Lidstvo dlouho snívalo o posílání lidí na jiné planety, ještě předtím, než se posádka kosmického letu stala skutečností. A s objevem tisíců exoplanet v posledních desetiletích, zejména těch, které obíhají v sousedních hvězdných systémech (jako je Proxima b), se zdá, že se tento sen blíží než kdy jindy, aby se stal skutečností. Než ale doufáme, že se taková mise uskuteční, musíme samozřejmě překonat řadu technických výzev.
Kromě toho je třeba odpovědět na spoustu otázek. Jaký druh lodi bychom například měli poslat do Proximy b nebo na jiné blízké exoplanety? A kolik lidí bychom potřebovali nalodit na loď? Druhá otázka byla předmětem nedávného příspěvku vypracovaného týmem francouzských vědců, kteří vypočítali minimální počet lidí, kteří by byli potřební, aby se zajistilo, že zdravá multigenerační posádka bude moci cestovat do Proximy b.
Studie s názvem „Výpočet minimální posádky pro vícegenerační vesmírné cestování směrem k Proxima Centauri b“ se nedávno objevila online a brzy bude zveřejněna v Žurnál britské meziplanetární společnosti. Dirigoval to dr. Frederic Marin, astrofyzik z Astronomické observatoře ve Štrasburku a Dr. Camille Beluffi, částicový fyzik pracující s vědeckým začínajícím Casc4de.
Jejich studie byla druhá v řadě článků, které se pokouší zhodnotit životaschopnost mezihvězdné plavby do Proximy b. První studie s názvem „HERITAGE: kód Monte Carlo k vyhodnocení životaschopnosti mezihvězdných cest pomocí vícegenerační posádky“ byla rovněž zveřejněna v srpnovém čísle vydání Žurnál britské meziplanetární společnosti.
Dr. Marin a Dr. Beluffi zahajují svou nejnovější studii zvažováním různých konceptů, které byly navrženy pro cestu mezihvězdnými cestami - mnohé z nich byly prozkoumány v předchozím článku UT: „Jak dlouho by trvalo, než se dostanete k nejbližší hvězdě? “. Patří sem tradičnější přístupy, jako je jaderný pulsní pohon (tj. Projekt Orion) a fúzní rakety (tj. Projekt Daedalus), a také modernější koncept průlomového snímku Starshot.
Takové mise jsou však stále daleko a / nebo nezahrnují posádku kosmického letu (což je případ Starshot). Jako takový, Dr. Beluffi také vzal v úvahu mise, které budou zahájeny v příštích letech, jako je NASA Parker Solar Probe. Tato sonda dosáhne rekordních orbitálních rychlostí až 724,205 km / h, což pracuje až asi 200 km / s (nebo 0,067% rychlosti světla).
Jak Dr. Marin řekla časopisu Space Magazine e-mailem:
"To se čistě a zcela spoléhá na technologii dostupnou v době mise." Pokud bychom teď vytvořili kosmickou loď, mohli bychom dosáhnout pouze asi 200 km / s, což se promítá do 6300 let cestování. Technologie se postupem času zlepšuje a v době, kdy bude vytvořen skutečný mezihvězdný projekt, můžeme očekávat, že se doba trvání zkrátí o jednu řádovou velikost, tj. 630 let. To je spekulativní jako technologie, která ještě nebyla vynalezena. “
Poté, co byla stanovena výchozí rychlost a doba jízdy - 200 km / s-¹ a 6300 let -, se Dr. Beluffi vydal stanovit minimální počet lidí potřebných k zajištění toho, aby zdravá posádka dorazila na letiště Proxima b. Za tímto účelem provedl pár sérii simulací Monte Carlo pomocí nového kódu vytvořeného samotným Dr. Marinem. Tato matematická technika přihlíží k náhodným událostem při rozhodování o distribuci možných výsledků.
"Používáme nový numerický software, který jsem vytvořil," řekla Dr. Marin. "Jmenuje se HERITAGE, viz první článek série." Jedná se o stochastický kód Monte Carlo, který odpovídá za všechny možné výsledky vesmírných simulací testováním každého náhodného scénáře na reprodukci, život a smrt. Tím, že jsme simulaci opakovali tisíckrát, dostáváme statistické hodnoty, které jsou reprezentativní pro skutečné vesmírné cestování pro vícegenerační posádku. Tento kód představuje co nejvíce biologických faktorů a v současné době se vyvíjí tak, aby zahrnoval stále více fyziky. “
Mezi tyto biologické faktory patří například počet žen vs. mužů, jejich věk, střední délka života, porodnost, porodnost a doba, po kterou by se posádka musela množit. Zohlednila také některé extrémní možnosti, mezi něž patřily nehody, katastrofy, katastrofické události a počet členů posádky, které pravděpodobně ovlivní.
Potom na základě těchto různých faktorů a různých hodnot zjišťovaly průměrné výsledky těchto simulací na 100 mezihvězdných cestách, aby určily velikost minimální posádky. Nakonec Dr. Beluffi dospěl k závěru, že za konzervativních podmínek by bylo zapotřebí minimálně 98 členů posádky, aby bylo možné udržet vícegenerační cestu do nejbližšího hvězdného systému s potenciálně obyvatelnou exoplanetou.
