別の星に旅をして遠い惑星に人類の種を植えるという夢…何世紀にもわたって人間の想像力を魅了してきたといっても過言ではありません。現代の天文学と宇宙時代の誕生により、それをどのように行うことができるかについて科学的な提案さえなされてきました。しかし、もちろん、相対論的宇宙に住むことは、単純な解決策がない多くの課題を提示します。
これらの課題のうち、最大のものの1つは、人間を自分の生涯内で別の星に導くために必要な膨大なエネルギー量に関係しています。それゆえ、星間旅行の支持者が何百年もの間旅行者を収容できる本質的に小型化された世界である宇宙船を送ることを勧める理由。これらの「ジェネレーションシップ」（別名、worldshipsまたはInterstellar Arks）は、 本当に 長距離輸送。
生成船の背後にあるロジックは単純です。1回のライフタイムで別の星系に到達するのに十分な速さで移動できない場合は、長い航海に必要なすべてのものを運ぶのに十分な大きさの船を造ってください。これには、船が加速および減速時に安定した推力を提供できる信頼性の高い推進システムと、数世代の人間を提供するために必要な設備を備えていることを確認する必要があります。
さらに、船は、乗組員が食料、水、呼吸可能な空気を確保できるようにする必要があります。これは、数世紀または数千年も続くのに十分です。おそらく、これは、船内に水循環、炭素循環、窒素循環を備えた閉鎖系の微気候を作り出すことを意味します。これにより、食品を成長させ、水と空気を継続的にリサイクルすることができます。
最も近い星に到達する
私たちの太陽系に最も近い星は、およそ4.24光年離れたところにあるMタイプ（赤い矮星）の主系列星であるプロキシマケンタウリです。この星は、アルファケンタウリ星系を含むトリプル星系の一部であり、主系列の太陽に似た星（G型の黄色い矮星）と主系列のK型（オレンジの矮星）星からなる連星です。
私たち自身に最も近い星系であることに加えて、プロキシマケンタウリは地球に最も近い太陽系外惑星-プロキシマbの本拠地でもあります。この地球（別名：岩の多い）惑星-2016年にヨーロッパ南天天文台（ESO）によって発見が発表されました-は地球（1.3地球の質量）とほぼ同じサイズで、その星の太陽の居住可能ゾーン内を周回しています。
星のHZ内を周回する次に近い太陽系外惑星はロス128 bです。これは、地球サイズの太陽系外惑星で、約11光年離れたところにある赤い矮星を周回しています。次に最も近い太陽のような星はタウチェティです。これは12光年離れたところにあり、居住可能性のある候補が1ついます（タウチェティe）。実際、生命をサポートできる地球から50光年以内に16個の太陽系外惑星があります。
しかし、前の記事で説明したように、最も近い星まで移動するには非常に長い時間がかかり、膨大な量のエネルギーが必要になります。従来の推進手段を使用すると、そこに到達するのに19,000〜81,000年かかる可能性があります。テスト済みだがまだ構築されていない提案された方法（核ロケットのような）を使用すると、移動時間は約1000年に短縮されます。
たとえばブレイクスルースターショットのように、指向性エネルギー推進など、単一の寿命内で最も近い星に到達できる方法が提案されています。このコンセプトでは、軽量帆とグラムスケールの宇宙船を光速の20％（0.2 c）、したがって、わずか20年でアルファケンタウリに旅をします。ただし、Starshotおよび類似の提案はすべて、人間味のない概念です。
これを超えて、人間を別の星系に送るために可能な唯一の方法は、技術的に実現可能（しかし未開発）または完全に理論的（Alcubierre Warp Driveなど）のいずれかです。そのことを念頭に置いて、多くの科学者は速度を捨て、代わりに長い航海中の乗組員の宿泊に焦点を当てる提案を起草しました。
フィクションの例
最初に録音された例は、エンジニアでサイエンスフィクションの作家であるジョンマンロの小説で作成されたようです。 金星への旅 （1897）。その中で彼は、人類がいつの日か星間種になるかもしれないと述べています：
「生命に必要なものを収容するのに十分な大きさの船があれば、ご列席のご列席の皆様が天の川に出発し、すべてが順調に進んだら、彼らの子孫は数百万年の間にそこに到着するでしょう。 」
このコンセプトは1933年のSF小説でより詳細に取り上げられました 世界が衝突したときフィリップワイリーとエドウィンバルマーが共同執筆しました。この物語では、地球は太陽系を通過するならず者の惑星によって破壊されようとしています。これにより、天文学者のグループは、50名の乗組員と家畜や装備を新しい惑星に運ぶ巨大な船を作成する必要があります。
