Tidak ada dua cara mengenainya, Alam Semesta adalah tempat yang sangat besar! Dan berkat batasan yang diberikan oleh Relativiti Khas, perjalanan ke sistem bintang yang paling hampir boleh memakan masa ribuan tahun. Seperti yang telah kita bahas dalam artikel sebelumnya, anggaran waktu perjalanan ke sistem bintang terdekat (Alpha Centauri) dapat memakan waktu antara 19,000 hingga 81,000 tahun menggunakan kaedah konvensional.
Atas sebab ini, banyak ahli teori mengesyorkan agar manusia seharusnya
Kajian itu, yang baru-baru ini muncul dalam talian, diketuai oleh Dr Frederic Marin dari Astronomical Observatory of Strasbourg dan Dr Camille Beluffi, seorang ahli fizik zarah dengan permulaan saintifik Casc4de. Mereka disertai oleh Dr. Rhys Taylor dari Institut Astronomi Akademi Sains Czech, dan Dr. Loic Grau dari syarikat kejuruteraan struktur Morphosense.
Kajian mereka adalah yang terbaru dalam siri yang dilakukan oleh Dr. Marin dan Dr. Beluffi yang menangani cabaran untuk menghantar kapal angkasa pelbagai generasi ke sistem bintang lain. Dalam kajian sebelumnya, mereka membahas betapa besarnya kru kapal generasi yang diperlukan untuk sampai ke destinasi mereka dalam keadaan sihat.
Mereka melakukan ini menggunakan perisian kod numerik buatan sendiri yang dikembangkan oleh Dr Marin sendiri yang dikenali sebagai WARISAN. Dalam wawancara sebelumnya dengan Dr. Marin, dia menggambarkan WARISAN sebagai "kod Monte Carlo stochastic yang menjelaskan semua kemungkinan hasil simulasi ruang dengan menguji setiap senario rawak untuk kelahiran semula, hidup dan mati."
Dari analisis mereka, mereka menentukan bahawa minimum 98 orang akan diperlukan untuk menyelesaikan misi multi-generasi ke sistem bintang lain, tanpa risiko gangguan genetik dan kesan negatif lain yang berkaitan dengan perkahwinan antara mereka. Untuk kajian ini, pasukan menjawab soalan yang sama pentingnya bagaimana memberi makan anak kapal.
Memandangkan stok makanan kering tidak akan menjadi pilihan yang baik, kerana stok akan merosot dan membusuk selama berabad-abad bahawa kapal sedang dalam perjalanan, kapal dan kru harus dilengkapi untuk menanam makanan mereka sendiri. Ini menimbulkan pertanyaan, berapa banyak ruang yang diperlukan untuk menghasilkan tanaman yang cukup untuk menjaga makan anak kapal yang cukup besar?
Ketika datang ke perjalanan angkasa, ukuran kapal angkasa adalah masalah utama. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Marin kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Semakin berat satelit, semakin mahal untuk melancarkannya ke angkasa. Kemudian, semakin besar / lebih besar kapal angkasa, semakin rumit dan mahal sumber akan menjadi sistem penggerak. Sebenarnya, ukuran kapal angkasa akan mengekang banyak parameter. Dalam kes kapal generasi, jumlah makanan yang dapat kita hasilkan secara langsung berkaitan dengan luas permukaan di dalam kapal. Kawasan ini, pada gilirannya, berkaitan dengan jumlah penduduk di atas kapal. Ukuran, pengeluaran makanan dan populasi sebenarnya saling berkaitan. "
Untuk mengatasi persoalan penting ini - "berapa besar kapal itu perlu?" - pasukan bergantung pada versi perisian WARISAN yang dikemas kini. Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka, versi ini "menjelaskan ciri-ciri biologi yang bergantung pada usia seperti tinggi dan berat badan, dan ciri-ciri yang berkaitan dengan jumlah penjajah yang bervariasi, seperti kemandulan, kehamilan dan kadar keguguran."
Di luar ini, pasukan juga mempertimbangkan keperluan kalori kru untuk mengira berapa banyak makanan yang diperlukan untuk dihasilkan setiap tahun. Untuk mencapai ini, pasukan memasukkan data antropomorfik dalam simulasi mereka untuk menentukan berapa banyak kalori yang akan diambil berdasarkan usia, berat badan, tinggi badan, tahap aktiviti, dan data perubatan lain penumpang.
