Det er ingen toveier med det, universet er et ekstremt stort sted! Og takket være begrensningene som Spesiell Relativitet har lagt oss, kan det reise tusenvis av reiser til selv de nærmeste stjernesystemene. Som vi tok opp i en tidligere artikkel, kan den estimerte reisetiden til nærmeste stjernesystem (Alpha Centauri) ta alt fra 19 000 til 81 000 år ved bruk av konvensjonelle metoder.
Av denne grunn har mange teoretikere anbefalt at menneskeheten skulle gjøre det
Studien, som nylig dukket opp på nettet, ble ledet av Dr. Frederic Marin fra Astronomical Observatory of Strasbourg og Dr. Camille Beluffi, en partikkelfysiker med den vitenskapelige oppstarten Casc4de. De fikk selskap av Dr. Rhys Taylor fra det astronomiske instituttet for det tsjekkiske vitenskapsakademiet, og Dr. Loic Grau fra konstruksjonsingeniørfirmaet Morphosense.
Studien deres er den siste i en serie utført av Dr. Marin og Dr. Beluffi som tar opp utfordringene med å sende et flergenerasjons romfartøy til et annet stjernesystem. I en tidligere undersøkelse tok de for seg hvor stort mannskap en generasjons skip måtte trenge for å komme seg til bestemmelsesstedet ved god helse.
De gjorde dette ved hjelp av spesiallaget programvare for numerisk kode utviklet av Dr. Marin selv kjent som HERITAGE. I et tidligere intervju med Dr. Marin beskrev han HERITAGE som "en stokastisk Monte Carlo-kode som gjør rede for alle mulige utfall av romsimuleringer ved å teste hvert randomiserte scenario for forplantning, liv og død."
Fra analysen deres bestemte de at det ville være behov for minimum 98 personer for å utføre et flergenerasjonsoppdrag til et annet stjernesystem, uten risiko for genetiske lidelser og andre negative effekter forbundet med ekteskap. For denne studien adresserte teamet det like viktige spørsmålet om hvordan man skal mate mannskapet.
Gitt at tørkematlagre ikke ville være et levedyktig alternativ, siden de ville bli dårligere og forfalle i løpet av århundrene som skipet var i transitt, måtte skipet og mannskapet være utstyrt for å dyrke sin egen mat. Dette reiser spørsmålet, hvor mye plass vil være nødvendig for å produsere nok avlinger til å holde et betydelig mannskap matet?
Når det gjelder romfart, er romfartøyets størrelse et stort tema. Som Dr. Marin forklarte til Space Magazine via e-post:
”Jo tyngre satellitten, jo dyrere er det å skyte den ut i verdensrommet. Så, jo større / tyngre romskipet, desto mer komplisert og ressurskrevende vil fremdriftssystemet være. Faktisk vil størrelsen på romskipet begrense mange parametere. Når det gjelder et generasjonsskip, er mengden mat vi kan produsere direkte relatert til overflaten inne i skipet. Dette området er på sin side relatert til størrelsen på befolkningen ombord. Størrelse, matproduksjon og befolkning henger faktisk sammen. ”
For å ta opp dette viktige spørsmålet - "hvor stort trenger skipet å være?" - teamet stolte på en oppdatert versjon av HERITAGE-programvaren. Som de uttaler i sin studie, står denne versjonen for "aldersavhengige biologiske egenskaper som høyde og vekt, og funksjoner relatert til det varierende antallet kolonister, som infertilitet, graviditet og spontanabort."
Utover dette tok teamet også hensyn til mannskapets kaloribehov for å beregne hvor mye mat som måtte produseres per år. For å oppnå dette inkluderte teamet antropomorfe data i simuleringene sine for å bestemme hvor mye kalorier som ville konsumeres, basert på passasjerens alder, vekt, høyde, aktivitetsnivåer og andre medisinske data.
