Η ανθρωπότητα έχει ονειρευτεί εδώ και πολύ καιρό να στείλει ανθρώπους σε άλλους πλανήτες, ακόμη και πριν γίνει πλήρης η διαστημική πτήση. Και με την ανακάλυψη χιλιάδων εξωπλανητών τις τελευταίες δεκαετίες, ιδίως εκείνων που περιστρέφονται σε γειτονικά αστρικά συστήματα (όπως το Proxima b), αυτό το όνειρο φαίνεται πιο κοντά από ποτέ στο να γίνει πραγματικότητα. Φυσικά, πρέπει να ξεπεραστούν πολλές τεχνικές προκλήσεις προτού ελπίσουμε να πραγματοποιήσουμε μια τέτοια αποστολή.
Επιπλέον, πολλές ερωτήσεις πρέπει να απαντηθούν. Για παράδειγμα, τι είδους πλοίο πρέπει να στείλουμε στην Proxima b ή σε άλλους κοντινούς εξωπλανήτες; Και πόσα άτομα θα χρειαζόταν να τοποθετήσουμε στο πλοίο; Η τελευταία ερώτηση ήταν το θέμα μιας πρόσφατης εργασίας που γράφτηκε από μια ομάδα Γάλλων ερευνητών που υπολόγισαν τον ελάχιστο αριθμό ατόμων που θα χρειαζόταν για να διασφαλιστεί ότι ένα υγιές πλήρωμα πολλαπλών γενεών θα μπορούσε να κάνει το ταξίδι στο Proxima β.
Η μελέτη, με τίτλο "Υπολογισμός του ελάχιστου πληρώματος για διαστημικό ταξίδι πολλαπλών γενεών προς το Proxima Centauri b", εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο και σύντομα θα δημοσιευτεί στο Εφημερίδα της Βρετανικής Διαπλανητικής Εταιρείας. Διευθύνθηκε από τον Δρ Frederic Marin, έναν αστροφυσικό από το Αστρονομικό Αστεροσκοπείο του Στρασβούργου, και τον Δρ Camille Beluffi, έναν σωματικό φυσικό που συνεργάζεται με την επιστημονική εκκίνηση Casc4de.
Η μελέτη τους ήταν η δεύτερη σε μια σειρά εφημερίδων που επιχειρούσαν να αξιολογήσουν τη βιωσιμότητα ενός διαστρικού ταξιδιού στο Proxima b. Η πρώτη μελέτη, με τίτλο «ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΑ: ένας κώδικας του Μόντε Κάρλο για την αξιολόγηση της βιωσιμότητας των διαστημικών ταξιδιών χρησιμοποιώντας πλήρωμα πολλαπλών γενεών», δημοσιεύθηκε επίσης στο τεύχος Αυγούστου 2017 Εφημερίδα της Βρετανικής Διαπλανητικής Εταιρείας.
Ο Δρ Marin και ο Dr. Beluffi ξεκινούν την τελευταία τους μελέτη λαμβάνοντας υπόψη τις διάφορες έννοιες που έχουν προταθεί για να κάνουν ένα διαστρικό ταξίδι - πολλές από τις οποίες διερευνήθηκαν σε ένα προηγούμενο άρθρο της UT, "Πόσο καιρό θα χρειαζόταν για να φτάσετε στο κοντινότερο αστέρι; «. Αυτές περιλαμβάνουν τις πιο παραδοσιακές προσεγγίσεις, όπως το Nuclear Pulse Propulsion (δηλαδή το Orion Project) και τους πυραύλους σύντηξης (δηλ. Το έργο Daedalus), καθώς και την πιο μοντέρνα ιδέα του Breakthrough Starshot.
Ωστόσο, τέτοιες αποστολές είναι ακόμη πολύ μακριά και / ή δεν περιλαμβάνουν πλήρωμα διαστημικών πτήσεων (όπως συμβαίνει με το Starshot). Ως εκ τούτου, ο Δρ. Beluffi έλαβε επίσης υπόψη αποστολές που θα ξεκινήσουν τα επόμενα χρόνια, όπως η Parker Solar Probe της NASA. Αυτός ο ανιχνευτής θα φθάσει σε ρεκόρ ταχύτητας τροχιακής έως και 724.205 km / h, η οποία ανέρχεται σε περίπου 200 km / s (ή 0,067% την ταχύτητα του φωτός).
