لا توجد طريقتان حول ذلك ، الكون هو مكان كبير للغاية! وبفضل القيود التي تفرضها علينا النسبية الخاصة ، قد يستغرق السفر إلى أقرب أنظمة النجوم آلاف السنين. كما تناولنا في مقال سابق ، يمكن أن يستغرق وقت السفر المقدر لأقرب نظام نجمي (Alpha Centauri) في أي مكان من 19000 إلى 81000 سنة باستخدام الطرق التقليدية.
لهذا السبب ، أوصى العديد من المنظرين بضرورة أن الإنسانية
قاد الدراسة ، التي ظهرت مؤخرًا عبر الإنترنت ، الدكتور فريدريك مارين من المرصد الفلكي في ستراسبورغ والدكتور كاميل بيلوفي ، فيزيائي الجسيمات مع Casc4de المبتدئ العلمي. وانضم إليهم الدكتور ريس تايلور من المعهد الفلكي التابع للأكاديمية التشيكية للعلوم ، والدكتور لويك غراو من شركة الهندسة الإنشائية Morphosense.
دراستهم هي الأحدث في سلسلة أجراها الدكتور مارين والدكتور بيلوفي التي تعالج تحديات إرسال مركبة فضائية متعددة الأجيال إلى نظام نجمي آخر. في دراسة سابقة ، تطرقوا إلى حجم طاقم سفينة الجيل الذي يجب أن يكون من أجل الوصول إلى وجهتهم بصحة جيدة.
فعلوا ذلك باستخدام برنامج كود رقمي مخصص تم تطويره بواسطة الدكتور مارين نفسه المعروف باسم HERITAGE. في مقابلة سابقة مع د. مارين ، وصف التراث بأنه "مؤشر مونتي كارلو العشوائي الذي يفسر جميع النتائج المحتملة لمحاكاة الفضاء من خلال اختبار كل سيناريو عشوائي للإنجاب والحياة والموت".
من تحليلهم ، قرروا أن هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 98 شخصًا لإنجاز مهمة متعددة الأجيال إلى نظام نجمي آخر ، دون مخاطر الاضطرابات الجينية والآثار السلبية الأخرى المرتبطة بالزواج المتبادل. في هذه الدراسة ، تناول الفريق السؤال الذي لا يقل أهمية عن كيفية إطعام الطاقم.
بالنظر إلى أن مخزون المواد الغذائية المجففة لن يكون خيارًا قابلاً للتطبيق ، حيث أنها ستتدهور وتتحلل خلال القرون التي كانت فيها السفينة في العبور ، يجب أن تكون السفينة والطاقم مجهزين لزراعة طعامهم. وهذا يثير السؤال ، كم من المساحة اللازمة لإنتاج محاصيل كافية للحفاظ على إطعام طاقم كبير؟
عندما يتعلق الأمر بالسفر إلى الفضاء ، يمثل حجم المركبة الفضائية مشكلة رئيسية. كما أوضح الدكتور مارين لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"كلما كان القمر الصناعي أثقل ، زادت تكلفة إطلاقه إلى الفضاء. بعد ذلك ، كلما كانت سفينة الفضاء أكبر / أثقل ، كلما كان نظام الدفع أكثر تعقيدًا وتكلفة للموارد. في الواقع ، فإن حجم سفينة الفضاء سيقيد العديد من المعلمات. في حالة سفينة التوليد ، ترتبط كمية الطعام التي يمكننا إنتاجها ارتباطًا مباشرًا بمساحة السطح داخل السفينة. هذه المنطقة ، بدورها ، مرتبطة بحجم السكان على متنها. إن الحجم وإنتاج الغذاء والسكان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا ".
لمعالجة هذا السؤال المهم - "ما هو حجم السفينة الذي يجب أن تكون عليه؟" - اعتمد الفريق على نسخة محدثة من برنامج HERITAGE. كما ذكروا في دراستهم ، فإن هذا الإصدار "يفسر الخصائص البيولوجية المعتمدة على العمر مثل الطول والوزن ، والميزات المتعلقة بالأعداد المختلفة للمستعمرين ، مثل العقم والحمل ومعدلات الإجهاض".
أبعد من ذلك ، أخذ الفريق أيضًا في الاعتبار احتياجات السعرات الحرارية للطاقم من أجل حساب كمية الطعام التي يجب إنتاجها سنويًا. لتحقيق ذلك ، أدرج الفريق بيانات مجسمة في عمليات المحاكاة الخاصة بهم لتحديد مقدار السعرات الحرارية التي سيتم استهلاكها بناءً على عمر الراكب ووزنه وطوله ومستويات نشاطه والبيانات الطبية الأخرى.
