Людство давно мріяло надсилати людей на інші планети, ще до того, як космічний політ став реальністю. І з виявленням тисяч екзопланет в останні десятиліття, особливо тих, що орбітують в межах сусідніх зіркових систем (як, наприклад, Проксима b), ця мрія здається ближчою, ніж коли-небудь, щоб стати реальністю. Але, звичайно, потрібно подолати чимало технічних проблем, перш ніж ми зможемо сподіватися на виконання такої місії.
Крім того, потрібно відповісти на багато питань. Наприклад, який тип корабля ми повинні відправити на Проксіму b або інші екзопланети, що знаходяться поблизу? І скільки людей нам потрібно буде розмістити на борту цього корабля? Останнє питання було предметом нещодавнього документу, написаного командою французьких дослідників, який підрахував мінімальну кількість людей, яка була б потрібна для того, щоб здоровий багатопоколільний екіпаж міг здійснити подорож до Проксима b.
Дослідження під назвою «Обчислення мінімального екіпажу для космічної подорожі в багато поколінь у напрямку до Проксима Центавра b», нещодавно з’явилося в Інтернеті і незабаром буде опубліковано в Журнал Британського міжпланетного товариства. Його провели доктор Фредерік Марін, астрофізик з Астрономічної обсерваторії Страсбурга, та доктор Каміль Белуффі, фізик частинок, що працює з науковим початком Casc4de.
Їх дослідження було другим у серії робіт, які намагаються оцінити життєздатність міжзоряного плавання до Проксима b. Перше дослідження під назвою "НАСЛІД: код Монте-Карло для оцінки життєздатності міжзоряних подорожей за допомогою екіпажу з багатьох поколінь" також було опубліковано у випуску серпня 2017 року Журнал Британського міжпланетного товариства.
Доктор Марін і доктор Белуффі починають своє останнє дослідження, розглядаючи різні концепції, запропоновані для здійснення міжзоряної подорожі - багато з яких були досліджені в попередній статті УТ, «Скільки часу знадобиться, щоб дістатися до найближчої зірки? ". Сюди входять більш традиційні підходи, такі як ядерний імпульсний рух (тобто проект «Оріон») і ракети злиття (тобто проект «Дедал»), а також більш сучасна концепція «Прорив Зоряного польоту».
Однак такі місії ще далекі та / або не передбачають екіпаж космічного польоту (що стосується Starshot). Таким чином, доктор Белуффі також взяв до уваги місії, які будуть розпочаті в найближчі роки, наприклад, сонячний зонд Паркер NASA. Цей зонд досягне рекордних орбітальних швидкостей до 724,205 км / год, що працює приблизно до 200 км / с (або 0,067% швидкості світла).
Як доктор Марін розповів Space Magazine електронною поштою:
«Це суто і повністю покладається на технологію, наявну на час місії. Якби ми створили космічний апарат прямо зараз, ми могли б досягти лише близько 200 км / с, що означає 6300 років подорожі. Звичайно, технологія з часом стає все кращою, і до того часу, як буде створений справжній міжзоряний проект, ми можемо очікувати, що він покращив тривалість на один порядок, тобто 630 років. Це спекуляція як технологія, яка ще не повинна бути винайдена. "
З встановленою базовою лінією швидкості та часу подорожі - 200 км / с-¹ та 6300 років - тоді доктор Белуффі вирішив визначити мінімальну кількість людей, необхідних для того, щоб здоровий екіпаж прибув до Проксіми b. Для цього пара провела серію моделювання Монте-Карло, використовуючи новий код, створений самим доктором Маріном. Цей математичний прийом враховує випадкові події при прийнятті рішень для розподілу можливих результатів.
"Ми використовуємо нове числове програмне забезпечення, яке я створив", - сказав доктор Марін. «Він названий НАСЛІД, див. Перший документ серії. Це стохастичний код Монте-Карло, який пояснює всі можливі результати космічного моделювання, перевіряючи кожен рандомізований сценарій породження, життя та смерті. Цитуючи симуляцію в тисячі разів, ми отримуємо статистичні значення, що представляють реальну космічну подорож для екіпажу з багато поколінь. Код обчислює якомога більше біологічних факторів і в даний час розробляється, щоб включати все більше фізики ».
До таких біологічних факторів належать такі речі, як кількість жінок проти чоловіків, їхній вік, тривалість життя, коефіцієнт народжуваності, народжуваність та тривалість відтворення екіпажу. Він також враховував деякі екстремальні можливості, які включали аварії, катастрофи, катастрофічні події та кількість членів екіпажу, які, можливо, спричинили їх.
Потім вони усереднювали результати цих симуляцій протягом 100 міжзоряних поїздок на основі цих різних факторів та різних значень, щоб визначити чисельність мінімального екіпажу. Врешті-решт, доктор Белуффі зробив висновок, що за консервативних умов потрібно буде як мінімум 98 членів екіпажу для підтримки багатопоколільного плавання до найближчої зоряної системи з потенційно заселеною екзопланетою.
