Ľudstvo dlho snívalo o vysielaní ľudí na iné planéty, ešte predtým, ako sa posádka kozmického letu stala skutočnosťou. A objavom tisícov exoplanet v posledných desaťročiach, najmä tých, ktoré obiehajú v susedných hviezdnych systémoch (ako je Proxima b), sa zdá, že sa tento sen blíži k tomu, aby sa stal skutočnosťou. Predtým, ako dúfame, že sa nám podarí uskutočniť takúto misiu, je však potrebné prekonať množstvo technických problémov.
Okrem toho je potrebné zodpovedať veľa otázok. Napríklad, aký druh lode by sme mali poslať do Proximy b alebo do iných exoplanet v okolí? A koľko ľudí by sme potrebovali nalodiť na loď? Táto otázka bola predmetom nedávneho príspevku, ktorý napísal tím francúzskych vedcov, ktorý vypočítal minimálny počet ľudí, ktorí by boli potrební na zabezpečenie toho, aby zdravá viacgeneračná posádka mohla podniknúť cestu do Proximy b.
Štúdia s názvom „Výpočet minimálnej posádky pre viacgeneračný vesmírny let smerom k Proxima Centauri b“ sa nedávno objavila online a čoskoro bude uverejnená v Denník Britskej medziplanetárnej spoločnosti, Realizovali ju dr. Frederic Marin, astrofyzik z Astronomického observatória v Štrasburgu a Dr. Camille Beluffi, časticový fyzik pracujúci s vedeckým startupom Casc4de.
Ich štúdia bola druhá zo série článkov, ktoré sa pokúšajú vyhodnotiť životaschopnosť medzihviezdnej plavby do Proximy b. Prvá štúdia s názvom „DEDIČSTVO: kód Monte Carlo na vyhodnotenie životaschopnosti medzihviezdnych ciest pomocou viacgeneračnej posádky“ bola uverejnená aj v auguste 2017 vo vydaní Denník Britskej medziplanetárnej spoločnosti.
Marin a Dr. Beluffi začínajú svoju najnovšiu štúdiu tým, že zvažujú rôzne koncepty, ktoré boli navrhnuté na uskutočnenie medzihviezdnej cesty - mnohé z nich boli preskúmané v predchádzajúcom článku o UT: „Ako dlho by trvalo, kým sa dostanete k najbližšej hviezde? ". Zahŕňajú tradičnejšie prístupy, ako je jadrový impulzový pohon (t. J. Projekt Orion) a fúzne rakety (t. J. Projekt Daedalus), a tiež modernejší koncept prielomovej hviezdy.
Také misie sú však ešte ďaleko a / alebo nezahŕňajú posádku kozmického letu (čo je prípad Starshot). Ako taký, Dr. Beluffi vzal do úvahy aj misie, ktoré sa začnú v nasledujúcich rokoch, ako napríklad Parker Solar Probe od agentúry NASA. Táto sonda dosiahne rekordnú orbitálnu rýchlosť až do 724,205 km / h, ktorá pracuje pri rýchlosti približne 200 km / s (alebo 0,067% rýchlosti svetla).
Ako povedal Dr. Marin časopisu Space Magazine e-mailom:
„To sa čisto a úplne spolieha na technológiu dostupnú v čase misie. Ak by sme teraz vytvorili kozmickú loď, mohli by sme dosiahnuť iba približne 200 km / s, čo predstavuje 6300 rokov cestovania. Technológia sa samozrejme časom zlepšuje a v čase, keď sa vytvorí skutočný medzihviezdny projekt, môžeme očakávať zlepšenie doby trvania o jednu rádovú hodnotu, t. J. 630 rokov. Je to špekulatívne ako technológia, ktorá sa ešte musí vymyslieť. “
So stanoveným základom pre rýchlosť a cestovný čas - 200 km / s-¹ a 6300 rokov - sa potom Dr. Beluffi rozhodol určiť minimálny počet ľudí potrebných na zabezpečenie toho, aby zdravá posádka dorazila do letoviska Proxima b. Za týmto účelom vykonal pár sériu simulácií Monte Carlo pomocou nového kódu vytvoreného samotným Dr. Marinom. Táto matematická technika zohľadňuje náhodné udalosti pri rozhodovaní o distribúcii možných výsledkov.
„Používame nový numerický softvér, ktorý som vytvoril,“ uviedla Dr. Marin. „Je pomenovaný HERITAGE, pozri prvý dokument zo série. Je to stochastický kód Monte Carlo, ktorý zodpovedá za všetky možné výsledky vesmírnych simulácií testovaním každého náhodného scenára na reprodukciu, život a smrť. Úpravou simulácie tisíckrát získame štatistické hodnoty, ktoré predstavujú mnohorakú generáciu posádky pre skutočný vesmírny výlet. Tento kód predstavuje čo najviac biologických faktorov a v súčasnosti sa vyvíja tak, aby zahŕňal stále viac fyziky. “
Medzi tieto biologické faktory patria napríklad počet žien verzus muži, ich vek, očakávaná dĺžka života, miera pôrodnosti, miera pôrodnosti a dĺžka reprodukcie posádky. Zohľadnili sa aj niektoré extrémne možnosti, medzi ktoré patrili nehody, katastrofy, katastrofické udalosti a počet členov posádky, ktoré pravdepodobne ovplyvnia.
Potom na základe týchto rôznych faktorov a rôznych hodnôt spriemerovali výsledky týchto simulácií na 100 medzihviezdnych cestách, aby určili veľkosť minimálnej posádky. Na záver, Dr. Beluffi dospel k záveru, že v konzervatívnych podmienkach by bolo potrebných najmenej 98 členov posádky na udržanie mnohorakej generačnej plavby do najbližšieho hviezdneho systému s potenciálne obývateľnou exoplanetou.
