別の星への旅のために500人の乗組員を生かし続けるには、世代船はどのくらいの大きさである必要がありますか?

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双方向はありません。宇宙は非常に大きな場所です!そして、特殊相対性理論によって私たちに課せられた制限のおかげで、最も近い星系への旅行でさえ数千年かかる可能性があります。前回の記事で取り上げたように、最も近い星系(Alpha Centauri)までの推定移動時間は、従来の方法では19,000〜81,000年かかります。

このため、多くの理論家は人類は 頼る 人類の種を星の間で広めるために世代の船で。当然のことながら、このようなプロジェクトには多くの課題があり、その一例として、多世代の乗組員を維持するために宇宙船がどれほど大きくなければならないかということはありません。新しい研究では、国際的な科学者のチームがこの質問に対処し、多くの内部スペースが必要になると判断しました!

最近オンラインで発表されたこの研究は、ストラスブールの天文台のフレデリックマリン博士と科学的な新興企業Casc4deを持つ素粒子物理学者のカミーユベルフィ博士によって主導されました。彼らにはチェコ科学アカデミーの天文研究所のRhys Taylor博士と構造工学会社MorphosenseのLoic Grau博士が加わった。

彼らの研究は、Marin博士とBeluffi博士が実施したシリーズの最新作で、多世代宇宙船を別の星系に送るという課題に取り組んでいます。以前の研究では、健康な状態で目的地に到着するために、世代の船の乗組員がどれほどの大きさである必要があるかを取り上げました。

彼らは、HERITAGEとして知られるマリン博士自身が開発したカスタムメイドの数値コードソフトウェアを使用してこれを行いました。マリン博士との以前のインタビューで、彼はヘリテージを「出産、生、死のすべてのランダム化シナリオをテストすることにより、宇宙シミュレーションのすべての可能な結果を​​説明する確率論的モンテカルロコード」と説明しました。

彼らの分析から、彼らは、遺伝的障害や他の結婚に関連する他の悪影響のリスクなしに、別の星系への多世代ミッションを達成するために最低98人が必要であると判断しました。この調査では、チームは乗組員への給餌方法についての同様に重要な問題に取り組みました。

船が輸送されている何世紀にもわたって、乾燥した食品の貯蔵は劣化し、腐敗してしまうので、乾燥した食品の貯蔵は現実的な選択肢にはならないため、船と乗組員は自分たちの食糧を育てるように備える必要があります。これは、かなりの乗組員に餌を与え続けるのに十分な作物を生産するためにどのくらいのスペースが必要になるのかという疑問を提起しますか?

宇宙旅行に関しては、宇宙船のサイズが大きな問題です。マリン博士がスペースマガジンにメールで説明したように:

「衛星が重いほど、宇宙に打ち上げるのに費用がかかります。次に、宇宙船が大きく/重いほど、推進システムはより複雑でリソースを消費します。実際、宇宙船のサイズは多くのパラメータを制約します。ジェネレーションシップの場合、生成できる食料の量は、シップ内の表面積に直接関係します。このエリアは、今度は、乗る人口の大きさに関係しています。規模、食料生産、人口は、実際には本質的に関連しています。」

この重要な質問に対処するには、「船はどのくらいの大きさである必要がありますか?」 –チームは、HERITAGEソフトウェアの更新バージョンに依存していました。彼らが彼らの研究で述べているように、このバージョンは「身長や体重などの年齢に依存する生物学的特徴と、不妊、妊娠、流産など、さまざまな数の入植者に関連する特徴を説明しています」。

これに加えて、チームはまた、年間に生産する必要のある食品の量を計算するために、乗組員のカロリー需要を考慮に入れました。これを達成するために、チームはシミュレーションに擬人化データを含めて、乗客の年齢、体重、身長、活動レベル、およびその他の医療データに基づいて消費されるカロリーを決定しました。

