Δεν υπάρχει αμφίδρομος τρόπος, το Σύμπαν είναι ένα εξαιρετικά μεγάλο μέρος! Και χάρη στους περιορισμούς που μας έθεσε η Ειδική Σχετικότητα, το ταξίδι ακόμη και στα πιο κοντινά συστήματα αστεριών θα μπορούσε να πάρει χιλιετίες. Όπως αναφέραμε σε ένα προηγούμενο άρθρο, ο εκτιμώμενος χρόνος ταξιδιού στο πλησιέστερο σύστημα αστεριών (Alpha Centauri) θα μπορούσε να διαρκέσει από 19.000 έως 81.000 χρόνια χρησιμοποιώντας συμβατικές μεθόδους.
Για το λόγο αυτό, πολλοί θεωρητικοί έχουν συστήσει στην ανθρωπότητα
Η μελέτη, η οποία εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο, ήταν επικεφαλής του Dr. Frederic Marin του Αστρονομικού Παρατηρητηρίου του Στρασβούργου και του Dr. Camille Beluffi, φυσικού σωματιδίων με την επιστημονική εκκίνηση Casc4de. Συνοδεύτηκαν από τον Dr. Rhys Taylor του Αστρονομικού Ινστιτούτου της Τσεχικής Ακαδημίας Επιστημών και τον Dr. Loic Grau της εταιρείας δομικών μηχανικών Morphosense.
Η μελέτη τους είναι η τελευταία σε μια σειρά που διεξήχθησαν από τους Dr. Marin και Dr. Beluffi που αντιμετωπίζουν τις προκλήσεις της αποστολής ενός διαστημικού σκάφους πολλαπλών γενεών σε ένα άλλο αστρικό σύστημα. Σε μια προηγούμενη μελέτη, μίλησαν για το πόσο μεγάλο θα πρέπει να είναι το πλήρωμα μιας γενιάς πλοίου για να φτάσει στον προορισμό τους με καλή υγεία.
Το έκαναν αυτό χρησιμοποιώντας προσαρμοσμένο λογισμικό αριθμητικού κώδικα που ανέπτυξε ο ίδιος ο Δρ Marin γνωστός ως Κληρονομιά. Σε προηγούμενη συνέντευξή του με τον Δρ Marin, περιέγραψε το HERITAGE ως «έναν στοχαστικό κώδικα Monte Carlo που εξηγεί όλα τα πιθανά αποτελέσματα των διαστημικών προσομοιώσεων δοκιμάζοντας κάθε τυχαιοποιημένο σενάριο για αναπαραγωγή, ζωή και θάνατο».
Από την ανάλυσή τους, διαπίστωσαν ότι θα χρειαστούν τουλάχιστον 98 άτομα για να επιτύχουν μια αποστολή πολλαπλών γενεών σε ένα άλλο αστρικό σύστημα, χωρίς κινδύνους γενετικών διαταραχών και άλλων αρνητικών επιπτώσεων που συνδέονται με το γάμο. Για αυτήν τη μελέτη, η ομάδα αντιμετώπισε το εξίσου σημαντικό ερώτημα για το πώς να ταΐσει το πλήρωμα.
Δεδομένου ότι τα αποξηραμένα αποθέματα τροφίμων δεν θα ήταν βιώσιμη επιλογή, δεδομένου ότι θα επιδεινωθούν και θα αποσυντεθούν κατά τη διάρκεια των αιώνων που το πλοίο διέμενε, το πλοίο και το πλήρωμα θα έπρεπε να εξοπλιστούν για να καλλιεργήσουν τα δικά τους τρόφιμα. Αυτό εγείρει το ερώτημα, πόσος χώρος θα χρειαζόταν για την παραγωγή αρκετών καλλιεργειών για τη διατροφή ενός μεγάλου πληρώματος;
Όταν πρόκειται για διαστημικά ταξίδια, το μέγεθος του διαστημικού σκάφους είναι ένα σημαντικό ζήτημα. Όπως εξήγησε ο Δρ Marin στο Space Magazine μέσω email:
«Όσο βαρύτερος είναι ο δορυφόρος, τόσο πιο ακριβό είναι να το εκτοξεύσει στο διάστημα. Τότε, όσο μεγαλύτερο / βαρύτερο είναι το διαστημόπλοιο, τόσο πιο περίπλοκο και δαπανηρό για πόρους θα είναι το σύστημα πρόωσης. Στην πραγματικότητα, το μέγεθος του διαστημόπλοιου θα περιορίσει πολλές παραμέτρους. Στην περίπτωση ενός πλοίου παραγωγής, η ποσότητα των τροφίμων που μπορούμε να παράγουμε σχετίζεται άμεσα με την επιφάνεια του πλοίου. Αυτή η περιοχή, με τη σειρά της, σχετίζεται με το μέγεθος του πληθυσμού στο πλοίο. Το μέγεθος, η παραγωγή τροφίμων και ο πληθυσμός είναι ουσιαστικά συνδεδεμένοι. "
Για να αντιμετωπιστεί αυτό το σημαντικό ερώτημα - "πόσο μεγάλο πρέπει να είναι το πλοίο;" - η ομάδα βασίστηκε σε μια ενημερωμένη έκδοση του λογισμικού HERITAGE. Όπως δηλώνουν στη μελέτη τους, αυτή η έκδοση "εξηγεί τα βιολογικά χαρακτηριστικά που εξαρτώνται από την ηλικία, όπως το ύψος και το βάρος, και χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τον ποικίλο αριθμό των αποίκων, όπως η υπογονιμότητα, τα ποσοστά κύησης και αποβολής."
