Drömmar om att lösa andra planeter, mänskligheten började drömma även långt innan vi hade den första rymdfarkost för bemannade flygningar. Och med öppnandet under de senaste decennierna har flera tusentals nya exoplaneter, av vilka vissa kan mycket väl vara beboeliga, eller åtminstone lämplig för kolonisation (för närvarande av stort intresse b planet Proxima system Proxima Centauri), drömmar av interstellära flyg och kolonisering, för att gradvis få status av framtidsutsikter.
Naturligtvis, innan du börjar även tänka på att genomföra sådana uppdrag, vi måste lösa en hel del av mycket komplexa tekniska frågor. Till exempel, vad fartyget för att flyga? Så för att få människor att leva på samma planet Proxima b om den är lämplig för livet? Den andra frågan var föremål för en ny studie av franska forskare bestämde sig för att beräkna det minsta antalet människor till en hälsosam team, som består av flera demografiska generationer av människor lyckades att nå vår närmaste stjärna. Deras arbete kommer snart att publiceras i journal of British Interplanetariska Sällskapet.
Författarna är Frederic Marin, doktor i astrofysik av Astronomiska Observatoriet i Strasbourg, och Dr. Camille, Baluffi, en specialist i fysik, elementarpartiklar och subelementary arbetar i vetenskapliga start Casc4de.
Deras studie är den andra i en serie av vetenskapliga arbeten som syftar till en lösning av en fråga om möjligheten av bemannade interstellära resor till Proxima b. Deras första jobb kallas “Arvet: med hjälp av Monte Carlo för att beräkna förutsättningarna för interstellära resor med team av personer som tillhör olika generationer” som publicerades i augusti 2017 i samma tidning av den Brittiska Interplanetariska Sällskapet. För det andra, vi pratar om i dag kallas “Dator beräkning av minsta antal personer som krävs för flygningen till Proxima Centauri b”.
Deras senaste studien, Dr Marin och Dr Baluffi började med en genomgång av många begrepp som beskriver alternativ för interstellära resor. Bland dessa förslag är “mer konservativ” – metoden, som använder samma rymdfarkoster, som drivs med kärnkraft puls (till exempel, “Projekt Orion”, inte att förväxla med NASA rymdfarkoster “Orion”) och fusion motorer (“Projektet Daedalus”) och mer moderna begrepp som Genombrott Starshot.
Alla dessa program är fortfarande långt från det praktiska genomförandet och/eller inte innebär bemannade flygningar (som i fallet av samma projekt Starshot). Ett ämne av intresse för att Marin och Baluffi i sin studie av stål och av uppdraget, som med hög sannolikhet kommer att lanseras under de kommande åren. Till exempel, en av dessa uppdrag är att köra flyg-Byrån NASA solar probe Parker, som är planerad till juli-augusti i år. Det förväntas att sonden kommer att kunna uppnå högsta möjliga för människan rymdfarkoster hastighet, som kan nå upp till 724 205 km/h och 200 km/s (eller 0,067% av ljusets hastighet).
“Dessa siffror kommer att till fullo återspeglar kapacitet av vår teknik under detta uppdrag. Om vi började bygga en rymdfarkost för en flight till Proxima b nu, vi skulle kunna uppnå en maximal hastighet på 200 km/s. Således för att nå målet har vi bara kunde 6300 år gammal. Naturligtvis tekniken står inte stilla. Med tiden blir de mer avancerade. Men beräkningar visar att i början av projektet genomförandet av denna interstellära flygning, kan vi minska flygtid upp till 630 år. Men allt detta är bara på pappret. Teknik som tillåter dig att snabbt komma till en annan stjärna system vi har nu helt enkelt inte”, — säger Dr Marin portal Universum Idag.
