Космический корабль на 500 человек для межзвёздных путешествий длиной в тысячи лет – какой он?

Корабль-колония
Представьте себе жизнь на таком корабле, когда вы летите к своему новому дому. Авторы и права: Sinelab.

Вселенная невообразимо огромна! Но из-за того, что специальная теория относительности ограничивает наши возможности, путешествие даже к ближайшим звездам может растянуться на тысячелетия. Мы уже знаем, что для того, чтобы добраться к ближайшей к нам звёздной системе Альфа Центавра при использовании современных технологических решений, нам понадобится от 19 000 до 81 000 лет.

По этой причине многие теоретики предлагают человечеству положиться на так называемые космические корабли поколений и оставить свой след где-нибудь среди звёзд. Разумеется, реализация такого грандиозного проекта влечёт за собой много вопросов, в частности, насколько большим должен быть корабль, чтобы иметь возможность воссоздать полноценную земную жизнь для многопоколенной цепочки пассажиров. Этот вопрос был затронут в новом исследовании. Международная команда учёных определила, что пространства внутри корабля потребуется гораздо больше, чем “много”!

Ответ нашёлся – в специально разработанной программе HERITAGE (“НАСЛЕДИЕ”). Программа основана на группе численных методов. В предыдущем интервью Фредерик Марин, разработчик, описал её как “стохастический метод Монте-Карло, который предусматривает всевозможные сценарии событий земной жизни в симулированных условиях полёта, просчитывая вероятность появления потомства, продолжительность жизни и даже возраст смерти”.

По расчётам учёных, для успешного путешествия в другую звёздную систему необходимо 98 человек – это минимум, который исключает риск появления наследственных заболеваний и других негативных последствий вступления в брак. Но как прокормить экипаж?

Учитывая, что обезвоженная пища будет портиться и тысячелетиями разлагаться, члены экипажа должны научиться выращивать себе пищу сами. Но тогда сколько нужно пространства, чтобы производить продукцию в достаточных для пропитания количествах?

Корабль
Даже “Сатурн-5” уступает “Дедалу”, который при полной заправке весит 60 000 тонн. Авторы и права: Adrian Mann.

Когда дело касается полёта в космос, первым делом обсуждается размер корабля. В электронном письме для Universe Today Марин объясняет:

“Чем больше и тяжелее космический корабль, тем сложнее и дороже его двигательная установка. Размер корабля ограничивает множество параметров. В случае с нашим кораблём, объём пищи, который можно добыть в его пределах, напрямую зависит от площади внутренней поверхности корабля.  В свою очередь, площадь поверхности зависит от численности популяции на борту. Эти три параметра – размер корабля, объемы пищи и количество человек – взаимосвязаны между собой”.

Чтобы выяснить, насколько большим должен быть корабль, учёные воспользовались обновлённым софтом HERITAGE. По их утверждению, эта версия учитывает такие биологические характеристики, как рост, вес, вероятность бесплодия, беременности и угроза выкидышей.

Кроме этого, учёные взяли в расчёт потребности колонии в калориях, чтобы определить, сколько понадобится производить пищи в год. Для этого они полагались на антропоморфические данные путешественников, чтобы определить необходимое количество калорий исходя из возраста, веса, роста и уровня активности. 

Корабль
“Орион” – проект космического аппарата с ядерной энергодвигательной установкой. Авторы и права: SilodromeCo.

Опираясь на формулу Харриса-Бенедикта для оценки уровня метаболизма, исследователи рассчитали, сколько килокалорий в день необходимо употреблять, чтобы поддерживать идеальную массу тела. Учёные учли полных и худых, высоких и низких людей. Разобравшись с калориями, они подсчитали, сколько пищи можно вырастить в год на один квадратный километр, используя методы геопоники, гидропоники и аэропоники.

