Glavni KolonizacijaKoliki bi brod bio potreban generaciji da bi posada od 500 ljudi živjela za putovanje u drugu zvijezdu?

Koliki bi brod bio potreban generaciji da bi posada od 500 ljudi živjela za putovanje u drugu zvijezdu?

Kolonizacija : Koliki bi brod bio potreban generaciji da bi posada od 500 ljudi živjela za putovanje u drugu zvijezdu?

Nema toga dvojako, Svemir je izuzetno veliko mjesto! A zahvaljujući ograničenjima koje nam postavlja Posebna relativnost, putovanje do najbližih zvijezdanih sustava moglo bi potrajati tisućljećima. Kao što smo se obratili u prethodnom članku, procijenjeno vrijeme putovanja do najbližeg zvjezdanog sustava (Alpha Centauri) moglo bi trajati od 19.000 do 81.000 godina korištenjem konvencionalnih metoda.

Zbog toga su mnogi teoretičari preporučili da se čovječanstvo treba osloniti na brodove generacije kako bi raširilo sjeme čovječanstva među zvijezdama. Naravno, takav projekt predstavlja brojne izazove, od kojih nije najmanje važno koliko bi svemirski brod trebao biti velik da bi mogao održavati posadu više generacija. U novoj studiji tim međunarodnih znanstvenika pozabavio se tim pitanjem i utvrdio da će trebati puno unutarnjeg prostora!

Studiju, koja se nedavno pojavila na mreži, vodili su dr. Frederic Marin iz Astronomskog opservatorija u Strasbourgu i dr. Camille Beluffi, fizičar čestica sa znanstvenog pokretanja Casc4de. Pridružio im se dr. Rhys Taylor s Astronomskog instituta Češke akademije znanosti i dr. Loic Grau iz građevinske inženjerske tvrtke Morphosense.

Njihova je studija posljednja u nizu koji su proveli dr. Marin i dr. Beluffi i koji se bave izazovima slanja multi-generacijske svemirske letjelice u drugi sustav zvijezda. U jednom su se prethodnom istraživanju osvrnuli na to koliko će morati postojati velika generacija posade broda kako bi im se omogućilo dobro zdravstveno stanje do odredišta.

To su učinili pomoću prilagođenog softvera za numeričke kodove koji je razvio sam dr. Marin, poznat pod nazivom HERITAGE. U prethodnom intervjuu s dr. Marinom opisao je HERITAGE kao stohastički Monte Carlo kod koji vodi računa o svim mogućim ishodima svemirskih simulacija testirajući svaki randomizirani scenarij za rađanje, život i smrt.

Iz njihove su analize utvrdili da će biti potrebno najmanje 98 osoba da bi izvršili multigeneracijsku misiju u drugi zvjezdani sustav, bez rizika od genetskih poremećaja i drugih negativnih učinaka povezanih s brakom. Za ovu studiju, tim se bavio jednako važnim pitanjem kako nahraniti posadu.

S obzirom na to da zalihe osušene hrane ne bi bile održiva opcija, jer bi se one propadale i propadale tijekom stoljeća da je brod bio u tranzitu, brod i posada morali bi biti opremljeni za uzgoj vlastite hrane. Ovo postavlja pitanje, koliko bi prostora trebalo da se proizvede dovoljno usjeva kako bi se mogla čuvati značajna posada?

Težići od 60.000 tona kad bi ga potpuno napunio, Daedalus će patiti čak i raketom Saturn V. Zasluge: Adrian Mann

Kada je riječ o svemirskim putovanjima, veličina svemirske letjelice glavno je pitanje. Kako je dr. Marin objasnio za Universe Today e-poštom:

"Što je satelit teži, to ga je skuplje lansirati u svemir. Zatim, što je veći / teži svemirski brod, to će sustav pogona biti složeniji i skuplji. Zapravo, veličina svemirskog broda ograničit će mnoge parametre. U slučaju broda generacije, količina hrane koju možemo proizvesti izravno je povezana s površinom unutar broda. To je područje zauzvrat povezano s veličinom populacije. Veličina, proizvodnja hrane i broj stanovnika zapravo su međusobno povezani. "

Da bi riješio ovo važno pitanje - "koliko velik brod treba biti?", Tim se oslanjao na ažuriranu verziju softvera HERITAGE. Kako navode u svojoj studiji, ova verzija "obračunava biološke karakteristike ovisno o starosnoj dobi kao što su visina i težina i značajke povezane s različitim brojem kolonista, poput neplodnosti, trudnoće i stope pobačaja."

Pored toga, tim je također uzeo u obzir kalorijske potrebe posade kako bi izračunali koliko hrane treba proizvesti godišnje. Da bi to postigli, tim je u svoje simulacije uključio antropomorfne podatke kako bi utvrdio koliko će se kalorija konzumirati na temelju putnikove dobi, težine, visine, razine aktivnosti i drugih medicinskih podataka.

