Prędzej czy później ludzkość będzie musiała opuścić Ziemię i udać się w poszukiwaniu nowego domu - planety o podobnych warunkach życia - aby zbudować tam nową cywilizację.
Aby podróżować na tak dużą skalę, ludzie będą musieli zbudować coś w rodzaju „Arki Noego” - statku kosmicznego zdolnego do przelotu przez galaktykę i dostarczenia pierwszych osadników do nowego miejsca zamieszkania, gdziekolwiek się on znajduje.
Jak długo potrwa ta wielka migracja? A jakiej wielkości powinien być statek kosmiczny, aby można było zabrać ze sobą nie tylko „każdą istotę w parach”, ale także wszystko, co niezbędne do kontynuacji życia i rozwoju nowego świata?
Zespół naukowców z Francji i Czech próbował odpowiedzieć na te pytania, uruchamiając projekt Heritage i przeprowadzając niezbędne obliczenia.
Tysiące lat podróży
Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że wielkość statku silnie zależy od tego, gdzie dokładnie lecimy, ale nie jest to do końca prawdą.
Faktem jest, że podróż nawet do najbliższego układu gwiezdnego zajmie co najmniej setki, jeśli nie tysiące lat - co oznacza, że nasza arka musi być w stanie utrzymać życie przez wiele pokoleń.
Film promocyjny:
Oczywiście technologie kosmiczne są stale ulepszane. Jeśli jednak wierzyć nie pisarzom science fiction i scenarzystom z Hollywood, ale Einsteinowi i jego teorii względności, podróżowanie z prędkością ponadświetlną, delikatnie mówiąc, jest mało prawdopodobne.
Możliwe są hipotetyczne opcje, takie jak tunel czasoprzestrzenny lub bańka Alcubierre, ale nie można na nie liczyć.
Naukowcy z NASA ogłosili w zeszłym roku, że zaskakująco podobna do Ziemi planeta krążąca wokół Proxima Centauri, najbliższej Słońca gwiazdy, może nadawać się do zamieszkania.
Uwzględniając wszystkie dostępne technologie - zarówno istniejące, jak i jeszcze nie wynalezione, ale możliwe w teorii - naukowcy obliczyli, że lot na tę planetę w najbardziej optymistycznym scenariuszu zajmie co najmniej sto lat.
Bardziej realistyczne szacunki doprowadzają w ogóle do melancholii: jeśli dziś polecisz do Proxima Centauri, dotrzemy do celu za tysiące lat (dokładnie od 6 do 80 tysięcy).
W każdym razie potrzebujemy statku, na którym osadnicy będą mogli żyć przez pokolenia w przestrzeni międzygwiezdnej, samemu sobie coś żerując i dostarczając energię do silników.
Zapomnij o panelach słonecznych - nie będą działać w takiej odległości od Słońca: możesz ładować smartfon ze światła gwiazd z mniej więcej takim samym powodzeniem w nocy.
Więc ilu „Star Colonizers” musi wyruszyć w drogę? A jak duża powinna być sama arka kosmiczna?
Po parze każdego stworzenia?
Jeśli podczas podróży statkiem będzie musiało zmienić się kilka pokoleń, jego mieszkańcy będą musieli się rozmnażać.
Tutaj nie da się obejść z nowym Adamem i Ewą: powinno być wystarczająco dużo imigrantów, aby wykluczyć możliwość kazirodztwa wśród bliskich krewnych. W przeciwnym razie na statku nie da się uniknąć chorób genetycznych.
Francuscy naukowcy obliczyli minimalną liczbę członków załogi za pomocą modelowania matematycznego.
Starali się uwzględnić wszystkie czynniki - wiek Ziemian w momencie wyjazdu i długość życia, możliwość bezpłodności niektórych członków załogi, poronienia czy narodziny bliźniaków, a nawet nieprzewidziane okoliczności (w obliczeniach pojawiają się jako „element chaosu” - np. Potajemne narodziny dziecka od innego biologicznego ojca) …
Dodatkowo, na wszelki wypadek, w obliczeniach uwzględniono „katastrofę” - na przykład zderzenie statku z meteorytem lub epidemię choroby na pokładzie - które w pewnym momencie zmniejszy populację kolonizatorów o 30%.
Biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki, według najbardziej konserwatywnych i konserwatywnych szacunków badaczy początkowo powinno być 98 kolonizatorów. Ponadto wszystkie 49 par małżeńskich powinno zostać wstępnie wybranych do analizy DNA, aby zapewnić maksymalną różnorodność genetyczną.
Jeśli w trasę wyruszy skromniejsza załoga, powodzenie misji będzie już kwestionowane. Na przykład szanse na przeżycie dla 25 małżeństw szacuje się już na około 50%.
A jeśli wysiedlonych jest tylko 32 lub nawet mniej, algorytm nie pozostawia im żadnej szansy (0%) - głównie z powodu nieuniknionego kazirodztwa. Być może potomkowie pierwotnej załogi polecą do Proxima Centauri, ale do tego czasu nie będą już w stanie założyć żywotnej kolonii.
Głód to nie ciocia
Po opuszczeniu Ziemi 98 kosmicznych podróżników urodzi dzieci, a ci - wnuki, nawet za życia pierwszego pokolenia. Tak więc, sądząc po obliczeniach, maksymalna populacja arki może osiągnąć 500 osób.
Biorąc pod uwagę długość lotu, nie można liczyć na zapasy żywności. Kolonialiści będą musieli sami zaopatrywać się w żywność - czyli uprawiać ją bezpośrednio na statku.
Ale ile jedzenia potrzebują? W końcu zależy od tego wielkość statku - a tym samym zużycie energii na jego ruch.
Obliczenia te wymagały uwzględnienia nie tylko liczebności załogi, ale również średniego wieku mieszkańców statku, ich wzrostu, wagi i poziomu aktywności fizycznej, aby zrozumieć, ile kalorii będą potrzebować każdego roku.
Naukowcy nie ograniczyli kolonizatorów w diecie i kalkulowali spożycie z uwzględnieniem normalnej diety - czyli tak, aby statek mógł nie tylko uprawiać owoce i warzywa (w tym produkcję cukru i oleju roślinnego), ale także zajmować się hodowlą zwierząt - czyli produkować mięso, ryby, produkty mleczne i miód.
Zaskakujące, biorąc pod uwagę wykorzystanie nowoczesnych technologii (np. Aeroponika - czyli uprawa roślin w powietrzu, bez użycia gleby) pół kilometra kwadratowego wystarczy na wyżywienie 500 osób (a dokładnie 0,45).
Wszyscy na pokład
To sprowadza nas do minimalnych rozmiarów naszej arki.
Jeśli zbudujemy statek w postaci obracającego się walca (tak, aby siła dośrodkowa zapewniała sztuczną grawitację), to wysokość „przedziału rolniczego” powinna wynosić 320 metrów, a promień - 224 metry.
Dodajmy do tego pomieszczenia załogi, pomieszczenia ogólnodostępne (takie jak jadalnia, siłownia lub pomieszczenie medyczne), pomieszczenia kontroli lotów, generatory mocy i silniki, a przestrzeń (wysokość) statku kosmicznego podwoi się. Arka kosmiczna będzie miała około 650 metrów wysokości i 450 średnicy.
Jednak nadal będzie mniej niż najwyższy z już zbudowanych drapaczy chmur: wysokość Burdż Chalifa w Dubaju wynosi 828 metrów. Dla porównania: wysokość iglicy wieży Ostankino wynosi 540 metrów, wieży Eiffla - 324. ISS ma 73 metry długości i 20 metrów wysokości.
Zdaniem naukowców najtrudniejszą rzeczą jest obliczenie dokładnej ilości potrzebnej wody. Samo wypicie będzie potrzebowało prawie pół miliona litrów. Musisz także podlewać zwierzęta, nawadniać uprawy - a statek w ten czy inny sposób będzie stopniowo tracił wodę wraz z powietrzem.
Ten problem, podobnie jak problem mutacji genetycznych, autorzy Heritage obiecują rozwiązać w kolejnej pracy naukowej.
Nikolay Voronin