Agrāk vai vēlāk cilvēcei būs jāatstāj Zeme un jāmeklē jaunas mājas - planēta ar līdzīgiem dzīves apstākļiem -, lai tur izveidotu jaunu civilizāciju.
Šādam liela mēroga ceļojumam cilvēkiem būs jāveido sava veida "Noasa šķirsts" - kosmosa kuģis, kas spēj šķērsot galaktiku un nogādāt pirmos kolonistus jaunā dzīvesvietā, lai kur tā atrastos.
Cik ilgi notiks šī lielā migrācija? Un kāda izmēra vajadzētu būt kosmosa kuģim, lai tur būtu iespējams aizvest ne tikai “katru radījumu pa pāriem”, bet arī visu, kas nepieciešams dzīves turpināšanai un jaunas pasaules attīstībai?
Zinātnieku komanda no Francijas un Čehijas centās atbildēt uz šiem jautājumiem, uzsākot Heritage projektu un veicot nepieciešamos aprēķinus.
Tūkstošiem gadu ilgs ceļojums
No pirmā acu uzmetiena var šķist, ka kuģa lielums ir ļoti atkarīgs no tā, kur tieši mēs lidojam, taču tā nav pilnīgi taisnība.
Fakts ir tāds, ka ceļojums pat līdz tuvākajai zvaigžņu sistēmai prasīs vismaz simtiem, ja pat ne tūkstošiem gadu - tas nozīmē, ka mūsu šķirstam jāspēj uzturēt dzīvību daudzu paaudžu laikā.
Reklāmas video:
Protams, kosmosa tehnoloģijas pastāvīgi uzlabojas. Tomēr, ja ticat nevis Holivudas zinātniskās fantastikas rakstniekiem un scenāristiem, bet gan Einšteinam un viņa relativitātes teorijai, ceļošana ar superluminal ātrumu, maigi izsakoties, ir maz ticama.
Ir iespējamas hipotētiskas iespējas, piemēram, tārps vai Alkubjēra burbulis, taču jūs nevarat ar tām rēķināties.
NASA zinātnieki pagājušajā gadā paziņoja, ka pārsteidzoši Zemei līdzīgā planēta riņķo ap Proxima Centauri, mūsu Saulei vistuvākā zvaigzne, kas varētu būt apdzīvojama.
Apsverot visas pieejamās tehnoloģijas - gan jau esošās, gan vēl neizgudrotās, bet teorētiski iespējamās - zinātnieki ir aprēķinājuši, ka lidojums uz šo planētu, visoptimistiskākajā scenārijā, prasīs vismaz gadsimtu.
Reālistiskāki aprēķini tevi vispār iedvesmo melanholijā: ja šodien lidosim uz Centauri Proxima, mēs sasniegsim savu galamērķi tūkstošu gadu laikā (precīzāk sakot, no 6 līdz 80 tūkstošiem).
Jebkurā gadījumā mums ir vajadzīgs kuģis, uz kura kolonisti varēs paaudzēm dzīvot starpzvaigžņu telpā, vienlaikus kaut ko pabarojot un piegādājot enerģiju motoriem.
Aizmirstiet par saules paneļiem - tie nedarbosies tik tālu no Saules: jūs varat uzlādēt savu viedtālruni no zvaigžņu gaismas ar apmēram tikpat lieliem panākumiem naktī.
Tātad, cik "Zvaigžņu kolonizatoriem" ir jānoiet uz ceļa? Un cik lielam jābūt pašam kosmosa šķirstam?
Katras radības pāris?
Ja brauciena laikā ar kuģi jāmainās vairākām paaudzēm, tā iedzīvotājiem būs jāpavairās.
Šeit jūs nevarat iztikt ar jauno Ādamu un Ievu: vajadzētu būt pietiekami daudz imigrantu, lai tuviem radiniekiem izslēgtu incesta iespēju. Pretējā gadījumā uz kuģa nevar izvairīties no ģenētiskām slimībām.
Franču zinātnieki, izmantojot matemātisko modelēšanu, aprēķināja minimālo apkalpes locekļu skaitu.
Viņi centās ņemt vērā visus faktorus - zemes zemnieku vecumu izlidošanas laikā un paredzamo dzīves ilgumu, dažu apkalpes locekļu neauglības iespēju, abortus vai dvīņu piedzimšanu un pat neparedzētus apstākļus (aprēķinos tie parādās kā “haosa elements” - piemēram, slepena bērna piedzimšana no cita bioloģiska tēva). …
Turklāt tikai gadījumā aprēķinos tika iekļauts "katastrofāls notikums" - piemēram, kuģa sadursme ar meteorītu vai slimības epidēmija uz kuģa -, kas kādā brīdī samazinās kolonizatoru populāciju par 30%.
