Träume über die Besiedlung anderer Planeten die Menschheit begann zu träumen, noch lange bevor wir waren die ersten Raumfahrzeuge für bemannte Missionen. Und mit der Eröffnung der letzten zehn Jahre mehrere tausend neue Exoplaneten, von denen einige durchaus bewohnbar sein, oder zumindest, geeignet für die Besiedlung (aktuell von großem Interesse sind die Planeten Proxima b System Proxima Centauri), Träume über die interstellaren Flüge und Kolonisierung beginnen sanft Status erwerben die zukünftigen Perspektiven.
Natürlich, bevor Sie einmal denken über die Durchführung solcher Missionen, müssen wir lösen eine Vielzahl von sehr komplexen technischen Fragen. Zum Beispiel, auf welchem Schiff Fliegen? Wie viele Menschen mitnehmen, um sich auf dem gleichen Planeten Proxima b, wenn es Fit für das Leben? Die zweite Frage war Gegenstand einer neuen Studie französischer Wissenschaftler, die sich entschieden haben, berechnen Sie eine minimale Anzahl von Menschen um ein gesundes Team, bestehend aus mehreren demographischen Generationen der Erdbewohner, war in der Lage, erfolgreich zu erreichen die nächstgelegenen Sternensystem zu uns. Ihre Arbeit wird künftig in der Zeitschrift Journal of the British Interplanetary Society.
Die Autoren der Studie sind Frederic Marin, Dr. Astrophysik an der Sternwarte Straßburg, sowie Dr. Camilla Белуффи, Experte für Physik der elementaren und субэлементарных Teilchen, die in einem wissenschaftlichen Startup Casc4de.
Ihre Forschung ist der zweite in einer Reihe von wissenschaftlichen arbeiten, zur Lösung der Frage über die Realität der Umsetzung bemannte interstellare Flüge zu Проксиме b. Ihre erste Arbeit trägt den Titel «Vermächtnis: die Verwendung der Methode der Monte-Carlo-Simulation für die Berechnung der Aussichten interstellare Reisen mit dem Befehl von Menschen, sich verhaltend zu verschiedenen Generationen» wurde veröffentlicht im August 2017 in der gleichen Zeitschrift Journal of the British Interplanetary Society. Die zweite, über die wir heute sprechen, wird als «Computergestützte Berechnung der minimalen Anzahl von Menschen benötigt, um den Flug zu Проксиме Centauri b».
Seine neueste Studie von Dr. Marin und Dr. Белуффи begannen wahllos zahlreiche Konzepte beschreiben Möglichkeiten für interstellare Reisen. Unter diesen Vorschlägen gibt es als «eher konservative» Ansätze, mit den gleichen Raumschiffen, die auf der nuklear-gepulsten (zum Beispiel, die gleiche «Projekt Orion», nicht zu verwechseln mit der Raumsonde der NASA «Orion») und Fusion-Motoren («Projekt Daedalus»), als auch modernere Konzepte, wie die gleiche Breakthrough Starshot.
Alle diese Programme sind noch weit von der praktischen Umsetzung und/oder nicht implizieren bemannte Flüge (wie im Fall mit dem gleichen Projekt Starshot). Gegenstand des Interesses für die Marine und Белуффи in Ihrer Studie Stahl und Missionen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeführt werden in den nächsten Jahren. Zum Beispiel, eine dieser Missionen ist der Start аэрокосмическим von der NASA Sonde Solar Parker, geplant für Juli-August dieses Jahres. Es wird erwartet, dass diese Sonde in der Lage zu erreichen die maximal mögliche für die Person des Raumschiffs der Geschwindigkeit, die Distanzen von bis zu 724 205 km/h oder etwa 200 km/s (oder 0,067% der Lichtgeschwindigkeit).
«Diese zahlen widerspiegeln die Möglichkeiten unserer Technologien für die Zeit der Durchführung dieser Mission. Wenn wir begann den Bau einer Raumsonde für den Flug zum Проксиме b vorbereitet werden, ist in der Lage, eine Geschwindigkeit von maximal 200 km/S. Somit erreichen das Ziel konnten wir nur für 6300 Jahre. Natürlich, die Technik steht nicht still. Mit der Zeit werden Sie immer weiter Fortgeschritten. Aber die Berechnungen zeigen, dass zum Zeitpunkt der Umsetzung dieses Projektes interstellaren Flug können wir verkürzen die Flugzeit bis 630 Jahre. Allerdings ist das alles bisher nur auf dem Papier. Technologien, um so schnell auf ein anderes Sternensystem wir jetzt nicht da», kommentierte Dr. Marin Portal Universe Today.
