Nincs kétirányú helyzet, az Univerzum rendkívül nagy hely! És a speciális relativitáselméleti korlátozásoknak köszönhetően, még a legközelebbi csillagrendszerekbe történő utazás évezredeket is igénybe vehet. Amint egy előző cikkben foglalkoztunk, a legközelebbi csillagrendszerbe (Alpha Centauri) becsült utazási idő szokásos módszerekkel 19 000-től 81 000 évig tarthat.
Emiatt sok teoretikus azt javasolta, hogy az emberiség tegye ezt
A közelmúltban online megjelenő tanulmányt Dr. Frederic Marin, a strasbourgi csillagászati obszervatórium és Dr. Camille Beluffi, a részecskefizikus vezette, a Casc4de tudományos indulójával. Csatlakoztak Dr. Rhys Taylor a Cseh Tudományos Akadémia Csillagászati Intézetéből és Dr. Loic Grau a Morphosense építőipari cégből.
Tanulmányuk a Dr. Marin és Dr. Beluffi által készített sorozat legfrissebb sorozatában készül, amely foglalkozik a többgenerációs űrhajó másik csillagrendszerbe küldésének kihívásaival. Egy korábbi tanulmányban foglalkoztak azzal, hogy mekkora egy generációs hajó legénységének kell lennie ahhoz, hogy jó egészségi állapotban eljuthasson rendeltetési helyére.
Ezt a saját kezűleg numerikus kódszoftverrel készítették, amelyet Dr. Marin fejlesztett ki, HERITAGE néven. Egy korábbi interjúban Dr. Marin-lel a HERITAGE-t „sztochasztikus Monte Carlo-kódnak írta le, amely az űrszimulációk minden lehetséges eredményét beszámolja a szaporodás, az élet és a halál minden randomizált forgatókönyvének tesztelésével”.
Elemzésük alapján megállapították, hogy legalább 98 emberre lesz szükség egy másik csillagrendszerbe történő többgenerációs küldetés végrehajtásához, a genetikai rendellenességek és a házasságkötéssel járó egyéb negatív hatások nélkül. Ebben a tanulmányban a csoport ugyanolyan fontos kérdéssel foglalkozott, hogy hogyan kell táplálni a legénységet.
Tekintettel arra, hogy a szárított élelmiszer-készletek nem lennének megvalósítható lehetőség, mivel azok a hajó áthaladásának évszázadai során romlanak és romlanak, a hajót és a személyzetet fel kell szerelni arra, hogy saját ételeket termesszen. Ez felveti a kérdést, hogy mennyi helyre lenne szükség ahhoz, hogy elegendő növényt termesszen egy nagy létszámú személyzet táplálkozásához?
Az űrutazásról az űrhajó mérete nagy kérdés. Ahogy Dr. Marin e-mailben elmagyarázta a Space Magazine-nak:
„Minél nehezebb a műhold, annál drágább az űrbe indítása. Ekkor minél nagyobb / nehezebb az űrhajó, annál bonyolultabb és erőforrás-drágább lesz a meghajtó rendszer. Valójában az űrhajó mérete számos paramétert korlátozni fog. Egy generációs hajó esetében az általunk előállítható élelmi mennyiség közvetlenül kapcsolódik a hajó belsejében levő felülethez. Ez a terület viszont kapcsolatban áll a fedélzeten lévő lakosság méretével. A méret, az élelmiszer-termelés és a népesség valójában lényegében összefüggenek. ”
Ennek a fontos kérdésnek a megválaszolásához - „mennyinek kell lennie a hajónak?” - a csapat a HERITAGE szoftver frissített verziójára támaszkodott. Mint állítják kutatásukban, ez a verzió „figyelembe veszi az életkorfüggő biológiai tulajdonságokat, például a magasságot és a súlyt, valamint a változó telepesek számával kapcsolatos tulajdonságokat, mint például a meddőség, a terhesség és a vetélési arány”.
Ezen felül a csapat figyelembe vette a legénység kalóriaigényét is annak kiszámításához, hogy mekkora élelmet kell előállítani évente. Ennek megvalósítása érdekében a csapat antropomorf adatokkal egészítette ki szimulációit annak meghatározására, hogy mennyi kalóriát fogyasztanak az utas kora, súlya, magassága, aktivitási szintje és egyéb orvosi adatok alapján.