Όπως είπε ο Δρ Marin στο Space Magazine μέσω email:
«Αυτό εξαρτάται αποκλειστικά από την τεχνολογία που είναι διαθέσιμη τη στιγμή της αποστολής. Εάν δημιουργήσουμε ένα διαστημικό σκάφος τώρα, θα μπορούσαμε να φτάσουμε μόνο στα 200 km / s, το οποίο μεταφράζεται σε 6300 χρόνια ταξιδιού. Φυσικά η τεχνολογία βελτιώνεται με την πάροδο του χρόνου και με τη στιγμή που θα δημιουργηθεί ένα πραγματικό διαστρικό έργο, μπορούμε να περιμένουμε να βελτιώσουμε τη διάρκεια κατά μία τάξη μεγέθους, δηλαδή 630 χρόνια. Αυτό είναι κερδοσκοπικό ως τεχνολογία που δεν έχει ακόμη εφευρεθεί. "
Με τη βασική τους βάση για την ταχύτητα και τον χρόνο ταξιδιού - 200 km / s-¹ και 6300 χρόνια - ο Δρ. Beluffi έπειτα ξεκίνησε να καθορίσει τον ελάχιστο αριθμό ατόμων που χρειάζονται για να διασφαλιστεί ότι ένα υγιές πλήρωμα έφτασε στο Proxima b. Για να το κάνει αυτό, το ζευγάρι πραγματοποίησε μια σειρά προσομοιώσεων του Μόντε Κάρλο χρησιμοποιώντας έναν νέο κώδικα που δημιούργησε ο ίδιος ο Δρ Marin. Αυτή η μαθηματική τεχνική λαμβάνει υπόψη τυχαία γεγονότα κατά τη λήψη αποφάσεων για την παραγωγή κατανομών πιθανών αποτελεσμάτων.
«Χρησιμοποιούμε ένα νέο αριθμητικό λογισμικό που έχω δημιουργήσει», δήλωσε ο Δρ Marin. «Ονομάζεται κληρονομιά, δείτε το πρώτο έγγραφο της σειράς. Είναι ένας στοχαστικός κώδικας Monte Carlo που εξηγεί όλα τα πιθανά αποτελέσματα των διαστημικών προσομοιώσεων δοκιμάζοντας κάθε τυχαιοποιημένο σενάριο για αναπαραγωγή, ζωή και θάνατο. Βγάζοντας την προσομοίωση χιλιάδες φορές, λαμβάνουμε στατιστικές τιμές που είναι αντιπροσωπευτικές ενός πραγματικού διαστημικού ταξιδιού για ένα πλήρωμα πολλαπλών γενεών. Ο κώδικας αντιπροσωπεύει όσο το δυνατόν περισσότερους βιολογικούς παράγοντες και αυτή τη στιγμή αναπτύσσεται για να περιλαμβάνει όλο και περισσότερη φυσική. "
Αυτοί οι βιολογικοί παράγοντες περιλαμβάνουν πράγματα όπως ο αριθμός των γυναικών έναντι των ανδρών, οι αντίστοιχες ηλικίες τους, το προσδόκιμο ζωής, τα ποσοστά γονιμότητας, τα ποσοστά γεννήσεων και πόσο καιρό θα έπρεπε να αναπαραχθεί το πλήρωμα. Επίσης, έλαβε υπόψη ορισμένες ακραίες δυνατότητες, όπως ατυχήματα, καταστροφές, καταστροφικά γεγονότα και τον αριθμό των μελών του πληρώματος που ενδέχεται να επηρεαστούν από αυτά.
Στη συνέχεια, κατά μέσο όρο τα αποτελέσματα αυτών των προσομοιώσεων σε πάνω από 100 διαστρικά ταξίδια με βάση αυτούς τους διάφορους παράγοντες και διαφορετικές τιμές για να προσδιορίσουν το μέγεθος του ελάχιστου πληρώματος. Στο τέλος, ο Δρ. Beluffi κατέληξε στο συμπέρασμα ότι κάτω από συντηρητικές συνθήκες, θα χρειαστούν τουλάχιστον 98 μέλη του πληρώματος για να διατηρήσουν ένα ταξίδι πολλαπλών γενεών στο πλησιέστερο σύστημα αστεριών με έναν δυνητικά κατοικήσιμο εξωπλανήτη.