Nic méně než to a pravděpodobnost úspěchu by značně klesla. Například, s počáteční posádkou 32, jejich simulace naznačovaly, že šance na úspěch by dosáhly 0%, hlavně proto, že taková malá komunita by způsobila inbreeding nevyhnutelný. Ačkoli tato posádka nakonec dorazí na Proximu b, nebyli by geneticky zdravou posádkou, a proto by to nebyl dobrý způsob, jak začít kolonii! Jak vysvětlil Dr. Marin:
„Naše simulace nám umožňují s velkou přesností předvídat minimální velikost počáteční posádky, která odejde na staleté vesmírné cesty. Tím, že se posádce umožnilo vyvíjet se na základě seznamu adaptivních principů sociálního inženýrství (jmenovitě roční hodnocení populace plavidel, omezení potomstva a omezení chovu), v tomto článku ukazujeme, že je možné vytvořit a udržovat zdravou populaci prakticky na neurčito. “
I když technologie a zdroje potřebné k uskutečnění mezihvězdné plavby jsou stále generace pryč, studie tohoto druhu by mohly mít pro tyto mise zásadní význam - pokud a kdy k nim dojde. Vědomí předem o pravděpodobnosti, že taková mise uspěje, ao tom, co tuto pravděpodobnost zvýší do té míry, že úspěch je prakticky zaručen, také zvýší pravděpodobnost, že takové mise budou nasazeny.
Tato studie a ta, která jí předcházela, jsou také významné v tom, že jsou prvními, kteří vzali v úvahu klíčové biologické faktory (jako je plození) a jak ovlivní mnogenerační posádku. Jak uzavřel Dr. Marin:
„Náš projekt si klade za cíl poskytnout realistické simulace vícegeneračních vesmírných lodí s cílem připravit budoucí průzkum vesmíru, v multidisciplinárním projektu, který využívá odborné znalosti fyziků, astronomů, antropologů, raketových inženýrů, sociologů a mnoha dalších. HERITAGE je vůbec první oddaný kód Monte Carlo, který vypočítává pravděpodobnostní vývoj posádky na bázi kin na palubě mezihvězdné lodi, což umožňuje prozkoumat, zda by posádka navrhované velikosti mohla přežít po několik generací bez umělých zásob dalšího genetického materiálu. . Stanovení minimální velikosti posádky je nezbytným krokem při přípravě jakékoli multi-generační mise, která ovlivňuje zdroje a rozpočet potřebné pro takové úsilí, ale také s dopady na sociologické, etické a politické faktory. Tyto prvky jsou navíc nezbytné při zkoumání vytvoření jakékoli soběstačné kolonie - nejen lidí, kteří zakládají planetární osady, ale také s bezprostřednějšími dopady: například řízení genetického zdraví ohrožených druhů nebo přidělování zdrojů v omezujících prostředích. “
Dr. Marin byl nedávno citován v článku v Konverzace o cílech svého projektu a projektu Dr. Beluffiho, který je určen pouze k určení toho, co je nezbytné k zajištění zdraví a bezpečnosti budoucích mezihvězdných plavidel. Jak řekl v článku:
"Z 3757 exoplanet, které byly detekovány, nejbližší planeta podobná Zemi leží ve vzdálenosti 40 bilionů kilometrů od nás." Při 1% rychlosti světla, která je mnohem vyšší než nejvyšší rychlosti dosahované nejmodernější kosmickou lodí, by lodím ještě trvalo 422 let, než dosáhnou svého cíle. Jedním z bezprostředních důsledků toho je, že mezihvězdné cesty nelze dosáhnout v lidském životě. Vyžaduje dlouhodobou vesmírnou misi, která vyžaduje nalezení řešení, ve kterém posádka přežije stovky let v hlubokém vesmíru. To je cíl našeho projektu: stanovit minimální velikost soběstačné, dlouhodobé vesmírné mise z hlediska hardwaru i populace. Tím máme v úmyslu získat vědecky přesné odhady požadavků na vícegenerační mezihvězdné cestování, odemknout budoucnost průzkumu, migrace a bydlení lidí. “
V příštích desetiletích se očekává, že dalekohledy nové generace objeví tisíce dalších exoplanet. A co je důležitější, očekává se, že tyto nástroje s vysokým rozlišením odhalí věci o exoplanetech, které nám umožní je charakterizovat. Patří sem spektra z jejich atmosfér, která vědcům umožní s větší jistotou vědět, zda jsou skutečně obyvatelné.
S výběrem více kandidátů budeme o to více připraveni na den, kdy bude možné zahájit mezihvězdné plavby. Až přijde tato doba, naši vědci budou vyzbrojeni nezbytnými informacemi, které zajistí, že lidé, kteří přijedou, budou krupobití, vydatní a připravení čelit výzvám objevování nového světa!