"Dengan menggunakan persamaan Harris-Benedict untuk menganggarkan kadar metabolisme basal seseorang, kami menilai berapa kilo-kalori yang harus dimakan setiap hari setiap orang untuk mengekalkan berat badan yang ideal. Kami berhati-hati untuk memasukkan variasi berat dan tinggi untuk memperhitungkan populasi yang realistik, termasuk mayat berat / ringan dan orang tinggi / kecil. Setelah keperluan kalori dianggarkan, kami menghitung berapa banyak teknik pertanian geoponik makanan, hidroponik dan aeroponik yang dapat dihasilkan setiap tahun per kilometer persegi. "
Dengan membandingkan angka-angka ini dengan teknik pertanian konvensional dan moden, mereka dapat meramalkan jumlah tanah buatan yang harus dialokasikan untuk pertanian di dalam kapal. Mereka kemudian membuat pengiraan keseluruhan pada skru yang agak besar (500 orang) dan memperoleh angka keseluruhan. Marin menjelaskan:
"Kami mendapati bahawa, untuk kru yang beraneka ragam, misalnya, 500 orang yang hidup dengan diet seimbang yang omnivora, 0,45 km² [0,17 mi²] tanah tiruan akan mencukupi untuk menumbuhkan semua makanan yang diperlukan menggunakan kombinasi aeroponik (untuk buah-buahan , sayur-sayuran, pati, gula, dan minyak) dan pertanian konvensional (untuk daging, ikan, tenusu, dan madu). "
Nilai-nilai ini juga memberikan beberapa kekangan seni bina untuk ukuran minimum kapal generasi itu sendiri. Dengan andaian kapal dirancang untuk menghasilkan graviti buatan dengan daya sentripetal (iaitu silinder berputar), jarak minimumnya perlu sekitar 224 meter (735 kaki) dan panjang 320 meter (1050 kaki).
"Sudah tentu, kemudahan lain selain bertani - tempat tinggal manusia, bilik kawalan, penjanaan tenaga, jisim reaksi dan enjin, yang menjadikan kapal angkasa sekurang-kurangnya dua kali lebih besar," tambah Dr. Marin. "Menariknya, walaupun kita menggandakan panjang kapal angkasa, kita dapati struktur yang masih lebih kecil daripada bangunan tertinggi di dunia - Burj Khalifa (828 m; 2716.5 kaki)."
Untuk penggemar eksplorasi ruang angkasa, dan perancang misi, kajian terbaru ini (dan yang lain dalam siri ini) sangat ketara, kerana mereka memberikan gambaran yang semakin jelas tentang bagaimana rupa bentuk seni bina kapal generasi. Di luar hanya cadangan teori mengenai apa yang akan terlibat, kajian-kajian ini memberikan bilangan sebenar yang mungkin dapat dilakukan oleh para saintis suatu hari nanti.
Dan seperti yang dijelaskan oleh Dr. Marin, ini juga menjadikan projek yang begitu mulia (yang kelihatan menakutkan di wajahnya) kelihatan lebih layak:
"Karya ini memberi kita gambaran tentang kemungkinan sebenarnya untuk membuat kapal generasi. Kita sudah mampu membina struktur besar di Bumi. Kami sekarang telah mengukur dengan tepat berapa besar permukaan yang harus dikhaskan untuk bertani di kapal generasi sehingga penduduk dapat memberi makan selama perjalanan selama berabad-abad. "
Menurut Marin, satu-satunya masalah yang perlu diterokai ialah air. Apa-apa misi yang melibatkan kru besar yang menghabiskan lebih dari beberapa abad di ruang antara bintang akan memerlukan banyak air untuk minum, pengairan, dan sanitasi. Dan tidak cukup hanya bergantung pada kaedah kitar semula untuk memastikan bekalan tetap stabil.
Ini, Marin menunjukkan, akan menjadi subjek kajian mereka seterusnya. "Di ruang dalam (jauh dari planet, bulan atau asteroid besar), air mungkin sangat sukar dikumpulkan," katanya. “Maka sumber daya yang ada di kapal mungkin menderita kekurangan air. Kita mesti mendedikasikan siasatan masa depan kita untuk menyelesaikan masalah ini. "
Seperti kebanyakan perkara yang berkaitan dengan penerokaan ruang angkasa dalam atau penjajahan dunia lain, jawaban untuk pertanyaan yang selalu berubah ("dapatkah itu dilakukan?") Hampir selalu sama - "Berapa banyak yang anda sanggup belanjakan?" Tidak ada keraguan bahawa misi antarbintang, tidak kira apa bentuknya, akan memerlukan komitmen besar dari segi masa, tenaga, dan sumber daya.
Ini juga memerlukan orang-orang rela mempertaruhkan nyawa mereka, jadi hanya orang-orang yang berpetualang yang akan berlaku. Tetapi mungkin yang paling penting, ia memerlukan kemahuan untuk menyelesaikannya. Menghadapi urgensi atau keperluan yang melampau (iaitu planet Bumi ditakdirkan), sukar untuk membayangkan semua faktor ini bersatu.
Walau bagaimanapun, mengetahui dengan tepat berapa banyak kos dari segi wang, sumber dan masa untuk membuat projek sedemikian adalah langkah pertama yang sangat baik. Barulah manusia dapat memutuskan apakah mereka sanggup membuat komitmen itu.