Сопоставив полученные показатели с результатами, которые дают традиционные и усовершенствованные методы возделывания культур, учёные смогли определить размер площади искусственной земли, необходимый для того, чтобы обеспечить себе пропитание на тысячи и тысячи веков. Расчёты производились с учётом относительно большого количества членов экипажа в 500 человек. В итоге было выведено число. Марин объяснял:

“Мы выяснили, что для гетерогенного экипажа, к примеру, из 500 полноценно питающихся человек, 0,45 км2 искусственной почвы вполне хватит, чтобы выращивать все необходимые продукты, комбинируя аэропонику (для фруктов, овощей, крахмала, сахара и растительного масла) и традиционные агротехнические методы (для мяса, рыбы, молочной продукции и мёда)”.

Однако эти значения накладывают некоторые архитектурные ограничения при проектировании корабля даже минимальных размеров. Если предположить, что на корабле есть гравитация, созданная с помощью центростремительной силы (т.е. вращающегося цилиндра), то в радиусе он должен составлять как минимум 224 метра (735 футов) и 320 метров (1050 футов) в длину.

Космический корабль
Концепция космического корабля с несколькими поколениями людей на борту, разработанная командой DSTART при поддержке ЕКА. Авторы и права: Nils Faber / Angelo Vermeulen.

“Естественно, не только добыча пищи требует особых приспособлений, но ещё и сама обитель, помещение для управления кораблём, электроснабжение, реактивный двигатель – всё это увеличит корабль, по крайней мере, в два раза, – добавил Марин. – Интересно отметить тот факт, что, даже если мы удвоим корабль в длине, он не сможет сравниться с самым высоким зданием в мире – Бурж Халифа (828 метров; 2716,5 футов)

Для поклонников исследований межзвёздного пространства и для составителей планов космических маршрутов, это исследование (как и другие из этого ряда) имеет огромное значение – благодаря ему, преставление об архитектуре корабля поколений приобретает более реалистичные очертания. Кроме того, в отличие от размытых теоретических предположений, оно позволило выйти на реальные цифры.

Кроме того, как заявляет Марин, результаты исследований дают вполне обоснованную надежду на реализацию этого грандиозного и устрашающего, на первый взгляд, проекта:

“Мы, наконец, увидели реальную возможность заняться построением кораблей для нескольких сотен поколений. Мы уже умеем строить крупные объекты на Земле. Мы определили точную площадь земли, которая будет кормить экипаж на протяжении нескольких тысяч веков”.

По словам Марина, на повестке дня остался ещё один вопрос, который предстоит изучить, — вода. Любой масштабной космической экспедиции, рассчитанной на освоение глубин космоса длиной в тысячи лет, необходимо запастись огромным количеством воды, чтобы пить, орошать земли и удовлетворять нужды санитарии и гигиены. Одних только методов рециркуляции недостаточно для постоянного снабжения экипажа водой.

Млечный Путь
Байдарочник над водой, пестрящей отражёнными звёздами, смотрит вверх, поражённый величием ночного неба. Авторы и права: Bob King.

Именно вода, по утверждению Марина, и будет предметом их следующего исследования.

“Вдалеке от планет, спутников и астероидов добыча воды может стать весьма не простой задачей. И ресурсы, имеющиеся на борту, могут пострадать от нехватки воды. Мы должны подумать над этим”, – утверждает он.

Во главе всех проектов, посвящённых завоеванию космоса или колонизации планет, стоит неизменный вопрос: “По силам ли нам это?” Ответ всегда один и тот же: “Сколько средств мы готовы вложить в этот проект?” Всякий космический полёт, каким бы он ни был по масштабам, требует серьёзной вовлечённости с точки зрения времени, энергии и ресурсов.

А ещё он требует авантюризма, ведь приходится рисковать жизнью. Звёзды ждут только смельчаков. Но что действительно необходимо, так это стремление довести дело до конца. Только крайняя важность и неотложность этой экспедиции (ведь Земля обречена) заставляет поверить в существование людей, в характере которых уместились подобные черты.

Тем не менее, хоть мы и отдаём себе отчёт в том, сколько средств, ресурсов и времени будет стоить нам совершение этого абсолютно беспрецедентного рейса вглубь космоса, этот первый шаг жизненно важен для нас. Только поняв это, человечество сможет решить, готово ли оно сделать ещё несколько шагов.

Перевод: Анастасия Майтак.

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.