"Ved hjelp av Harris-Benedict-ligningen for å estimere den enkeltes basale metabolske rate, vurderte vi hvor mange kilo-kalorier som må spises per dag per person for å opprettholde den perfekte kroppsvekten. Vi passet på å inkludere vekt- og høydevariasjoner for å redegjøre for en realistisk befolkning, inkludert tung / lett korpulens og høye / små mennesker. Når det kaloriske kravet ble estimert, beregnet vi hvor mye mat-geoponikk, hydroponics og aeroponics oppdrettsteknikker som kunne produsere per år per kilometer kvadrat. "
Ved å sammenligne disse tallene med konvensjonelle og moderne jordbruksteknikker, er vi i stand til å forutsi mengden kunstig land som måtte tildeles landbruk inne i fartøyet. De baserte deretter sine samlede beregninger på en relativt stor skrue (500 personer) og avledet et samlet tall. Marin forklarte:
"Vi fant ut at for et heterogent mannskap på for eksempel 500 mennesker som lever på et altetende, balansert kosthold, ville 0,45 km² [0,17 mi²] kunstmark være tilstrekkelig for å dyrke all nødvendig mat ved hjelp av en kombinasjon av aeroponics (til frukt , grønnsaker, stivelse, sukker og olje) og konvensjonelt jordbruk (for kjøtt, fisk, meieri og honning). "
Disse verdiene gir også noen arkitektoniske begrensninger for minimumsstørrelsen på selve generasjonsskipet. Forutsatt at skipet var designet for å generere kunstig tyngde med centripetal kraft (dvs. en roterende sylinder), vil det trenge å være minst 224 meter (735 fot) i radius og 320 meter (1050 fot) i lengde.
"Selvfølgelig er andre fasiliteter foruten jordbruk nødvendige - menneskelig bolig, kontrollrom, kraftproduksjon, reaksjonsmasse og motorer, som gjør romskipet minst to ganger større," la Dr. Marin til. "Interessant nok, selv om vi dobler lengden på romskipet, finner vi en struktur som fremdeles er mindre enn den høyeste bygningen i verden - Burj Khalifa (828 m; 2716,5 ft)."
For tilhengere av interstellar romutforskning og misjonsplanleggere er denne siste studien (og andre i serien) svært betydelig, ved at de gir et stadig tydeligere bilde av hvordan oppdragsarkitekturen til et generasjonsskip ville sett ut. Utover bare teoretiske forslag om hva som vil være involvert, gir disse studiene faktiske tall som forskere kan være i stand til å jobbe med en dag.
Og som Dr. Marin forklarte, det gjør at et slikt storslått prosjekt (som virker skremmende på ansiktet) fremstår som mer mulig:
”Dette arbeidet gir oss et innblikk i den reelle muligheten for å lage generasjonsskip. Vi er allerede i stand til å bygge så store strukturer på jorden. Vi har nå kvantifisert med presisjon hvor stor skal være overflaten dedikert til oppdrett i generasjonsskip, slik at befolkningen kan fôre under århundrer lange turer. ”
Ifølge Marin er det eneste gjenværende problemet som må utforskes vann. Ethvert oppdrag som involverer et stort mannskap som tilbringer flere hundre år opp i mellomstjerners plass, trenger mye vann til drikke, vanning og sanitære forhold. Og det er ikke nok å bare stole på resirkuleringsmetoder for å sikre en jevn forsyning.
Dette, antyder Marin, vil bli gjenstand for deres neste studie. "På verdensrommet (langt borte fra planeter, måner eller store asteroider) kan vann være veldig vanskelig å samle," sa han. ”Da kan ressursene om bord lide av mangel på vann. Vi må dedikere våre fremtidige undersøkelser for å løse dette problemet. "
Som med det meste som gjelder utforskning av dyp rom eller kolonisering av andre verdener, er svaret på det ufravikelige spørsmålet ("kan det gjøres?") Nesten alltid det samme - "Hvor mye er du villig til å bruke?" Det er ingen tvil om at et interstellært oppdrag, uavhengig av hvilken form det kan ta, vil kreve et stort engasjement når det gjelder tid, energi og ressurser.
Det vil også kreve at folk er villige til å risikere livene sine, slik at bare eventyrlystne mennesker vil søke. Men kanskje mest av alt, vil det trenge viljen til å se det gjennom. Ved å hindre haster eller ekstrem nødvendighet (dvs. at jorden er dømt), er det vanskelig å forestille seg at alle disse faktorene kommer sammen.
Å vite nøyaktig hvor mye det vil koste oss med tanke på penger, ressurser og tid til å montere et slikt prosjekt er imidlertid et veldig godt første skritt. Først da kan menneskeheten bestemme om de er villige til å gjøre forpliktelsen.