Όχι λιγότερο από αυτό, και η πιθανότητα επιτυχίας θα μειωθεί σημαντικά. Για παράδειγμα, με ένα αρχικό πλήρωμα 32 ετών, οι προσομοιώσεις τους έδειξαν ότι οι πιθανότητες επιτυχίας θα έφταναν το 0%, κυρίως επειδή μια τόσο μικρή κοινότητα θα καθιστούσε αναπόφευκτη την αναπαραγωγή. Ενώ αυτό το πλήρωμα μπορεί τελικά να φτάσει στο Proxima b, δεν θα ήταν γενετικά υγιές πλήρωμα, και ως εκ τούτου δεν ήταν πολύ καλός τρόπος για να ξεκινήσετε μια αποικία! Όπως εξήγησε ο Δρ Marin:
«Οι προσομοιώσεις μας μας επιτρέπουν να προβλέψουμε με μεγάλη ακρίβεια το ελάχιστο μέγεθος του αρχικού πληρώματος που θα φύγει για διαστημικές διαστημικές αιώνες. Επιτρέποντας στο πλήρωμα να εξελιχθεί κάτω από μια λίστα προσαρμοστικών αρχών κοινωνικής μηχανικής (δηλαδή, ετήσιες αξιολογήσεις του πληθυσμού των σκαφών, περιορισμοί απογόνων και περιορισμοί αναπαραγωγής), δείχνουμε σε αυτό το έγγραφο ότι είναι δυνατόν να δημιουργηθεί και να διατηρηθεί ένας υγιής πληθυσμός σχεδόν αόριστα. "
Ενώ η τεχνολογία και οι πόροι που απαιτούνται για την πραγματοποίηση ενός διαστρικού ταξιδιού είναι ακόμη γενιές μακριά, μελέτες αυτού του είδους θα μπορούσαν να έχουν βαθιά σημασία για αυτές τις αποστολές - εάν και πότε πραγματοποιούνται. Γνωρίζοντας εκ των προτέρων την πιθανότητα επιτυχίας μιας τέτοιας αποστολής, και τι θα αυξήσει την πιθανότητα στο σημείο ότι η επιτυχία είναι ουσιαστικά εγγυημένη, θα αυξήσει επίσης την πιθανότητα τοποθέτησης τέτοιων αποστολών.
Αυτή η μελέτη και αυτή που προηγήθηκε είναι επίσης σημαντική στο ότι είναι οι πρώτοι που λαμβάνουν υπόψη βασικούς βιολογικούς παράγοντες (όπως η αναπαραγωγή) και πώς θα επηρεάσουν ένα πλήρωμα πολλαπλών γενεών. Όπως κατέληξε ο Δρ Marin:
«Το έργο μας στοχεύει στην παροχή ρεαλιστικών προσομοιώσεων διαστημικών πλοίων πολλαπλών γενεών, προκειμένου να προετοιμάσει τη μελλοντική εξερεύνηση του διαστήματος, σε ένα διεπιστημονικό έργο που χρησιμοποιεί την εμπειρία των φυσικών, αστρονόμων, ανθρωπολόγων, μηχανικών πυραύλων, κοινωνιολόγων και πολλών άλλων. HERITAGE είναι ο πρώτος αφιερωμένος κώδικας Monte Carlo που υπολογίζει την πιθανοτική εξέλιξη ενός συγγενικού πληρώματος σε ένα διαστρικό πλοίο, το οποίο επιτρέπει σε κάποιον να διερευνήσει εάν ένα πλήρωμα ενός προτεινόμενου μεγέθους θα μπορούσε να επιβιώσει για πολλές γενιές χωρίς τεχνητά αποθέματα πρόσθετου γενετικού υλικού . Ο καθορισμός του ελάχιστου μεγέθους του πληρώματος είναι ένα ουσιαστικό βήμα στην προετοιμασία οποιασδήποτε αποστολής πολλαπλών γενεών, επηρεάζοντας τους πόρους και τον προϋπολογισμό που απαιτείται για μια τέτοια προσπάθεια, αλλά και με επιπτώσεις σε κοινωνιολογικούς, ηθικούς και πολιτικούς παράγοντες. Επιπλέον, αυτά τα στοιχεία είναι απαραίτητα για την εξέταση της δημιουργίας οποιασδήποτε αυτοσυντηρούμενης αποικίας - όχι μόνο των ανθρώπων που δημιουργούν πλανητικούς οικισμούς, αλλά και με πιο άμεσες επιπτώσεις: για παράδειγμα, διαχείριση της γενετικής υγείας των απειλούμενων ειδών ή κατανομή πόρων σε περιοριστικά περιβάλλοντα. "