„A Harris-Benedict egyenlet felhasználásával megbecsüljük az egyén alapvető anyagcseréjét, megbecsüljük, hány kilo-kalóriát kell naponta enni egy emberre az ideális testtömeg fenntartása érdekében. Gondoskodtunk arról, hogy a valósághű népesség, ideértve a nehéz / könnyű gerinctest és a magas / kicsi embereket figyelembe vegye a súly és a magasság változásait is. A kalóriaigény becslése után kiszámoltuk, hogy az évi négyzetkilométer mekkora élelmezési célú földrajzi, hidroponikus és aeroponikus gazdálkodási technikát tudna termelni. ”
Összehasonlítva ezeket a számokat a hagyományos és a modern gazdálkodási technikákkal, képesek vagyunk megjósolni a mesterséges földterület mennyiségét, amelyet a hajón belüli gazdálkodásra kellene fordítani. Ezután az átfogó számításukat egy viszonylag nagy csavarra (500 fő) alapozták, és az összesített számot kiszámították. Marin elmagyarázta:
„Megállapítottuk, hogy egy heterogén, például mindenevő, kiegyensúlyozott étrendben élő 500 ember számára egy 0,45 km² [0,17 km²] mesterséges földterületen elegendő lenne az összes szükséges élelmiszer aeroponics kombinációjával történő termesztéséhez (gyümölcsre) , zöldségek, keményítő, cukor és olaj) és a hagyományos gazdálkodás (hús, hal, tejtermék és méz esetében). ”
Ezek az értékek bizonyos építészeti korlátozásokat is tartalmaznak a generációs hajó minimális méretére. Feltételezve, hogy a hajót úgy tervezték, hogy mesterséges gravitációt centripetalális erővel (azaz egy forgó hengerrel) generáljon, minimálisan körülbelül 224 méter (735 láb) sugárral és 320 méter (1050 láb) hosszúsággal lenne szüksége.
"Természetesen a gazdálkodáson kívül más létesítményekre is szükség van - emberi lakások, irányító helyiségek, energiatermelés, reakciótömeg és motorok, amelyek az űrhajót legalább kétszer nagyobbvá teszik - tette hozzá Dr. Marin. "Érdekes, hogy még ha megduplázjuk az űrhajó hosszát is, olyan szerkezetet találunk, amely még mindig kisebb, mint a világ legmagasabb épülete - Burj Khalifa (828 m; 2716,5 ft).”
A csillagközi űrkutatás rajongói és a missziótervezők számára ez a legújabb tanulmány (és a sorozat többi része) rendkívül jelentős, mivel egyre világosabb képet adnak egy generációs hajó küldetési architektúrájáról. A pusztán elméleti javaslatok mellett, hogy mi lenne a kérdés, ezek a tanulmányok olyan tényleges számokat szolgáltatnak, amelyekkel a tudósok valamikor képesek lehetnek dolgozni.
És amint Dr. Marin kifejtette, ez egy olyan grandiózus projektet (ami félelmetesnek tűnik) sokkal megvalósíthatóbbá teszi:
„Ez a munka betekintést nyújt nekünk a generációs hajók létrehozásának valódi lehetőségéről. Már képesek vagyunk ilyen nagy struktúrákat felépíteni a Földön. Most pontosan meghatároztuk, hogy mekkora legyen a generációs hajók tenyésztésére szánt felületének nagysága, hogy a lakosság táplálkozhasson évszázados utazások során. ”
Marin szerint az egyetlen fennmaradó kérdés, amelyet feltárni kell a víz. Minden olyan küldetéshez, amelyben egy nagy személyzet részt vesz, néhány évszázadot felfelé a csillagközi térben, sok vizet kell fogyasztania iváshoz, öntözéshez és szennyvízkezeléshez. És nem elegendő az újrahasznosítási módszerekre hagyatkozni a folyamatos ellátás biztosítása érdekében.
Marin megjegyzi, hogy ez lesz a következő tanulmányuk tárgya. "A mély űrben (távol a bolygótól, holdaktól vagy a nagy aszteroidáktól) a víz nagyon nehéz lehet gyűjteni" - mondta. „Akkor a fedélzeti erőforrások szenvedhetnek a vízhiánytól. A kérdés megoldására a jövőbeni vizsgálatainkat kell szentelnünk. ”
Mint a legtöbb mély űrkutatáshoz vagy más világok gyarmatosításához kapcsolódó dolgokhoz, a változatlan kérdésre („meg lehet csinálni?”) A válasz szinte mindig ugyanaz - „Mennyit hajlandó költeni?” Nem kétséges, hogy egy csillagközi küldetés, függetlenül attól, hogy milyen formában működik, óriási elkötelezettséget igényel időben, energiában és erőforrásokban.
Ez azt is megköveteli, hogy az emberek hajlandóak kockáztatni életét, így csak kalandos emberek jelentkeznének. De valószínűleg leginkább az akaratra lenne szüksége, hogy átnézze. A sürgõsség vagy a rendkívüli szükségesség elkerülése érdekében (azaz a Föld bolygó halálra van ítélve) nehéz elképzelni ezeket a tényezõket.
Nagyon jó azonban az, ha pontosan tudjuk, mennyibe fog kerülni nekünk pénz, források és idő, hogy egy ilyen projektet beépítsünk. Az emberiség csak akkor döntheti el, hogy hajlandó-e elkötelezni magát.