ロバートA.ハインラインはまた、彼の初期の小説の1つで、世代の船の身体的、心理的、社会的影響を調査しました、 空の孤児。この物語は1941年に2つの別々の小説として最初に公開されましたが、1963年に1つの小説として再リリースされました。この物語の船は、 ヴァンガード、反乱の後に宇宙で永久に漂流している世代の船は、すべての水先官の死をもたらしました。
何世代も後、子孫は船の目的と性質を忘れて、それが彼らの全体の宇宙であると信じています。搭乗員の大部分は依然としてシリンダー内に住んでいますが、別の「ミューティ」（つまりミュータントまたはミューティニアーであることを意味します）のグループは、重力が低く、放射線への曝露によって物理的な変化が生じた上部デッキに住んでいます。
アーサーC.クラークの ラマとのランデブー （1973）は間違いなく、サイエンスフィクションにおける世代別船の最も有名な例です。コンセプトの他の架空の扱いとは異なり、この物語の船は起源が地球外でした！ラマとして知られているこの巨大な宇宙シリンダーは、銀河の一方の側から他方の側に「ラマン」を運ぶ自己完結型の世界です。
ストーリーは、地球からの乗組員が船とランデブーし、内部を探索するために派遣されるときに始まります。内部には、都市、交通インフラ、中心部に広がる海、窓として機能する水平な溝などの構造が見られます。船が太陽に近づくと、光が溢れ、機械が動き出します。
最終的に、人間の宇宙飛行士は、建物は実際には工場であり、船の海は目的地に到着すると「ラマン」を作成するために使用される化学スープであると結論付けています。しかし、結局のところ、私たちの太陽系は彼らの旅の途中の途中であり、これがラマン族が銀河に種を植える方法です。
アラステアレイノルズの キャズムシティ （2001）–彼の一部です 啓示スペース シリーズ–物語の多くは、一連の大きな星間宇宙船に乗って行われます。これらの船は、シリーズ全体でSky’s Edgeとして知られている世界を植民地化するために、2つのK型オレンジ矮星からなる連星星システムである61 Cygniに向かっています。
これらの船は円筒形で、相対論的な速度で移動するために反物質推進力に依存していると説明されています。これらの船は、極低温冷凍された乗客の賛辞を運ぶことに加えて、乗組員を覚醒状態に維持し、楽しませるために必要なすべての設備と機器を備えています。これらには、個人の宿舎、食堂、医療施設、レクリエーションセンターが含まれます。
2002年、有名なSF作家のウルスラK.ルギンは、世代を超えた宇宙旅行の影響についての彼女自身の見解を発表しました。 失われた楽園。このストーリーの設定は 発見、何世代にもわたって宇宙を旅してきた船。地球を覚えている人が亡くなり始めると、若い世代は船が彼らの古い故郷や目的地についての伝承よりも彼らにとってより具体的であるように感じ始めます。
最終的に、「Bliss」と呼ばれる新しい宗教が出現し、 発見 （忠実な人への「宇宙船の天国」）は実際には別の惑星ではなく永遠に向かっている。この宗教は、子供が船に到着したら船から離れたくないと恐れている年配の世代の失望に抱かれています。この物語は2012年にもオペラに取り入れられました。
2011年の小説 リヴァイアサンウェイク James S. A. Corey（およびその後の分割払い） 広がり シリーズ）は「ノーブー」という名前の世代の船を備えています。この船はモルモンのグループによって造られているので、彼らは別の星系に移動してそこに植民することができます。ノーブーは巨大な円筒形で、回転して乗員に人工重力を発生させます。
キム・スタンリー・ロビンの オーロラ （2015）、物語の大部分は、同名の星間宇宙船に乗って行われます。ロビンソンは、人々が一連の地球アナログ環境に住んでいる間に重力をシミュレートするために2つの回転鳥居を使用する船について説明します。彼らの最終的な目的地は、地球から12光年離れた場所にある太陽のような星であるタウチェティであり、タウチェティを周回するエキソムーンを植民地化しようとしています。
船は、熱核装置の制御された爆発を使用して推進力を生成するオリオン級の船と説明されており、太陽系から発射するために使用される電磁アレイも備えています。ロビンソンの特徴的なスタイルでは、入植者が船に乗って慎重なバランスを保つ方法と、多世代旅行の心理的影響にもかなりの注意が向けられています。
提案
20世紀初頭以来、科学者やエンジニアによって複数の提案がなされてきました。これらの提案の多くは研究の形で提示され、他の提案はSF小説で一般化されました。最初の既知の例は、1918年のロケット開発のパイオニアであるロバートH.ゴダード（NASAのゴダード宇宙飛行センターの名前）による「The Ultimate Migration」です。
乗組員は何百年にもわたる旅を中断されたアニメーションで過ごし、コースの修正とメンテナンスを行うためにパイロットが時々目覚めました。彼が書いたように：