Πέρα από αυτό, η ομάδα έλαβε επίσης υπόψη τις θερμιδικές ανάγκες του πληρώματος για να υπολογίσει πόση τροφή θα χρειαζόταν να παράγεται ετησίως. Για να επιτευχθεί αυτό, η ομάδα περιελάμβανε ανθρωπομορφικά δεδομένα στις προσομοιώσεις τους για να καθορίσει πόσες θερμίδες θα καταναλώνονταν με βάση την ηλικία, το βάρος, το ύψος, τα επίπεδα δραστηριότητας και άλλα ιατρικά δεδομένα ενός επιβάτη.
«Χρησιμοποιώντας την εξίσωση Harris-Benedict για να εκτιμήσουμε το βασικό μεταβολικό ρυθμό ενός ατόμου, αξιολογήσαμε πόσες κιλό-θερμίδες πρέπει να καταναλώνονται ανά ημέρα ανά άτομο για να διατηρηθεί το ιδανικό σωματικό βάρος. Φροντίσαμε να συμπεριλάβουμε τις παραλλαγές βάρους και ύψους για να λάβουμε υπόψη έναν ρεαλιστικό πληθυσμό, συμπεριλαμβανομένων των βαριών / ελαφρών σωματίων και των ψηλών / μικρών ανθρώπων. Μόλις υπολογίστηκε η θερμιδική απαίτηση, υπολογίσαμε πόσες τεχνικές καλλιέργειας γεωπονικής, υδροπονίας και αεροπονικής θα μπορούσαν να παράγουν ετησίως ανά χιλιόμετρο τετραγωνικά. "
Συγκρίνοντας αυτούς τους αριθμούς με συμβατικές και σύγχρονες τεχνικές καλλιέργειας, είμαστε σε θέση να προβλέψουμε το ποσό της τεχνητής γης που θα έπρεπε να διατεθεί στην εκτροφή μέσα στο σκάφος. Στη συνέχεια βασίστηκαν τους συνολικούς υπολογισμούς τους σε μια σχετικά μεγάλη βίδα (500 άτομα) και απέκτησαν ένα συνολικό ποσοστό. Η Μαρίν εξήγησε:
«Βρήκαμε ότι, για ένα ετερογενές πλήρωμα, π.χ., 500 ανθρώπων που ζουν σε παμφάγα, ισορροπημένη διατροφή, 0,45 km² [0,17 mi²] τεχνητής γης θα αρκούσε για να αναπτυχθεί όλα τα απαραίτητα τρόφιμα χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό αεροπονικής (για φρούτα , λαχανικά, άμυλο, ζάχαρη και λάδι) και συμβατική καλλιέργεια (για κρέας, ψάρι, γαλακτοκομικά προϊόντα και μέλι). "
Αυτές οι τιμές παρέχουν επίσης ορισμένους αρχιτεκτονικούς περιορισμούς για το ελάχιστο μέγεθος του ίδιου του πλοίου παραγωγής. Υποθέτοντας ότι το πλοίο σχεδιάστηκε για να παράγει τεχνητή βαρύτητα με κεντρομόλο δύναμη (δηλαδή περιστρεφόμενο κύλινδρο), θα χρειαζόταν τουλάχιστον 224 μέτρα (735 πόδια) σε ακτίνα και 320 μέτρα (1050 πόδια) σε μήκος.