Wobei Ausgangspunkt für die aktuellen Möglichkeiten (d.h. Fluggeschwindigkeit 200 km/s und 6300 Jahre benötigt, um mit einer solchen Geschwindigkeit zu erreichen Проксимы b) Dr. Marin und Dr. Белуффи versucht zu bestimmen, was in diesem Fall die minimale Anzahl von Menschen erforderlich, um an den Zielpunkt erreichen konnte komplett gesunde Mannschaft. Für diese Berechnungen verwendeten die Forscher die Methode der Monte-Carlo und selbst entwickelte Martin ein neues Programm für die Berechnungen. Methode Monte-Carlo-Simulation ist eine mathematische Methode zur statistischen Modellierung, um einen Durchschnittswert oder das mögliche Ergebnis eines Phänomens, durch die Suche nach allen möglichen zufälligen Szenarien und Ereignisse stehen auf dem Weg zur Lösung. Normalerweise wird es in Fällen, in denen die Anwendung analytischer Modelle Phänomens ist schwierig oder gar unmöglich.
«Für die Lösung der Aufgabe verwendeten wir mir entwickelte Software. Es wird als ERBE («Heritage»), Ausführlicher mit ihm kann man sich in der ersten Arbeit unserer wissenschaftlichen Reihe von Studien. Es verwendet eine stochastische (zufällige) – Methode Monte-Carlo, die berücksichtigt, die alle möglichen Ergebnisse der Simulation durch die Prüfung jeder zufälligen Szenarien für die weitere Entwicklung der jeweiligen Ereignisse, einschließlich Leben und Tod. Nachdem die Simulation einige tausend mal, bekommen wir statistisch gemittelten Werte, reflektiert die Wahrscheinlichkeit der realen Raumfahrt unter Berücksichtigung der Teams, die bestehen aus Vertretern der verschiedenen Generationen. Dieses Programm berücksichtigt die maximal mögliche Anzahl von verschiedenen biologischen Faktoren und im Moment verbessert sich für die Berücksichtigung der immer größeren und größeren Zahl von physikalischen Faktoren», — sagte Marin.
Unter den biologischen Faktoren: das Verhältnis der Zahl der Männer und Frauen an Bord der Raumsonde, deren Alter, die Lebenserwartung, der Koeffizient der Fruchtbarkeit (Fruchtbarkeit), sowie die Zeit, innerhalb der die Mannschaft zu unterstützen Stufe der Reproduktion. Auch hier berücksichtigt die zufällige Faktoren: verschiedene Vorfälle, Unfälle, Krankheiten und die Zahl der Menschen, die, am ehesten, werden Sie ausgesetzt.
Setzt man die Formel für die Berechnung verschiedene Faktoren und Werte, die Wissenschaftler haben mehr als hundert Simulationen interstellare Reisen, um die minimale erforderliche Größe des Teams. Es stellte sich heraus, dass bei konservativen Bedingungen für den Flug zum nächsten Sternsystem mit potenziell bewohnbaren экзопланетой und Unterstützung der Generationswechsel im Durchschnitt benötigen Sie mindestens 98 Personen.
Die Verwendung von weniger Besatzung proportional verringert die Chancen auf Erfolg. Zum Beispiel die Simulation ergab, dass in der ursprünglichen Crew, bestehend aus 32 Personen die Chance auf Erfolg der Mission sinken bis zu 0% in hohem Maße, weil in einem so kleinen Gesellschaft deutlich steigen die Chancen des Inzests. Schließlich, trotz der Tatsache, dass das Team vielleicht, und bekommt bis Проксимы b, genetisch alle diese Leute sind krank – nicht die besten Voraussetzungen für die Gründung der ersten interstellaren Kolonien.
«Unsere Modelle ermöglichen mit großer Genauigkeit Vorhersagen, das erforderliche Minimum der Menschen in einem Team für die Sicherstellung der jahrhundertealten Raumfahrt. In dieser Studie zeigen wir, wie die Verwendung von Prinzipien des Social Engineering (Z. B. jährliche Volkszählung Raumsonde, herdenschlachtung und andere Einschränkungen) kann helfen, bei der Schaffung eines gesunden kosmischen Gesellschaft und seine Unterstützung für praktisch unbegrenzte Menge an Zeit», sagt Dr. Marin.
Trotz der Tatsache, dass die Technologie und die notwendigen Ressourcen zur Durchführung der interstellare Reisen, wir sind noch nicht verfügbar (und werden nicht noch mindestens einige Generationen), Studien wie diese können spielen wichtige Werte für ähnliche Missionen in der Zukunft. Wenn wir, natürlich, überhaupt erreichen dieser Ebene. Das Verständnis der Wahrscheinlichkeit des Gelingens solcher Missionen und die Erhöhung dieser Wahrscheinlichkeit bis zu dem Punkt, wo die Chance für den Erfolg praktisch garantiert, erhöht auch die Chancen darauf, dass solche Projekte einmal wirklich erhalten Ihre praktische Umsetzung.
Dieses und die ihm vorausgehende Studien sind wichtig, weil in Ihnen zum ersten mal berücksichtigt die wichtigsten biologischen Faktoren (Z. B. Fortpflanzung), sondern auch, welche Wirkung diese Faktoren können sich auf eine Mannschaft, die ersetzt werden von den neuen Generationen der Menschen, die an Bord des Schiffes.
Wissenschaftler haben herausgefunden, wie viele Menschen müssen für den Flug zum nächsten Sternsystem
Nikolai Hizhnyak