитектура миссии корабля поколения. Помимо просто теоретических предположений о том, что будет происходить, эти исследования дают реальные цифры, с которыми ученые когда-нибудь смогут работать.
И, как объяснил доктор Марин, это также делает такой грандиозный проект (который кажется пугающим на первый взгляд) гораздо более осуществимым:
«Эта работа дает нам представление о реальной возможности создания кораблей поколения. Мы уже способны строить такие большие сооружения на Земле. Теперь мы точно определили, насколько большой должна быть поверхность, предназначенная для земледелия на кораблях поколения, чтобы население могло питаться во время многовековых поездок ».
По словам Марина, единственная оставшаяся проблема, которую необходимо изучить, - это вода. Любая миссия с участием большой команды, проводящей в межзвездном пространстве свыше нескольких веков, будет нуждаться в большом количестве воды для питья, орошения и санитарии. И недостаточно просто полагаться на методы переработки, чтобы обеспечить стабильные поставки.
Это, как указывает Марин, станет предметом их следующего исследования. «В глубоком космосе (вдали от планет, лун или крупных астероидов) собирать воду может быть очень трудно», - сказал он. «Тогда ресурсы на борту могут пострадать от нехватки воды. Мы должны посвятить наши будущие исследования, чтобы решить эту проблему ».
Как и в большинстве случаев, касающихся освоения дальнего космоса или колонизации других миров, ответ на неизменный вопрос («можно ли это сделать?») Почти всегда один и тот же: «Сколько вы готовы потратить?» Нет сомнений в том, что межзвездная миссия, независимо от того, какую форму она может принять, потребует огромных усилий с точки зрения времени, энергии и ресурсов.
Это также потребовало бы, чтобы люди были готовы рисковать своей жизнью, поэтому подавать заявку могут только авантюрные люди. Но, пожалуй, больше всего ему понадобится воля, чтобы довести это до конца. За исключением срочной или крайней необходимости (то есть планеты Земля обречена), трудно представить, что все эти факторы объединяются.
Однако, точно зная, сколько нам будет стоить денег, ресурсов и времени, чтобы создать такой проект, это очень хороший первый шаг. Только тогда человечество сможет решить, готовы ли они взять на себя обязательство.