Med utgångspunkt från det nuvarande kapacitet (dvs flygning hastighet är 200 km/s och 6300 år till med en sådan hastighet att nå Proxima b) Dr Marin och Dr Baluffi försökte att avgöra vad som i detta fall, det minsta antalet personer som krävs för att destinationen ska kunna få fullt friska team. För dessa beräkningar måste forskarna använde metoden i Monte Carlo som utvecklats av Martin nytt program för beräkningar. Monte Carlo är en matematisk metod för statistisk modellering, vilket gör det möjligt att få den genomsnittliga värde eller resultatet av vissa fenomen, genom en uppräkning av alla möjliga slumpmässiga scenarion och händelser som står i vägen för lösningar. Det används vanligen i de fall där tillämpningen av analytiska modeller av fenomen, är det svårt eller helt omöjligt.
“För att lösa de problem vi använde nyutvecklad programvara. Det kallas KULTURARV (“Arvet”), mer detaljer finns i den första arbete av våra vetenskapliga studier. Den använder en stokastisk (slumpmässig) Monte-Carlo, som tar hänsyn till alla möjliga simulering resultat genom att kontrollera var och en av de slumpmässiga scenarier för den fortsatta utvecklingen av en händelse, inklusive liv och död. Efter modellering flera tusen gånger, att vi kan få ett statistiskt genomsnitt värden, vilket återspeglar möjligheten av verkliga resor i rymden med tanke på laget, som kommer att bestå av representanter för olika generationer. Med det här programmet tar hänsyn till den maximala möjliga antalet av olika biologiska faktorer och för närvarande är bättre att stå för en allt större antal fysiska faktorer,” sade Marin.
Bland biologiska faktorer: förhållandet mellan antalet män och kvinnor Ombord på ett rymdskepp, deras ålder, förväntad livslängd, fertilitet (fruktsamhet), och även den tid som laget kommer att ha för att upprätthålla nivån av reproduktionen. Tar även hänsyn till slumpmässiga faktorer: olika händelser, katastrofer, sjukdomar, och antalet personer som kan förväntas bli utsatta för dem.
Att ersätta en formel för att beräkna de olika faktorer och vikten har forskare genomfört hundratals simuleringar av interstellära resor för att avgöra det minimum som krävs för team storlek. Det visade sig att under den konservativa villkor för flygning till den närmaste stjärnan systemet med potentiellt beboeliga planeten och stöd av generationer i genomsnitt kommer att behöva minst 98 personer.
Användning av ett mindre antal besättning att proportionellt minska chanserna för framgång. Till exempel, modellering har visat att när den ursprungliga besättningen, som består av 32 människor en chans för att lyckas med uppdraget kommer att sänkas till 0% i större utsträckning eftersom det i ett så litet samhälle kommer att avsevärt öka risken för incest. I slutet, trots att laget kan få till Proxima b, genetiskt alla dessa människor är ohälsosamma – inte de bästa förutsättningarna för skapandet av den första interstellära koloni.
“Våra modeller gör att med hög noggrannhet för att förutsäga det minimum som krävs för medlem i team för att säkerställa århundraden resa i rymden. I denna studie har vi visa hur man med hjälp av principerna om social engineering (till exempel den årliga inventering av rymdfarkoster, befolkningsökning och andra begränsningar) kan hjälpa till att skapa en hälsosam utrymme samhället och sitt stöd för en i stort sett obegränsad tid,” säger Dr. Marin.
Trots det faktum att den teknik och de resurser som behövs för genomförandet av interstellära resor, vi är inte tillgänglig ännu (och kommer inte att vara tillgängliga för åtminstone ytterligare några generationer), studier som denna kan spela viktiga värden för liknande uppdrag i framtiden. Om vi verkligen når denna nivå. Förståelse av sannolikheten för framgång för sådana uppdrag och att öka sannolikheten till den grad att chansen för framgång är praktiskt taget garanterat att öka chanserna att dessa projekt när de faktiskt får sin praktiska genomförandet.
Denna och tidigare studier är viktiga eftersom de för första gången tar hänsyn till de viktigaste biologiska faktorer (till exempel, reproduktion), och vilken inverkan dessa faktorer kan vara på laget, som kommer att ersättas av nya generationer av människor som växte upp på fartyget.
Forskare har räknat ut hur många personer som krävs för att resa till den närmaste stjärnan systemet
Nikolai Khizhnyak