"باستخدام معادلة هاريس بنديكت لتقدير معدل التمثيل الغذائي الأساسي للفرد ، قمنا بتقييم عدد السعرات الحرارية التي يجب تناولها يوميًا لكل شخص من أجل الحفاظ على وزن الجسم المثالي. لقد حرصنا على تضمين الاختلافات في الوزن والطول لمراعاة السكان الواقعيين ، بما في ذلك البدانة الثقيلة / الخفيفة والطول / الصغيرة. بمجرد تقدير الاحتياجات من السعرات الحرارية ، قمنا بحساب كمية المواد الغذائية التي يمكن أن تنتجها الجيوبونات الغذائية والزراعة المائية وتقنيات الزراعة الهوائية سنويًا لكل كيلومتر مربع. "
من خلال مقارنة هذه الأرقام بتقنيات الزراعة التقليدية والحديثة ، يمكننا التنبؤ بكمية الأراضي الاصطناعية التي يجب تخصيصها للزراعة داخل الوعاء. ثم استندوا في حساباتهم الإجمالية على برغي كبير نسبيًا (500 شخص) واستمدوا رقمًا عامًا. وأوضح مارين:
"وجدنا أنه بالنسبة لطاقم غير متجانس ، على سبيل المثال ، 500 شخص يعيشون على نظام غذائي النهمة ومتوازن ، 0.45 كيلومتر مربع [0.17 ميل مربع] من الأراضي الاصطناعية يكفي لزراعة جميع المواد الغذائية اللازمة باستخدام مزيج من الأيروبونيك (للفواكه) والخضروات والنشا والسكر والزيت) والزراعة التقليدية (للحوم والأسماك ومنتجات الألبان والعسل). "
توفر هذه القيم أيضًا بعض القيود المعمارية للحد الأدنى لحجم سفينة التوليد نفسها. بافتراض أن السفينة مصممة لتوليد جاذبية اصطناعية بواسطة قوة الجاذبية (أي أسطوانة دوارة) ، يجب أن يكون الحد الأدنى لنحو 224 مترًا (735 قدمًا) في نصف القطر وطول 320 مترًا (1050 قدمًا).
وأضاف الدكتور مارين "بالطبع ، من الضروري وجود مرافق أخرى إلى جانب الزراعة - سكن الإنسان وغرف التحكم وتوليد الطاقة وكتلة التفاعل والمحركات ، مما يجعل سفينة الفضاء أكبر مرتين على الأقل". "من المثير للاهتمام ، حتى لو ضاعفنا طول سفينة الفضاء ، نجد هيكلًا لا يزال أصغر من أطول مبنى في العالم - برج خليفة (828 م ؛ 2716.5 قدمًا)."
بالنسبة لهواة استكشاف الفضاء بين النجوم ومخططي المهام ، تعد هذه الدراسة الأخيرة (وغيرها في السلسلة) ذات أهمية كبيرة ، من حيث أنها توفر صورة واضحة بشكل متزايد لما ستبدو عليه بنية مهمة سفينة الجيل. بالإضافة إلى مجرد الافتراضات النظرية لما قد ينطوي عليه الأمر ، توفر هذه الدراسات أعدادًا فعلية يمكن للعلماء العمل بها يومًا ما.
وكما أوضح الدكتور مارين ، فإنه يجعل أيضًا مثل هذا المشروع الفخم (الذي يبدو مروعًا على وجهه) يبدو أكثر جدوى:
"يعطينا هذا العمل نظرة ثاقبة عن الإمكانية الحقيقية لإنشاء سفن الجيل. نحن قادرون بالفعل على بناء مثل هذه الهياكل الكبيرة على الأرض. لقد حددنا بدقة كم يجب أن يكون السطح الذي يجب أن يكون مخصصًا للزراعة في سفن الجيل حتى يتمكن السكان من إطعامهم خلال الرحلات التي تستمر لقرون. "
وفقًا لمارين ، فإن المسألة الوحيدة المتبقية التي يجب استكشافها هي المياه. إن أي مهمة تنطوي على إنفاق طاقم كبير يصل إلى بضعة قرون في الفضاء بين النجوم ستحتاج إلى الكثير من الماء للشرب والري والصرف الصحي. ولا يكفي الاعتماد ببساطة على طرق إعادة التدوير لضمان توفير ثابت.
هذا ، كما يشير مارين ، سيكون موضوع دراستهم القادمة. وقال: "في الفضاء البعيد (بعيدًا عن الكواكب أو الأقمار أو الكويكبات الكبيرة) ، قد يكون من الصعب جدًا جمع المياه". ثم قد تعاني الموارد الموجودة على متن السفينة من نقص المياه. يجب أن نكرس تحقيقاتنا المستقبلية لحل هذه المشكلة ".
كما هو الحال مع معظم الأشياء المتعلقة باستكشاف الفضاء العميق أو استعمار عوالم أخرى ، فإن الإجابة على السؤال الثابت ("هل يمكن أن يتم ذلك؟") هي نفسها تقريبًا - "ما المبلغ الذي ترغب في إنفاقه؟" ليس هناك شك في أن المهمة بين النجوم ، بغض النظر عن الشكل الذي قد تتخذه ، ستتطلب التزامًا كبيرًا من حيث الوقت والطاقة والموارد.
سيتطلب ذلك أيضًا أن يكون الناس على استعداد للمخاطرة بحياتهم ، لذلك لن يتقدم إلا المغامرون فقط. ولكن ربما الأهم من ذلك كله أنها ستحتاج إلى الإرادة لرؤيتها. إذا لم تكن الحاجة ملحة أو الضرورة القصوى (أي أن كوكب الأرض محكوم عليه بالفشل) ، فمن الصعب تخيل كل هذه العوامل تتقارب.
ومع ذلك ، فإن معرفة بالضبط كم سيكلفنا من حيث المال والموارد والوقت اللازم لإقامة مثل هذا المشروع هو خطوة أولى جيدة جدًا. عندها فقط يمكن للبشرية أن تقرر ما إذا كانت مستعدة لتقديم الالتزام.