Нічого іншого, і ймовірність успіху значно знизиться. Наприклад, з початковою групою 32, їх моделювання вказувало на те, що шанси на успіх сягнуть 0%, значною мірою тому, що таке невелике співтовариство зробить інбридинг неминучим. Хоча ця команда може зрештою прибути до Proxima b, вони не будуть генетично здоровими екіпажами, а отже, не дуже вдалим способом заснування колонії! Як пояснив доктор Марін:
«Наші симуляції дозволяють нам з великою точністю передбачити мінімальний розмір початкового екіпажу, який залишить для багатовікових космічних подорожей. Дозволяючи екіпажу еволюціонувати за переліком адаптивних принципів соціальної інженерії (а саме щорічних оцінок чисельності суден, обмеження потомства та обмеження розмноження), ми показуємо в цій роботі, що можна створити та підтримувати здорове населення практично на невизначений термін. "
Незважаючи на те, що технологія та ресурси, необхідні для здійснення міжзоряного плавання, ще не покоління, дослідження подібного типу можуть мати величезне значення для цих місій - якщо і коли вони відбудуться. Заздалегідь знаючи ймовірність того, що така місія вдасться досягти успіху, і що збільшить цю ймовірність до того, що успіх практично гарантований, також збільшиться ймовірність встановлення таких місій.
Це дослідження і те, що передувало йому, також важливі тим, що вони першими враховують ключові біологічні фактори (наприклад, продовження роду) та те, як вони впливатимуть на багатопоколільний екіпаж. Як підсумував доктор Марін:
«Наш проект спрямований на реалістичне моделювання космічних кораблів з багатьох поколінь, щоб підготувати майбутні космічні дослідження, в мультидисциплінарному проекті, що використовує досвід фізиків, астрономів, антропологів, ракетних інженерів, соціологів та багатьох інших. НАСЛІД - це перший в історії спеціалізований код Монте-Карло для обчислення ймовірної еволюції родинного екіпажу на борту міжзоряного корабля, який дозволяє дослідити, чи може екіпаж запропонованого розміру вижити протягом кількох поколінь без будь-яких штучних запасів додаткового генетичного матеріалу . Визначення мінімального розміру екіпажу є важливим кроком у підготовці будь-якої місії з різними поколіннями, що впливає на ресурси та бюджет, необхідні для такого починання, але також впливає на соціологічні, етичні та політичні фактори. Крім того, ці елементи є важливими при дослідженні створення будь-якої самодостатньої колонії - не лише людей, що створюють планетарні поселення, але і з більш безпосередніми наслідками: наприклад, управління генетичним здоров’ям зникаючих видів або розподілом ресурсів в обмежувальних середовищах ".
Д-р Марін також цитувався нещодавно в статті в Розмова про цілі проекту та доктора Белуффі, який полягає у визначенні того, що потрібно для забезпечення здоров'я та безпеки майбутніх міжзоряних подорожей. Як він сказав у статті:
"З 3757 виявлених екзопланет найближча планета, що нагадує Землю, знаходиться в 40 трильйонах кілометрів від нас. При 1% швидкості світла, що набагато перевищує найвищі швидкості, досягнуті найсучаснішими космічними кораблями, все ж знадобиться 422 роки, щоб кораблі дісталися пункту призначення. Одним із найближчих наслідків цього є те, що міжзоряні подорожі неможливо досягти протягом життя людини. Це вимагає тривалої космічної місії, яка потребує пошуку рішення, завдяки якому екіпаж виживе сотні років у глибокому космосі. Це мета нашого проекту: встановити мінімальний розмір самодостатньої, довготривалої космічної місії з точки зору як обладнання, так і населення. Роблячи це, ми маємо намір отримати науково точні оцінки вимог, що пред'являються до міжзоряного подорожі з різними поколіннями, що відкриє майбутнє дослідження космічного простору, міграції та проживання людей ».
У найближчі десятиліття телескопи нового покоління, як очікується, відкриють ще тисячі екзопланет. Але що ще важливіше, очікується, що ці інструменти високої роздільної здатності також розкриють речі про екзопланети, які дозволять нам охарактеризувати їх. Вони включатимуть спектри з їх атмосфери, які дозволять науковцям дізнатися з більшою впевненістю, чи справді вони мешкають.
Що більше кандидатів на вибір, ми будемо ще більш підготовлені до дня, коли можна буде розпочати міжзоряні рейси. Коли настане цей час, наші вчені будуть озброєні необхідною інформацією для того, щоб люди, які приїжджають, були градуючими, сердечними та готовими вирішувати виклики вивчення нового світу!