「パイロットは、おそらく最も近い星への通過の場合は10,000年、遠距離または他の恒星系の場合は1,000,000年の間隔で目覚めさせるか、アニメーション化する必要があります。これを達成するためには、放射物質の（あまりにも急速な効果を生み出す電荷ではなく）重量の変化によって作動する時計を使用する必要があります。もちろん、この覚醒は装置を操縦するために必要です。コースから外れた場合」
彼はまた、原子力が動力源として使用されることができると想像しました。しかし、それに失敗すると、水素と酸素の燃料と太陽エネルギーの組み合わせで十分です。彼の計算に基づいて、ゴダードは船が4.8〜16 km / s（3〜10 mi / s）の速度に達するのに十分であり、17,280 km / h〜57,600 km / h（10,737）に達すると見積もった36,000 mph）または0.000016％から0.00005％の光速。
「宇宙論の父」であるコンスタンティンE.ツィオルコフスキーも、エッセイ「地球と人類の未来」（1928年）で多世代宇宙船のアイデアに言及しました。ツィオルコフスキーは、自給自足のスペースコロニー（「ノアの箱舟」）について説明し、乗組員は数千年後に目的地に到着するまで覚醒状態に置かれていました。
ジェネレーションシップの初期のもう1つの説明は、J。D.ベルナル（「バーナースフィア」の発明者）による1929年のエッセイ「The World、The Flesh、＆The Devil」にあります。この影響力のあるエッセイでは、ベルナルは人類の進化と宇宙の将来について書きました。これには、今日「世代の船」と呼ばれる船が含まれます。
1946年、ポーランド系アメリカ人の数学者スタニスワフウラムは、核パルス推進（NPP）と呼ばれる新しいアイデアを提案しました。マンハッタンプロジェクトへの貢献者の1人として、ウラムは核探査が宇宙探査のためにどのように転用されるかを想像しました。 1955年に、NASAは深宇宙航海を行うための手段としてNNPを調査する目的でプロジェクトオリオンを立ち上げました。
このプロジェクト（正式に1958年から1963年まで実施された）は、General AtomicsのTed Taylorと、ニュージャージー州プリンストンにあるInstitute for Advanced Studyの物理学者Freeman Dysonが主導しました。これは、制限付き実験禁止条約（1963年に署名）が地球軌道での核実験の恒久的禁止を確立した後に放棄されました。
1964年、ロバートエンツマン博士はこれまでの世代船の最も詳細なコンセプトを提案し、その後「エンツマンスターシップ」として知られました。彼の提案は、重水素燃料を使用して核融合反応を発生させ、光速のわずかな割合を達成する船を要求しました。機体の長さは600メートル（2000フィート）で、初期乗員は200人（拡張の余地あり）です。
1970年代、イギリス惑星間学会は、ダイダロス計画として知られている星間旅行の実現可能性調査を実施しました。この研究は、1生涯でバーナードの星（地球から5.9光年）への旅行を可能にする2段階の核融合動力宇宙船の作成を要求しました。このコンセプトは無人宇宙船を対象としたものでしたが、この研究は乗組員のミッションに関する将来のアイデアを伝えるものです。
たとえば、国際組織のイカルスインターステラーは、プロジェクトイカルスの形でコンセプトを活性化しようと試みてきました。 2009年に設立されたイカルスのボランティア科学者（その多くはNASAとESAで働いていました）は、21世紀に核融合推進法やその他の高度な推進法を実現したいと考えています。
推進力の手段として反物質を考慮した研究も行われました。この方法は、反応チャンバー内で水素と反水素の原子を衝突させることを含み、信じられないほどのエネルギー密度と低質量という利点を提供します。このために、 NASA Institute for Advanced Concepts（NIAC）は、長期のミッションの可能な手段としてこのテクノロジーを研究しています。
2017年から2019年の間に、ストラスブール天文台のフレデリックマリン博士は、世代の船に必要なパラメーター（最小乗員サイズ、遺伝的多様性、船のサイズなど）について、一連の非常に詳細な研究を行いました。すべての場合において、彼と彼の同僚は、彼ら自身が作成した新しいタイプの数値ソフトウェア（HERITAGEと呼ばれる）に依存していました。
最初の2つの研究では、Marin博士とその同僚がシミュレーションを行って、最低限の乗組員98（最大500）が精子、卵子、および胚の極低温バンクと組み合わせて生存を確保する（ただし、過密を回避する）ことを示しました。 ）ならびに到着時の遺伝的多様性および健康状態。
3番目の研究で、Marin博士と別の研究チームは、発電船は長さ320メートル（1050フィート）、半径224メートル（735フィート）を測定し、少なくとも450m²（〜4,850ft²）を収容する必要があると判断しました）農業のための人工土地。この土地はまた、船の水と空気が微気候の一部としてリサイクルされることを保証します。
