Bir ‘Nesil Gemi’nin Başka Bir Yıldıza Yolculuk için 500 Mürettebatı Yaşatması Ne Kadar Mümkün?

Bunun iki yolu yok, Evren çok büyük bir yer! Özel Relativite’nin bize getirdiği sınırlamalar sayesinde, en yakın yıldız sistemlerine bile seyahat etmek bin yıl alabilir.

Önceki bir makalede değindiğimiz gibi , en yakın yıldız sistemine (Alpha Centauri) olan tahmini seyahat süresi geleneksel yöntemleri kullanarak 19.000 ila 81.000 yıl arasında bir zaman alabilir.

Bu nedenle, birçok teorisyen insanlığın insanlık tohumunu yıldızlar arasında yaymak için insanlığın nesil gemilere güvenmesini tavsiye etmiştir. Doğal olarak, böyle bir proje, bir uzay aracının çok kuşaklı bir mürettebatı sürdürmek için ne kadar büyük olması gerektiği ile ilgili olmayan birçok zorluk sunmaktadır.

Çalışmala, Dr. Marin ve Dr. Beluffi tarafından başka bir yıldız sistemine çok kuşaklı bir uzay aracı göndermenin zorluklarını ele alan bu serideki son çalışma. Daha önceki bir çalışmada, bir nesil gemi ekibinin,sağlıklarının hedeflerine ulaşmak için ne kadar önemli olması gerektiğine değindiler.

Bunu, Marin tarafından HERITAGE olarak bilinen, ısmarlama sayısal kod yazılımını kullanarak yaptılar. Marin ile daha önce yaptığı bir röportajda, HERITAGE’i “üreme, yaşam ve ölüm hakkındaki her rastgele senaryoyu test ederek uzay simülasyonlarının olası tüm sonuçlarını açıklayan Stokastik bir Monte Carlo kodu” olarak nitelendirdi.

Analizlerinden, genetik bozukluklar ve evlenme ile ilgili diğer olumsuz etkiler riski olmadan, başka bir yıldız sistemine çok kuşak bir görevi gerçekleştirmek için en az 98 kişinin gerekli olacağını belirlediler. Bu çalışma için ekip, mürettebatı nasıl eşit derecede besleyeceğine dair önemli bir konuyu ele aldı.

Kurutulmuş gıda stoklarının uygulanabilir bir seçenek olmayacağı göz önüne alındığında, geminin transit olduğu yüzyıllar boyunca bozulacak ve çürümeleri nedeniyle, gemi ve mürettebatın kendi yiyeceklerini yetiştirmek için donatılmaları gerekecekti. Bu, çok büyük bir mürettebatı beslemek için yeterli mahsul üretmek için ne kadar alana ihtiyaç olacağı sorusunu gündeme getiriyor?

Tamamen yakıt aldığında 60.000 ton ağırlığındaki Daedalus, Saturn V roketi. 

Uzay yolculuğu söz konusu olduğunda, uzay aracının boyutu önemli bir konudur. Marin’in Universe Today’e e-postayla anlattığı gibi:

“Uydu ne kadar ağırsa, uzaya fırlatması o kadar pahalı olur. Sonra, uzay gemisi ne kadar büyük / ağır olursa, itici güç o kadar karmaşık ve kaynak pahalı olacaktır. Aslında, uzay gemisinin büyüklüğü birçok parametreyi sınırlayacaktır. Bir nesil gemi durumunda, üretebileceğimiz yiyecek miktarı doğrudan gemi içindeki yüzey alanıyla ilgilidir. Bu alan, sırayla, gemideki nüfusun büyüklüğü ile ilgilidir. Büyüklük, gıda üretimi ve nüfus aslında içsel olarak birbirine bağlı. ”

Bu önemli soruyu ele almak için – “gemi ne kadar büyük olmalı?” – ekip HERITAGE yazılımının güncellenmiş bir versiyonuna güveniyordu. Çalışmalarında belirttikleri gibi, bu versiyon “boy ve kilo gibi yaşa bağlı biyolojik özellikleri ve kısırlık, hamilelik ve düşük oranları gibi çeşitli sömürgecilere ilişkin özellikleri açıklar.”

Bunun ötesinde, ekip ayrıca, yılda ne kadar gıdanın üretilmesi gerektiğini hesaplamak için mürettebatın kalori ihtiyaçlarını da göz önüne aldı. Bunu başarmak için ekip, yolcuların yaşı, kilosu, boyu, aktivite seviyesi ve diğer tıbbi verilere dayanarak ne kadar kalori tüketileceğini belirleyen simülasyonlarına antropomorfik veriler dahil etti.

Nükleer motorlu bir uzay aracı için Proje Orion kavramı. 