Ο Δρ Marin αναφέρθηκε επίσης πρόσφατα σε άρθρο του Η συζήτηση σχετικά με τους στόχους του έργου του και του Δρ. Beluffi, το οποίο έχει να κάνει με τον καθορισμό του τι χρειάζεται για να διασφαλιστεί η υγεία και η ασφάλεια των μελλοντικών διαστρικών ταξιδιών. Όπως είπε στο άρθρο:
«Από τους 3757 εξωπλανήτες που έχουν εντοπιστεί, ο κοντινότερος πλανήτης που μοιάζει με τη Γη βρίσκεται 40 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα από εμάς. Στο 1% της ταχύτητας του φωτός, το οποίο είναι πολύ ανώτερο από τις υψηλότερες ταχύτητες που επιτυγχάνονται με το υπερσύγχρονο διαστημικό σκάφος, θα χρειαστούν ακόμη 422 χρόνια για να φτάσουν τα πλοία στον προορισμό τους. Μία από τις άμεσες συνέπειες αυτού είναι ότι τα διαστρικά ταξίδια δεν μπορούν να επιτευχθούν μέσα σε μια ανθρώπινη διάρκεια ζωής. Απαιτεί διαστημική αποστολή μεγάλης διάρκειας, η οποία απαιτεί εξεύρεση λύσης με την οποία το πλήρωμα επιβιώνει εκατοντάδες χρόνια σε βαθύ διάστημα. Αυτός είναι ο στόχος του έργου μας: να καθορίσουμε το ελάχιστο μέγεθος μιας αυτοσυντηρούμενης, διαστημικής αποστολής μεγάλης διάρκειας, τόσο από άποψη υλικού όσο και από πληθυσμού. Με αυτόν τον τρόπο, σκοπεύουμε να λάβουμε επιστημονικά ακριβείς εκτιμήσεις των απαιτήσεων για διαπολιτισμικά ταξίδια πολλαπλών γενεών, ξεκλειδώνοντας το μέλλον της ανθρώπινης εξερεύνησης του διαστήματος, της μετανάστευσης και της κατοίκησης. "
Τις επόμενες δεκαετίες, τα τηλεσκόπια επόμενης γενιάς αναμένεται να ανακαλύψουν χιλιάδες περισσότερους εξωπλανήτες. Αλλά το πιο σημαντικό, αυτά τα μέσα υψηλής ανάλυσης αναμένεται επίσης να αποκαλύψουν πράγματα για εξωπλανήτες που θα μας επιτρέψουν να τα χαρακτηρίσουμε. Αυτά θα περιλαμβάνουν φάσματα από την ατμόσφαιρα τους που θα ενημερώσουν τους επιστήμονες με μεγαλύτερη βεβαιότητα εάν είναι πραγματικά κατοικήσιμοι.
Με περισσότερους υποψήφιους για να διαλέξετε, θα είμαστε ακόμη πιο προετοιμασμένοι για την ημέρα κατά την οποία μπορούν να ξεκινήσουν διαστρικά ταξίδια. Όταν έρθει η ώρα, οι επιστήμονες μας θα οπλιστούν με τις απαραίτητες πληροφορίες για να διασφαλίσουν ότι οι άνθρωποι που φτάνουν θα χαιρετίσουν, θαρραλέα και θα είναι έτοιμοι να αντιμετωπίσουν τις προκλήσεις της εξερεύνησης ενός νέου κόσμου!