«Φυσικά, είναι απαραίτητες και άλλες εγκαταστάσεις εκτός από τη γεωργία - ανθρώπινη κατοικία, αίθουσες ελέγχου, παραγωγή ενέργειας, μάζα αντίδρασης και κινητήρες, οι οποίοι καθιστούν το διαστημόπλοιο τουλάχιστον δύο φορές μεγαλύτερο», πρόσθεσε ο Δρ Marin. "Είναι ενδιαφέρον, ακόμη και αν διπλασιάσουμε το μήκος του διαστημικού σκάφους, βρίσκουμε μια δομή που είναι ακόμα μικρότερη από το ψηλότερο κτίριο στον κόσμο - Burj Khalifa (828 μ. 2716,5 πόδια)."
Για τους λάτρεις της διαστημικής εξερεύνησης του διαστήματος και τους σχεδιαστές αποστολών, αυτή η τελευταία μελέτη (και άλλες στη σειρά) είναι εξαιρετικά σημαντική, καθώς παρέχουν μια ολοένα και πιο ξεκάθαρη εικόνα του πώς θα μοιάζει η αρχιτεκτονική της αποστολής ενός πλοίου γενιάς. Πέρα από απλώς θεωρητικές προτάσεις για το τι θα εμπλέκεται, αυτές οι μελέτες παρέχουν πραγματικούς αριθμούς με τους οποίους οι επιστήμονες μπορεί να εργαστούν κάποια μέρα.
Και όπως εξήγησε ο Δρ Marin, κάνει επίσης ένα τόσο μεγαλοπρεπές έργο (που φαίνεται τρομακτικό στο πρόσωπό του) να φαίνεται πολύ πιο εφικτό:
«Αυτό το έργο μας δίνει μια εικόνα για την πραγματική δυνατότητα δημιουργίας πλοίων παραγωγής. Είμαστε ήδη σε θέση να χτίσουμε τόσο μεγάλες κατασκευές στη Γη. Έχουμε ποσοτικοποιήσει τώρα με ακρίβεια πόσο μεγάλη πρέπει να είναι η επιφάνεια που αφιερώνεται στη γεωργία σε γενιά πλοίων, έτσι ώστε ο πληθυσμός να μπορεί να τρέφεται κατά τη διάρκεια αιώνων ταξιδιών. "
Σύμφωνα με τον Marin, το μόνο εναπομένον ζήτημα που πρέπει να διερευνηθεί είναι το νερό. Κάθε αποστολή που περιλαμβάνει ένα μεγάλο πλήρωμα που περνά πάνω από μερικούς αιώνες σε διαστρικό χώρο θα χρειαστεί άφθονο νερό για πόσιμο, άρδευση και αποχέτευση. Και δεν αρκεί να βασίζεστε απλώς σε μεθόδους ανακύκλωσης για να διασφαλίζετε μια σταθερή παροχή.
Αυτό, σύμφωνα με τον Marin, θα αποτελέσει το αντικείμενο της επόμενης μελέτης τους. «Σε βαθύ διάστημα (μακριά από πλανήτες, φεγγάρια ή μεγάλους αστεροειδείς), το νερό μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να συλλεχθεί», είπε. «Τότε οι πόροι του πλοίου μπορεί να υποφέρουν από την έλλειψη νερού. Πρέπει να αφιερώσουμε τις μελλοντικές έρευνές μας για να λύσουμε αυτό το ζήτημα. "
Όπως με τα περισσότερα πράγματα που σχετίζονται με την εξερεύνηση του διαστήματος ή τον αποικισμό άλλων κόσμων, η απάντηση στο αμετάβλητο ερώτημα («μπορεί να γίνει;») είναι σχεδόν πάντα η ίδια - «Πόσα προτίθεστε να ξοδέψετε;» Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι μια διαστημική αποστολή, ανεξάρτητα από τη μορφή που μπορεί να λάβει, θα απαιτούσε μια τεράστια δέσμευση όσον αφορά το χρόνο, την ενέργεια και τους πόρους.
Θα απαιτούσε επίσης οι άνθρωποι να είναι διατεθειμένοι να διακινδυνεύσουν τη ζωή τους, έτσι θα ισχύουν μόνο οι τολμηροί άνθρωποι. Αλλά ίσως πάνω απ 'όλα, θα χρειαζόταν τη βούληση για να το αντιμετωπίσει. Χωρίς επείγουσα ανάγκη ή ακραία ανάγκη (δηλαδή ο πλανήτης Γη είναι καταδικασμένος), είναι δύσκολο να φανταστούμε όλους αυτούς τους παράγοντες να ενώνονται.
Ωστόσο, το να γνωρίζουμε ακριβώς πόσο θα μας κοστίσει από άποψη χρημάτων, πόρων και χρόνου για την υλοποίηση ενός τέτοιου έργου είναι ένα πολύ καλό πρώτο βήμα. Μόνο τότε μπορεί η ανθρωπότητα να αποφασίσει αν είναι πρόθυμη να δεσμευτεί.
