אין בזה שתי דרכים, היקום הוא מקום גדול במיוחד! ותודה למגבלות שהציבו לנו יחסיות מיוחדת, נסיעה אפילו למערכות הכוכבים הקרובות עשויה לקחת אלפי שנים. כפי שהתייחסנו במאמר קודם, זמן הנסיעה המשוער למערכת הכוכבים הקרובה ביותר (Alpha Centauri) עשוי לארוך בין 19,000 ל- 81,000 שנה בשיטות קונבנציונאליות.
מסיבה זו המליצו תיאורטיקנים רבים כי על האנושות
את המחקר, שהופיע לאחרונה ברשת, הובילו ד"ר פרדריק מרין מהמצפה האסטרונומי בשטרסבורג וד"ר קמיל בלופי, פיזיקאי של חלקיקים עם הסטארט-אפ המדעי Casc4de. אליהם הצטרפו ד"ר רייס טיילור מהמכון האסטרונומי של האקדמיה הצ'כית למדע, וד"ר לויס גראו ממשרד ההנדסה למבנים מורפוסנס.
המחקר שלהם הוא האחרון בסדרה שערכו ד"ר מרין וד"ר בלופי, שמתמודדים עם האתגרים של שליחת חללית רב-דורית למערכת כוכבים אחרת. במחקר קודם הם התייחסו עד כמה צוות הצוות של ספינת הדור צריך להיות גדול בכדי להגיע למצבם בבריאות טובה.
הם עשו זאת באמצעות תוכנת קוד מספרית בהתאמה אישית שפותחה על ידי ד"ר מרין עצמו המכונה HERITAGE. בראיון קודם עם ד"ר מארין, הוא תיאר את HERITAGE כ"קוד מונטה קרלו סטוכסטי שמסביר לכל התוצאות האפשריות של הדמיות חלל על ידי בחינת כל תרחיש אקראי לגידול, חיים ומוות. "
מניתוחם הם קבעו כי יהיה צורך במינימום של 98 איש כדי לבצע משימה רב-דורית למערכת כוכבים אחרת, ללא סיכונים של הפרעות גנטיות והשפעות שליליות אחרות הקשורות להתחתנות בין נישואים. לצורך מחקר זה התייחס הצוות לשאלה החשובה לא פחות כיצד להאכיל את הצוות.
בהתחשב בעובדה שמלאי מזון מיובש לא יהיו אפשרות ברת קיימא, מכיוון שהם יתדרדרו וירקבו במהלך מאות השנים בהן הספינה הייתה במעבר, יהיה עליהם להצטייד בספינה ובצוות כדי לגדל מזון משלהם. זה מעלה את השאלה, כמה מקום היה צריך לייצר מספיק יבולים בכדי להאכיל צוות גדול?
כשמדובר בנסיעות בחלל, גודל החללית הוא נושא מרכזי. כפי שהסביר ד"ר מארין למגזין החלל באמצעות הדוא"ל:
"ככל שהלוויין כבד יותר, כך יקר לו לשגר אותו לחלל. ואז, ככל שהחללית גדולה / כבדה יותר, מערכת ההנעה מורכבת ויקרה יותר במשאבים. למעשה, גודל החללית יגביל פרמטרים רבים. במקרה של ספינת דור, כמות המזון שאנו יכולים לייצר קשורה ישירות לאזור השטח שבתוך הספינה. אזור זה קשור בתורו לגודל האוכלוסייה הנמצאת על סיפונה. גודל, ייצור אוכלוסייה ואוכלוסייה קשורים למעשה באופן מהותי. "
כדי לענות על שאלה חשובה זו - "כמה גדולה צריכה הספינה להיות?" - הצוות הסתמך על גרסה מעודכנת של תוכנת HERITAGE. כפי שהם קובעים במחקר שלהם, גרסה זו "מהווה מאפיינים ביולוגיים תלויי גיל כמו גובה ומשקל, ותכונות הקשורות למספר המשתנים המשתנה, כמו עקרות, הריון ושיעור הפלה."
מעבר לכל זה, הצוות לקח בחשבון גם את הצרכים הקלוריים של הצוות על מנת לחשב כמה אוכל צריך לייצר בשנה. כדי להשיג זאת, הצוות כלל נתונים אנתרופומורפיים בהדמיות שלהם כדי לקבוע כמה קלוריות ייצרכו על סמך גיל הנוסע, משקלו, גובהו, רמות הפעילות שלו ונתונים רפואיים אחרים.