Nič menej ako to a pravdepodobnosť úspechu by značne klesla. Napríklad, s počiatočnou posádkou 32, ich simulácie naznačili, že šance na úspech by dosiahli 0%, hlavne preto, že takáto malá komunita by znamenala nevyhnutnosť kríženia. Aj keď táto posádka môže prísť na Proxima b, nebola by to geneticky zdravá posádka, a preto nie je to veľmi dobrý spôsob, ako založiť kolóniu! Ako vysvetlil Dr. Marin:
„Naše simulácie nám umožňujú s veľkou presnosťou predpovedať minimálnu veľkosť pôvodnej posádky, ktorá opustí stáročia vesmírnych ciest. Tým, že sa posádke umožní vyvíjať sa podľa zoznamu adaptívnych princípov sociálneho inžinierstva (konkrétne ročných hodnotení populácie plavidiel, obmedzení potomstva a obmedzení chovu), v tomto článku ukazujeme, že je možné vytvárať a udržiavať zdravú populáciu prakticky na neurčito. "
Zatiaľ čo technológia a zdroje potrebné na uskutočnenie medzihviezdnej plavby sú stále generácie, štúdie tohto druhu by pre tieto misie mohli mať zásadný význam - ak a kedy nastanú. Ak si vopred uvedomíme pravdepodobnosť, že takáto misia bude úspešná a čo zvýši túto pravdepodobnosť do tej miery, že úspech je skutočne zaručený, zvýši sa aj pravdepodobnosť, že sa takéto misie budú zvyšovať.
Táto štúdia a štúdia, ktorá jej predchádzala, sú tiež významné v tom, že sú prvými, ktorí vzali do úvahy kľúčové biologické faktory (ako napríklad plodenie) a ako ovplyvnia posádku viacerých generácií. Ako dospel k záveru Dr. Marin:
„Náš projekt má za cieľ poskytnúť realistické simulácie viacgeneračných vesmírnych lodí s cieľom pripraviť budúce vesmírne výskumy v multidisciplinárnom projekte, ktorý využíva odborné znalosti fyzikov, astronómov, antropológov, raketových inžinierov, sociológov a mnohých ďalších. HERITAGE je prvý dedikovaný kód Monte Carlo, ktorý počíta pravdepodobnostný vývoj posádky založenej na príbuzných na palube medzihviezdnej lode, čo umožňuje preskúmať, či posádka navrhovanej veľkosti by mohla prežiť niekoľko generácií bez akýchkoľvek umelých zásob ďalšieho genetického materiálu. , Stanovenie minimálnej veľkosti posádky je nevyhnutným krokom pri príprave akejkoľvek mnohonárodnej misie, ktorá má vplyv na zdroje a rozpočet potrebný na takéto úsilie, ale má tiež dôsledky na sociologické, etické a politické faktory. Tieto prvky sú navyše nevyhnutné pri skúmaní vytvorenia akejkoľvek sebestačnej kolónie - nielen ľudí, ktorí zakladajú planétové sídla, ale aj s bezprostrednejšími dopadmi: napríklad riadenie genetického zdravia ohrozených druhov alebo prideľovanie zdrojov v reštriktívnych prostrediach. ““
Marin bol nedávno citovaný v článku v Konverzácia o cieľoch jeho projektu a projektu Dr. Beluffiho, ktorý je o určení toho, čo je potrebné na zaistenie zdravia a bezpečnosti budúcich medzihviezdnych lodných dopravcov. Ako povedal v článku:
„Z 3757 exoplanet, ktoré boli odhalené, leží najbližšia planéta podobná Zemi, ktorá je od nás vzdialená 40 biliónov kilometrov. Pri 1% rýchlosti svetla, ktorá je omnoho vyššia ako najvyššie rýchlosti dosiahnuté najmodernejšou kozmickou loďou, by lodiam ešte stále trvalo 422 rokov, kým sa dostali na miesto určenia. Jedným z bezprostredných dôsledkov tohto je to, že medzihviezdnu plavbu nemožno dosiahnuť v ľudskom živote. Vyžaduje si dlhodobú vesmírnu misiu, ktorá si vyžaduje nájdenie riešenia, pri ktorom posádka prežije stovky rokov v hlbokom vesmíre. Toto je cieľ nášho projektu: stanoviť minimálnu veľkosť sebestačnej vesmírnej misie s dlhou dobou trvania, pokiaľ ide o hardvér aj obyvateľstvo. Naším cieľom je získať vedecky presné odhady požiadaviek na viacgeneračné medzihviezdne cestovanie a odomknúť budúcnosť prieskumu, migrácie a bývania v ľudskom priestore. “
Očakáva sa, že v nasledujúcich desaťročiach objavia ďalekohľady ďalšej generácie tisíce ďalších exoplanet. Čo je dôležitejšie, očakáva sa, že tieto nástroje s vysokým rozlíšením odhalia aj informácie o exoplanetách, ktoré nám ich umožnia charakterizovať. Patria sem spektrá z ich atmosfér, ktoré vedcom poskytnú väčšiu istotu, či sú skutočne obývateľné.
S výberom väčšieho počtu kandidátov budeme o to viac pripravení na deň, keď bude možné začať medzihviezdnu plavbu. Až príde ten čas, naši vedci budú vyzbrojení potrebnými informáciami, aby sa zaistilo, že prichádzajúci ľudia budú pozdravení, srdeční a pripravení čeliť výzvam objavovania nového sveta!