“ Bir kişinin bazal metabolizma hızını tahmin etmek için Harris-Benedict denklemini kullanarak, ideal vücut ağırlığını korumak için kişi başına günde kaç kilo kalori alınması gerektiğini değerlendirdik. Ağır / hafif yetkinlik ve uzun / küçük insanlar dahil olmak üzere gerçekçi bir popülasyonu hesaba katmak için ağırlık ve boy çeşitlerini dahil etmeye özen gösterdik. Kalori gereksinimi tahmin edildikten sonra, kilometrekarede yılda gıda jeolojisi, hidroponik ve aeroponik tarım tekniklerinin ne kadar üretebileceğini hesapladık. ”

Bu sayıları konvansiyonel ve modern tarım teknikleri ile karşılaştırarak, geminin içindeki tarıma tahsis edilmesi gereken yapay arazi miktarını tahmin edebiliyoruz. Daha sonra genel hesaplamalarını nispeten büyük bir vidaya (500 kişi) dayandırdılar ve genel bir rakam elde ettiler. Marin’in açıkladığı gibi:

“Heterojen, dengeli bir diyette yaşayan 500 kişiden oluşan, heterojen bir ekip için, 0.45 km² [0.17 mi²] yapay toprakta, aeroponik bir kombinasyon kullanarak (meyveler için) tüm gerekli gıdaları yetiştirmek için yeterli olacaktır. , sebzeler, nişasta, şeker ve yağ) ve geleneksel çiftçilik (et, balık, mandıra ve bal için). ”

Bu değerler ayrıca üretim gemisinin asgari büyüklüğü için bazı mimari kısıtlamalar da sağlar. Geminin merkezcil kuvvetle (yani dönen bir silindir) yapay yerçekimi üretecek şekilde tasarlandığını varsayarsak, yarıçapta minimum yaklaşık 224 metre (735 fit) ve 320 metre (1050 fit) uzunluğunda olması gerekir.

ESA’nın desteğiyle TU Delft Yıldız Gemisi Takımı (DSTART) tarafından tasarlanan çok kuşak bir gemi konsepti. 

Marin, “Tabii ki, tarım dışında başka tesisler de gerekli – insan yaşam alanı, kontrol odaları, elektrik üretimi, reaksiyon kütlesi ve uzay gemisini en az iki kat daha büyük yapan motorlar” dedi. “İlginçtir ki, uzay gemisinin uzunluğunu iki katına çıkarsak bile, dünyadaki en yüksek binadan hala daha küçük bir yapı buluyoruz – Burç Halife (828 m; 2716,5 ft).”

Yıldızlararası uzay araştırması meraklıları ve görev planlamacıları için, bu son çalışma (ve serideki diğerleri), bir kuşak gemisinin görev mimarisinin nasıl görüneceğine dair giderek daha net bir resim sağladıkları için oldukça önemlidir. Neyin dahil olacağına dair teorik önermelerin ötesinde, bu çalışmalar bilim adamlarının bir gün birlikte çalışabilecekleri gerçek rakamları sağlıyor.

Marin’in açıkladığı gibi, aynı zamanda (yüzünde göz korkutucu görünen) görkemli bir projenin çok daha uygulanabilir görünmesini sağlar:

“Bu çalışma bize üretim gemileri yaratma ihtimalinin gerçek olduğu konusunda bir fikir veriyor. Zaten dünyaya bu kadar büyük yapılar inşa edebiliyoruz. Nüfusun yüzyıllarca süren geziler sırasında beslenebilmesi için, üretim gemilerinde tarıma ayrılan yüzeyin ne kadar büyük olması gerektiğinin kesinliğini ölçtük.

Suya yansıyan yıldızlarla çerçevelenmiş bir kayakçı, gece gökyüzünün ihtişamını almak için geriye eğilir. 

Marin’e göre, keşfedilmesi gereken tek sorun su. Yıldızlararası alanda birkaç yüzyıldan fazla harcama yapan büyük bir mürettebatı içeren herhangi bir görev, içme, sulama ve temizlik için bol suya ihtiyaç duyacaktır. Ve istikrarlı bir tedarik sağlamak için geri dönüşüm yöntemlerine güvenmek yeterli değildir.

Marin, bunun bir sonraki çalışmalarının konusu olacağını söylüyor. “Derin uzayda (gezegenlerden, aylardan veya büyük asteroitlerden uzakta), suyun toplanması çok zor olabilir” dedi. “O zaman gemideki kaynaklar su eksikliğinden muzdarip olabilir. Bu konuyu çözmek için gelecekteki araştırmalarımızı adamak zorundayız. ”

Derin uzay araştırmaları veya diğer dünyaların sömürgeleştirilmesi ile ilgili çoğu şeyde olduğu gibi, değişmeyen sorunun cevabını (“yapılabilir mi?”) Hemen hemen her zaman aynıdır – “Ne kadar harcamak istersiniz?” ne tür bir karar alacağına bakılmaksızın yıldızlararası bir görevin zaman, enerji ve kaynaklar bakımından büyük bir taahhüt gerektireceğinden şüphe.

Aynı zamanda insanların hayatlarını riske atmaya istekli olmalarını gerektirecek, böylece sadece maceracı insanlar başvurabilecekti. Ama belki de hepsinden önemlisi, onu görmek için iradeye ihtiyacı var. Aciliyeti veya aşırı zorunluluğu engellemek (yani, Dünya gezegeni mahkumdur), tüm bu faktörlerin bir araya geldiğini hayal etmek zor.

Bununla birlikte, böyle bir projeyi hayata geçirmenin para, kaynaklar ve zaman açısından tam olarak ne kadara mal olacağını bilmek çok iyi bir ilk adımdır. Ancak o zaman taahhütte bulunmaya istekli olup olmadıklarına insanlık karar verebilir.