"בעזרת משוואת האריס-בנדיקט כדי להעריך את קצב חילוף החומרים הבסיסי של האדם, הערכנו כמה קילו קלוריות חייבים לאכול ביום לאדם על מנת לשמור על משקל גוף אידיאלי. דאגנו לכלול וריאציות במשקל וגובה כדי להסביר אוכלוסיה ריאלית, כולל גוויות כבדות / קלות ואנשים גבוהים / קטנים. לאחר שאומדן הדרישה הקלורית, חישבנו כמה טכניקות החקלאות של גיאופוניקה, הידרופוניקה ואוירופוניקה יכולות לייצר בשנה לקמ"ר. "
על ידי השוואה בין מספרים אלה לטכניקות חקלאיות קונבנציונאליות ומודרניות, אנו יכולים לחזות את כמות האדמה המלאכותית שתצטרך להקצות לחקלאות בתוך הכלי. לאחר מכן הם ביססו את החישובים הכוללים שלהם על בורג גדול יחסית (500 איש) והפיקו נתון כולל. מרין הסבירה:
"מצאנו כי עבור צוות הטרוגני של, למשל, 500 אנשים שחיים בתזונה כללית ומאוזנת, יספיקו 0.45 ק"מ משטח מלאכותי של 0.45 ק"מ² כדי לגדל את כל המזון הדרוש בשילוב של אירופוניקה (לפירות , ירקות, עמילן, סוכר ושמן) וחקלאות קונבנציונאלית (לבשר, דגים, חלב ודבש). "
ערכים אלה מספקים גם אילוצים ארכיטקטוניים לגודל המינימלי של ספינת הדור עצמה. בהנחה שהספינה תוכננה לייצר כוח משיכה מלאכותי על ידי כוח צנטריפטלי (כלומר צילינדר מסתובב), יהיה צורך במינימום של כ 224 מטר (735 רגל) ברדיוס ואורך 320 מטר (1050 רגל).
"כמובן, מתקנים אחרים פרט לחקלאות הם הכרחיים - מגורים אנושיים, חדרי בקרה, ייצור חשמל, מסת תגובה ומנועים, שהופכים את החללית לפחות פי שתיים", הוסיף ד"ר מרין. "מעניין, אפילו אם נכפיל את אורך החללית, אנו מוצאים מבנה שהוא עדיין קטן מהבניין הגבוה בעולם - בורז 'חליפה (828 מ'; 2716.5 רגל)."
עבור חובבי חקר החלל הבין-כוכבי ומתכנני המשימה, המחקר האחרון (ואחרים בסדרה) הוא משמעותי ביותר בכך שהם מספקים תמונה ברורה יותר ויותר של איך תיראה ארכיטקטורת המשימה של ספינת דור. מעבר להצעות תיאורטיות בלבד לגבי מה יהיה מעורב, מחקרים אלה מספקים מספרים ממשיים שייתכן שמדענים יוכלו לעבוד איתם ביום מן הימים.
וכפי שהסביר ד"ר מארין, זה גם גורם לפרויקט גרנדיוזי כל כך (שנראה מפחיד על פניו) להיראות הרבה יותר אפשרי:
"עבודה זו נותנת תובנה לגבי האפשרות האמיתית ליצור ספינות דור. אנו כבר מסוגלים לבנות מבנים כה גדולים על כדור הארץ. כעת חישבנו את הדיוק כמה גדול צריך להיות המשטח המוקדש לחקלאות בספינות דור, כך שהאוכלוסייה תוכל להאכיל במהלך נסיעות של מאות שנים.
לדברי מרין, הנושא היחיד שנותר לבחון הוא מים. כל משימה הכוללת צוות גדול המבלה למעלה ממאות של כמה שנים בחלל הבין-כוכבי תצטרך להרבה מים לשתייה, השקיה ותברואה. ולא די פשוט להסתמך על שיטות מיחזור כדי להבטיח אספקה קבועה.
זה, מעיד מארין, יהיה נושא המחקר הבא שלהם. "בחלל העמוק (הרחק מכוכבי לכת, ירחים או אסטרואידים גדולים) מים עשויים להיות קשים מאוד לאיסוף," אמר. "אז המשאבים שעל הספינה עלולים לסבול ממחסור במים. עלינו להקדיש את החקירות העתידיות שלנו לפיתרון סוגיה זו. "
כמו ברוב הדברים הנוגעים לחקר החלל העמוק או להתיישבות של עולמות אחרים, התשובה לשאלה הבלתי נמנעת ("האם ניתן לעשות זאת?") כמעט תמיד זהה - "כמה אתה מוכן להוציא?" אין ספק שמשימה בין-כוכבית, ללא קשר לאיזו צורה היא עשויה ללבוש, תדרוש התחייבות מאסיבית מבחינת זמן, אנרגיה ומשאבים.
זה גם ידרוש מאנשים להיות מוכנים לסכן את חייהם, כך שרק אנשים הרפתקנים יגישו מועמדות. אבל אולי יותר מכל, זה צריך את הרצון לראות את זה. אם לא ניתן למנוע דחיפות או צורך קיצוני (כלומר, כדור הארץ נידון), קשה לדמיין את כל הגורמים הללו.
עם זאת, לדעת בדיוק כמה יעלה לנו מבחינת כסף, משאבים וזמן להקים פרויקט כזה הוא צעד ראשון טוב מאוד. רק אז האנושות יכולה להחליט אם היא מוכנה להתחייב.