Koncept Project Orion za svemirski brod s nuklearnim pogonom. Zasluge: silodrome.co

„Koristeći Harris-Benedictsovu jednadžbu za procjenu vrijednosti bazalnog metabolizma kod pojedinca, procijenili smo koliko kilo kalorija dnevno treba pojesti po osobi da bi se održala idealna tjelesna težina. Pobrinuli smo se da uvrstimo varijacije u težini i visini kako bismo računali na realnu populaciju, uključujući tešku / laku truplo i visoke / male ljude. Nakon što se procijeni potreba za kalorijama, izračunali smo koliko se geoponika, hidroponike i aeroponike može proizvesti u poljoprivrednim tehnikama godišnje po kilometru kvadratnom. "

Uspoređujući ove brojeve s konvencionalnim i modernim tehnikama uzgoja, mogli smo predvidjeti količinu umjetnog zemljišta koja bi se trebala dodijeliti uzgoju unutar broda. Zatim su svoje ukupne proračune temeljili na relativno velikom vijku (500 ljudi) i dobili ukupnu cifru. Kao što je dr. Marin objasnio:

Ne otkrili smo da bi za heterogenu posadu, primjerice, 500 ljudi koji žive na svejednoj, uravnoteženoj prehrani, bilo dovoljno dovoljno 0, 45 km [0, 17 mi ] umjetne zemlje da uzgajaju svu potrebnu hranu koristeći kombinacija aeroponika (za voće, povrće, škrob, šećer i ulje) i konvencionalnog uzgoja (za meso, ribu, mliječne proizvode i med) .

Te vrijednosti također pružaju neka arhitektonska ograničenja za minimalnu veličinu samog generacijskog broda. Pod pretpostavkom da je brod stvoren da stvara umjetnu gravitaciju centripetalnom silom (tj. Rotirajućim cilindrom), trebalo bi da bude u polumjeru od najmanje 224 metra (735 stopa) i duljine 320 metara (1050 stopa).

Koncept za brod više generacija koji je osmislio TU Delft Starship Team (DSTART), uz podršku ESA-e. Kredit i autorska prava: Nils Faber i Angelo Vermeulen

Naravno da su potrebni i drugi objekti osim uzgoja ljudsko prebivalište, kontrolne sobe, proizvodnja energije, reakcijska masa i motori, koji svemirski brod čine najmanje dvostruko veće, dodao je dr. Marin. Interesantno je da čak i ako udvostručimo duljinu svemirskog broda, nalazimo strukturu koja je ipak manja od najviše zgrade na svijetu Burj Khalifa (828 m; 2716, 5 ft) .

Za ljubitelje istraživanja međuzvjezdanih svemira i planere misija, ova najnovija studija (i drugi u nizu) vrlo su značajna jer pružaju sve jasniju sliku kako će izgledati misijska arhitektura broda generacije. Osim samo teoretskih prijedloga o tome što bi moglo biti uključeno, ove studije pružaju stvarni broj sa kojim će znanstvenici jednog dana moći raditi.

I kao što je objasnio dr. Marin, također se čini da je tako grandiozan projekt (koji na licu izgleda zastrašujuće) izgledao mnogo izvedivije:

Ovaj rad daje nam uvid u stvarnu mogućnost stvaranja brodova generacije. Mi smo već sposobni izgraditi tako velike strukture na Zemlji. Sada smo s preciznošću utvrdili koliko bi trebala biti površina posvećena uzgoju na brodovima generacija kako bi se stanovništvo moglo prehraniti tijekom stoljetnih putovanja.

Uramljen zvijezdama odraženim u vodi, kajaka se naginje da uđe u veličinu noćnog neba. Fotografija se pojavljuje u mojoj novoj knjizi u poglavlju pod nazivom Zvezde na vodi. Zasluge: Bob King

Prema Marinu, jedino preostalo pitanje koje treba istražiti je voda. Svaka misija koja uključuje veliku posadu koja provodi više od nekoliko stoljeća u međuzvjezdanom prostoru trebat će puno vode za piće, navodnjavanje i sanitarne uvjete. I nije dovoljno jednostavno se osloniti na metode recikliranja kako bi se osigurala stalna opskrba.

To, ukazuje Marin, bit će tema njihovog sljedećeg proučavanja. U dubokom svemiru (daleko od planeta, Mjeseca ili velikih asteroida), voda bi se mogla vrlo teško sakupljati, rekao je. Tada bi resursi na plovilu mogli patiti od nedostatka vode. Moramo se posvetiti svojim budućim istragama kako bismo riješili to pitanje.

Kao i kod većine stvari koje se odnose na istraživanje svemira ili kolonizaciju drugih svjetova, odgovor na nepromjenjivo pitanje ( može li se učiniti? ) gotovo je uvijek isti Koliko si spremni potrošiti? Nema sumnje da bi međuzvjezdana misija, bez obzira u kojoj bi formi bila, zahtijevala golemu predanost u pogledu vremena, energije i resursa.

To bi također zahtijevalo da ljudi budu spremni riskirati svoj život, pa bi se prijavili samo avanturistički ljudi. Ali možda najviše od svega, potrebna bi bila volja da se to vidi. Zabranjujući hitnost ili krajnju nužnost (tj. Planeta Zemlja osuđena na propast), teško je zamisliti da se svi ovi faktori spoje.

Međutim, točno znati koliko će nas koštati u smislu novca, resursa i vremena za uspostavljanje takvog projekta vrlo je dobar prvi korak. Tek tada se čovječanstvo može odlučiti žele li se obvezati.

Daljnje čitanje: arXiv

Kategorija:
Ep. Astronomije uloge 431: Potraga za životom na Marsu
Električni potisnik koji diše zrakom mogao bi godinama držati satelite u niskoj zemaljskoj orbiti