メリット
発電船の主な利点は、実績のある技術を使用して建造でき、技術の大幅な進歩を待つ必要がないことです。また、コンセプトの中心的な目的は、人間の乗組員が最終的に別の星系を植民地化できるようにするために、速度と推進剤の質量の問題を見逃すことです。
前回の記事で説明したように、生成船は、宇宙探査の2つの主要な目標も満たします。それは、人間のコロニーを空間に維持し、潜在的に居住可能な太陽系外惑星への旅行を許可することです。その上、数百または数千の乗組員は、別の惑星にうまく植民地化する可能性を倍増させます。
最後に、重要なことですが、生成船の広々とした環境では、複数の方法を追求することができます。例えば、乗務員の一部は、旅の間、覚醒状態に保たれ、別の部分は極低温サスペンションに保たれます。また、人々は復活し、交代で一時停止に戻ることができるため、長時間の旅の心理的影響を最小限に抑えることができます。
残念ながら、そこからメリットが終わり、問題/課題が始まります。
短所
世代船の最も明白な欠点は、そのような大きな宇宙船を建造して維持するための莫大なコストであり、これは法外なものです。また、人間の乗組員をそのような長期間にわたって深宇宙に送り込む危険もあります。数世紀または数千年かかる航海では、乗組員が孤立感と退屈感に屈し、お互いを興奮させる可能性があります。
次に、宇宙を横断する多世代の旅が伴う可能性のある生理学的な問題があります。深宇宙の放射線環境は、地球や低軌道（LEO）の環境とは大きく異なることはよく知られています。放射線を遮断したとしても、宇宙線への長期暴露は乗員の健康に深刻な影響を与える可能性があります。
極低温懸濁液はこれらの問題のいくつかを緩和するのに役立ちますが、人間の生理機能に対する極低温の長期的な影響はまだ知られていません。これは、そのような任務が試みられることができる前に、広範囲のテストが必要とされることを意味します。これは、この概念が伴う全体的な道徳的および倫理的考慮事項に追加されるだけです。
最後に、その後の技術的進歩により、当面はより高速で高度な宇宙船の開発につながる可能性があります。これらの船は、ずっと後に地球を出発し、目的地に到達する前に生成船を追い越すことができたため、旅全体が無意味になりました。
結論
発電船を建造するための莫大なコスト、そのような長い旅をすることのリスク、関係する未知数の数、そして技術の進歩によってそれが無意味になる可能性を考えると、質問する必要があります：それは価値がありますかそれ？残念ながら、多世代の宇宙旅行に関する多くの質問のように、明確な答えはありません。
結局のところ、リソースが利用可能であり、それを実行する意志がある場合、人間は最終的にそのようなミッションを非常にうまく試みる可能性があります。成功の保証はなく、乗組員が別の星系に成功し、遠方の惑星に植民地化したとしても、地球上の誰もが子孫から聞く前に、それは数千年になるでしょう。
このような状況下では、さらなる技術の進歩を待ち、後で星間移動を試みる方が賢明と思われます。しかし、誰もがそれほど待ち望んでいないわけではなく、歴史は、オッズに逆らってリスクを取る人を覚えている傾向があります。そして、Mars Oneのようなベンチャーが私たちに示したように、遠い世界を植民地化するために彼らの生命を危険にさらすことをいとわない人々の不足はありません！
スペースマガジンでは、ジェネレーションシップに関する記事を多数執筆しています。世代別船でプロキシマケンタウリに送る必要がある人の最小数は次のとおりです。そして、世代船は、別の星への旅のために500人の乗組員を生かし続けるためにどのくらいの大きさが必要でしょうか？、天の川全体を探索する最も効率的な方法、星ごとの星、および星間旅行のさまざまな方法の長所と短所。
出典：
- ウィキペディア–ジェネレーションシップ
- ウィキペディア–星間アーク
- 奇妙な道–星間アーク
- SFF –テーマ：ジェネレーションシップ
- Mashable –星間夢は死にかけている
- Centauri Dreams – Worldships：Greg Matloffへのインタビュー
- イカルスインターステラー–プロジェクトハイペリオン：空の小惑星スターシップ–アイデアの普及
- ヘリテージ：多世代の乗組員、マリン、フレデリックを使用して星間旅行の生存率を評価するためのモンテカルロコード。 JBIS、vol。 70、いいえ。 2017年5月6日
- Proxima Centauri b、Marin、F.、Beluffi、C。71、noへの多世代宇宙旅行のための最小限の乗組員の計算。 2018年2月
- Marin（et al。）、船内の総エネルギー消費、年間の食料生産、宇宙農業技術からの世代船のサイズに関する数値的制約。 2018年10月