Ņemot vērā visus šos faktorus, saskaņā ar konservatīvākajiem un konservatīvākajiem pētnieku aprēķiniem sākotnēji vajadzētu būt 98 kolonizatoriem. Turklāt visi 49 precētie pāri sākotnēji jāizvēlas DNS analīzei, lai nodrošinātu maksimālu ģenētisko daudzveidību.
Ja uz ceļa dodas pieticīgāka apkalpe, misijas panākumi jau būs apšaubāmi. Piemēram, 25 precētu pāru izdzīvošanas iespējas jau tiek lēstas aptuveni 50%.
Un, ja ir tikai 32 vai pat mazāk pārvietoto personu, algoritms neatstāj viņiem nekādas iespējas (0%) - galvenokārt neizbēgama incesta dēļ. Iespējams, ka sākotnējās apkalpes pēcnācēji lidos uz Proxima Centauri, taču līdz tam laikam viņi vairs nespēs izveidot dzīvotspējīgu koloniju.
Bada nav tante
Pēc iziešanas no Zemes 98 kosmosa ceļotāji dzemdēs bērnus, bet mazbērni - pat pirmās paaudzes dzīves laikā. Tātad, spriežot pēc aprēķiniem, maksimālais šķirsta iedzīvotāju skaits var sasniegt 500 cilvēkus.
Ņemot vērā lidojuma ilgumu, nevar rēķināties ar pārtikas piegādēm. Koloniālisti paši sev būs jāgādā par pārtiku - tas ir, jāaudzē tas tieši uz kuģa.
Bet cik daudz pārtikas viņiem vajag? Galu galā kuģa lielums ir atkarīgs no tā - un līdz ar to enerģijas patēriņš tā pārvietošanai.
Šie aprēķini prasīja ņemt vērā ne tikai apkalpes lielumu, bet arī zvaigznīšu iemītnieku vidējo vecumu, viņu augumu, svaru un fizisko aktivitāšu līmeni, lai saprastu, cik daudz kaloriju viņiem vajadzēs katru gadu.
Zinātnieki neierobežoja kolonizatoru daudzumu uzturā un aprēķināja patēriņu, ņemot vērā parasto uzturu - tas ir, lai kuģis varētu ne tikai audzēt augļus un dārzeņus (ieskaitot cukura un augu eļļas ražošanu), bet arī iesaistīties lopkopībā - tas ir, ražot gaļu, zivis, piena produkti un medus.
Pārsteidzoši, ka, ņemot vērā moderno tehnoloģiju izmantošanu (piemēram, aeroponics - tas ir, augu audzēšana gaisā, neizmantojot augsni), ar 500 kvadrātkilometru pietiek 500 cilvēku pabarošanai (precīzi - 0,45).
Visi uz klaja
Tādējādi mēs sasniedzam sava šķirsta minimālo izmēru.
Ja jūs uzbūvējat kuģi rotējoša cilindra formā (tā, lai centimetrs spēks nodrošinātu mākslīgu gravitāciju), tad "lauksaimniecības nodalījuma" augstumam vajadzētu būt 320 metriem, bet rādiusam - 224 metriem.
Pievienojiet tam apkalpes telpas, koplietošanas telpas (piemēram, ēdamistabu, trenažieru zāli vai medicīniskās telpas), lidojumu vadības telpas, enerģijas ģeneratorus un motorus, un zvaigznes kuģa telpa (augstums) aptuveni dubultosies. Kosmosa šķirsts būs aptuveni 650 metrus augsts un 450 diametrā.
Tomēr tas joprojām būs mazāks nekā garākais no jau uzbūvētajiem debesskrāpjiem: Burj Khalifa augstums Dubaijā ir 828 metri. Salīdzinājumam: Ostankino torņa smailes augstums ir 540 metri, Eifeļa torņa - 324. ISS ir 73 metrus garš un 20 metrus augsts.
Tagad vissarežģītākā lieta, pēc zinātnieku domām, ir aprēķināt precīzu nepieciešamā ūdens daudzumu. Tikai dzeršanai tas prasīs gandrīz pusmiljonu litru. Un jums ir nepieciešams arī laistīt dzīvniekus, apūdeņot ražas - un kuģis vienā vai otrā veidā pakāpeniski zaudēs ūdeni līdz ar gaisu.
Šo problēmu, kā arī ģenētisko mutāciju problēmu, mantojuma autori sola atrisināt nākamajā zinātniskajā darbā.
Nikolajs Voroņins