「Harris-Benedict方程式を使用して個人の基礎代謝率を推定し、理想的な体重を維持するために1人あたり1日あたり何キロカロリーを摂取する必要があるかを評価しました。重度/軽度の肥満や背の高い/小柄な人など、現実的な人口を考慮して、体重と身長の変動を含めるように注意を払いました。カロリー要件が見積もられたら、1平方キロメートルあたり1年間に、地表栽培、水耕栽培、空中栽培の農業技術で生産できる量を計算しました。」

これらの数値を従来の農業技術と最新の農業技術と比較することで、船舶内の農業に割り当てる必要のある人工土地の量を予測できます。次に、比較的大きなネジ(500人)に基づいて全体的な計算を行い、全体的な数値を導き出しました。マリンは説明した:

「たとえば、雑食でバランスの取れた食事をとって生活している500人の不均一な乗組員の場合、エアロポニックス(果物用)を組み合わせて必要なすべての食物を育てるには、0.45km²[0.17mi²]の人工地で十分であることがわかりました。 、野菜、デンプン、砂糖、油)と従来の農業(肉、魚、乳製品、蜂蜜)。」

これらの値は、生成船自体の最小サイズに対するいくつかのアーキテクチャ上の制約も提供します。船が求心力(つまり回転シリンダー)によって人工重力を生成するように設計されていると仮定すると、最低でも半径が約224メートル(735フィート)、長さが320メートル(1050フィート)必要です。

「もちろん、農業以外の施設も必要です。人間の居住、制御室、発電、反動質量、エンジンなどにより、宇宙船は少なくとも2倍大きくなります」とマリン博士は付け加えました。 「興味深いことに、宇宙船の長さを2倍にしても、世界で最も高い建物であるブルジュハリファ(828 m; 2716.5フィート)よりも小さい構造が見つかります。」

星間宇宙探査の愛好家やミッションプランナーにとって、この最新の研究(およびシリーズの他の研究)は非常に重要であり、生成船のミッションアーキテクチャがどのように見えるかをますます明確に示しています。これらの研究は、何が含まれるかについての単なる理論的提案を超えて、科学者がいつの日か取り組むことができるかもしれない実際の数を提供します。

そして、マリン博士が説明したように、それはそのような壮大なプロジェクト(その面倒なように思われる)をはるかに実行可能に見せることにもなります:

「この作品は、世代の船を作成する実際の可能性についての洞察を私たちに与えます。私たちはすでに地球上にそのような大きな構造を構築することができます。私たちは現在、世代の船での農業専用の表面がどれほど大きくなければならないかを正確に定量化して、何百年にもわたる旅行中に人口が食べられるようにしました。」

マリンによれば、探究する必要がある残りの問題は水だけです。星間空間で数世紀以上を費やす大規模な乗組員が関与する任務では、飲用、灌漑、衛生のために十分な水が必要になります。そして、安定した供給を確保するために単にリサイクル方法に依存するだけでは十分ではありません。

これは次の研究の主題になるとマリンは言う。 「深宇宙(惑星、月、大きな小惑星から遠く離れた場所)では、水を集めるのは非常に難しいかもしれません」と彼は言った。 「それから、搭載された資源は水の不足に苦しむかもしれません。この問題を解決するには、今後の調​​査に専念する必要があります。」

深宇宙探査や他の世界の植民地化に関連するほとんどのことと同様に、不変の質問(「それはできるか」)に対する答えはほとんど常に同じです-「どれだけ費やしていくつもりですか?」星間ミッションは、それがどのような形をとるかに関係なく、時間、エネルギー、およびリソースの面で大規模な取り組みを必要とすることは間違いありません。

それはまた、人々が自分の命を危険にさらすことをいとわないことを要求するでしょう、それで冒険的な人々だけが適用するでしょう。しかし、おそらく最も重要なことは、それを見通す意志が必要になるでしょう。緊急性や極端な必要性がない限り(つまり、地球は破滅的です)、これらすべての要因が一緒になることを想像するのは困難です。

ただし、そのようなプロジェクトを実装するために、お金、リソース、時間の点でどれだけコストがかかるかを正確に知ることは、非常に優れた最初のステップです。そうして初めて、人類は、彼らがコミットメントをする用意があるかどうかを決定することができます。

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