|
Что нужно взять с собой для освоения новых миров
|
|
|
|
Рано или поздно человечеству придется покинуть Землю и отправиться на поиски нового дома — планеты с похожими условиями для жизни, — чтобы построить там новую цивилизацию. Для такого масштабного путешествия людям надо будет построить своеобразный «Ноев ковчег» — космический корабль, способный пересечь галактику и доставить первых переселенцев к новому месту жительства, где бы оно ни находилось.
|
|
|
|
Сколько же по времени займет это Великое переселение? И какого размера должен быть космический корабль, чтобы туда можно было взять не только «всякой твари по паре», но и всё необходимое для продолжения жизни и освоения нового мира? Ответить на эти вопросы попыталась команда ученых из Франции и Чехии, запустив проект Heritage («Наследие») и проведя необходимые расчеты.
|
|
|
На первый взгляд может показаться, что размеры корабля сильно зависят от того, куда именно мы летим, однако это не совсем так. Путешествие даже к ближайшей звездной системе займет по меньшей мере сотни, если не тысячи лет — а значит, наш ковчег должен иметь возможность поддерживать жизнь на протяжении многих поколений.
|
|
|
|
Конечно же, космические технологии постоянно совершенствуются. Однако, если верить не писателям-фантастам и сценаристам Голливуда, а Эйнштейну и его теории относительности, путешествия на сверхсветовых скоростях, мягко говоря, маловероятны. Гипотетические варианты вроде кротовой норы или пузыря Алькубьерре возможны, но рассчитывать на них не приходится.
|
|
|
|
В прошлом году ученые НАСА объявили, что на орбите Проксимы Центавра — ближайшей к нашему Солнцу звезды — обращается удивительно похожая на Землю планета, которая может быть пригодна для жизни. Рассмотрев все доступные технологии — как уже существующие, так и пока не изобретенные, но возможные в теории, — ученые подсчитали, что полет к этой планете при самом оптимистичном раскладе займет не меньше века.
|
|
|
|
Более реалистичные оценки и вовсе вгоняют в тоску: если вылететь к Проксиме Центавра сегодня, до места назначения мы доберемся через тысячи лет (от 6 до 80 тысяч, если быть совсем точным). В любом случае, нам нужен корабль, на котором переселенцы смогут поколениями жить в межзвездном пространстве, чем-то при этом питаясь самостоятельно и снабжая энергией двигатели.
|
|
|
|
Забудьте о солнечных панелях — на таком удалении от Солнца работать они не будут: примерно с таким же успехом можно ночью заряжать смартфон от света звезд. Так сколько же «звездных колонизаторов» должно отправиться в путь? И насколько большим должен быть сам космический ковчег?
|
|
|
|
Всякой твари по паре?
|
|
|
|
Если за время путешествия на корабле должно смениться несколько поколений, его обитателям придется размножаться. Тут новыми Адамом и Евой не обойдешься: переселенцев должно быть достаточно много, чтобы исключить возможность кровосмешения близких родственников. В противном случае на корабле не избежать генетических заболеваний.
|
|
|
|
Французские ученые рассчитали минимальное количество членов экипажа при помощи математического моделирования. Учесть попытались все факторы — возраст землян на момент отправления и ожидаемую продолжительность жизни, возможность бесплодия некоторых членов экипажа, выкидышей или рождения близнецов и даже непредвиденные обстоятельства (в расчетах они фигурируют как «элемент хаоса» — например, тайное рождение ребенка от другого биологического отца).
|
|
|
|
Кроме того, на всякий случай в расчеты заложили «катастрофическое событие» — например, столкновение корабля с метеоритом или эпидемия болезни на борту, — которое в какой-то момент сократит популяцию колонизаторов на 30%.
|
|
|
|
С учетом всех этих факторов, по самым скромным и консервативным подсчетам исследователей, изначально колонизаторов должно быть 98 человек. Причем все 49 супружеских пар должны быть изначально отобраны по анализу ДНК, чтобы обеспечить максимальное генетическое разнообразие.
|
|
|
|
Если в путь отправится более скромный экипаж, успех миссии уже окажется под вопросом. Например, шансы на выживание у 25 супружеских пар уже оцениваются примерно в 50%.
|
|
|
|
А если переселенцев будет всего 32 или еще меньше, алгоритм вообще не оставляет им никаких шансов (0%) — в основном именно из-за неизбежного инцеста. Возможно, потомки первоначального экипажа и долетят до Проксимы Центавра, но к тому моменту они уже не смогут основать жизнеспособную колонию.
|
|
|
|
Голод не тетка
|
|
|
|
Покинув Землю, 98 космических путешественников произведут на свет детей, а те — внуков, ещё при жизни первого поколения. Так что, судя по расчетам, максимальное население ковчега может достигать 500 человек.
|
|
|
|
Учитывая продолжительность полета, рассчитывать на запасы продовольствия не приходится. Колонизаторам придется обеспечивать себя едой самостоятельно — то есть выращивать ее прямо на корабле.
|
|
|
|
Но сколько еды им потребуется? Ведь от этого зависит размер корабля — а значит, и энергозатраты на его перемещение.
|
|
|
|
Для этих расчетов потребовалось учесть не только размер экипажа, но и средний возраст обитателей звездолета, их рост, вес и уровень физической активности, — чтобы понять, сколько калорий им будет нужно ежегодно.
|
|
|
|
Ученые не стали ограничивать колонизаторов в рационе и рассчитали потребление с учетом нормальной диеты — то есть так, чтобы на корабле можно было не только выращивать фрукты и овощи (включая производство сахара и растительного масла), но и заниматься животноводством — то есть производить мясо, рыбу, молочную продукцию и мед.
|
|
|
|
На удивление, с учетом использования современных технологий (например, аэропоники — то есть выращивания растений в воздушной среде, без использования почвы), чтобы прокормить 500 человек, вполне хватит половины квадратного километра (0,45 — если быть совсем точным).
|
|
|
|
Все на борт!
|
|
|
|
Так мы подошли к минимальному размеру нашего ковчега.
|
|
Если строить корабль в форме вращающегося цилиндра (чтобы центростремительная сила обеспечивала искусственную гравитацию), то высота «сельхозотсека» должна составить 320 метров, а радиус — 224 метра.
|
|
|
|
Добавим к этому жилые каюты для экипажа, общие помещения (вроде столовой, тренажерного зала или медицинского отсека), залы управления полетом, генераторы энергии и двигатели — и площадь (высота) звездолета увеличится примерно вдвое. Космический ковчег окажется примерно 650 метров в высоту и 450 в диаметре.
|
|
|
|
Впрочем, это все равно будет меньше, чем самый высокий из уже построенных небоскребов: высота «Бурдж-Халифы» в Дубае составляет 828 метров. Для сравнения: высота шпиля Останкинской башни — 540 метров, Эйфелевой — 324. Длина МКС — 73 метра, высота — 20 метров.
|
|
|
|
Теперь самое сложное, по словам ученых, — это посчитать точное количество необходимой воды. Только для питья ее понадобится почти полмиллиона литров. А еще нужно поить животных, орошать посевы — да и корабль будет так или иначе понемногу терять воду вместе с воздухом.
|
|
|
|
Эту проблему, как и проблему генетических мутаций, авторы Heritage обещают решить в своей следующей научной работе.
|
|
|
|
Источник
|
