Früher oder später muss die Menschheit die Erde verlassen und nach einem neuen Zuhause suchen - einem Planeten mit ähnlichen Lebensbedingungen -, um dort eine neue Zivilisation aufzubauen.
Für eine solch groß angelegte Reise müssen die Menschen eine Art "Arche Noah" bauen - ein Raumschiff, das die Galaxie durchqueren und die ersten Siedler an einen neuen Wohnort bringen kann, wo immer es sich befindet.
Wie lange wird diese großartige Migration dauern? Und wie groß sollte ein Raumschiff sein, damit nicht nur "jede Kreatur zu zweit" dorthin gebracht werden kann, sondern auch alles, was für die Fortsetzung des Lebens und die Entwicklung einer neuen Welt notwendig ist?
Ein Team von Wissenschaftlern aus Frankreich und der Tschechischen Republik versuchte, diese Fragen zu beantworten, indem es das Heritage-Projekt startete und die erforderlichen Berechnungen durchführte.
Tausende von Jahren Reise
Auf den ersten Blick scheint es, dass die Größe des Schiffes stark davon abhängt, wohin genau wir fliegen, aber das ist nicht ganz richtig.
Tatsache ist, dass die Reise bis zum nächsten Sternensystem mindestens Hunderte, wenn nicht Tausende von Jahren dauern wird - was bedeutet, dass unsere Arche in der Lage sein muss, das Leben für viele Generationen zu unterstützen.
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Natürlich verbessern sich die Weltraumtechnologien ständig. Wenn Sie jedoch nicht glauben, dass die Science-Fiction-Autoren und Drehbuchautoren Hollywoods, sondern Einstein und seine Relativitätstheorie, gelinde gesagt, mit überluminalen Geschwindigkeiten reisen, ist dies unwahrscheinlich.
Hypothetische Optionen wie ein Wurmloch oder eine Alcubierre-Blase sind möglich, aber Sie können sich nicht darauf verlassen.
Wissenschaftler der NASA haben letztes Jahr angekündigt, dass ein überraschend erdähnlicher Planet, der Proxima Centauri umkreist, den Stern, der unserer Sonne am nächsten liegt, bewohnbar sein könnte.
Nachdem alle verfügbaren Technologien berücksichtigt wurden - sowohl vorhandene als auch noch nicht erfundene, aber theoretisch mögliche -, haben Wissenschaftler berechnet, dass der Flug zu diesem Planeten im optimistischsten Szenario mindestens ein Jahrhundert dauern wird.
Realistischere Schätzungen führen uns überhaupt in eine Depression: Wenn wir heute nach Proxima Centauri fliegen, werden wir unser Ziel in Tausenden von Jahren erreichen (von 6 bis 80 Tausend, um genau zu sein).
In jedem Fall brauchen wir ein Schiff, auf dem die Siedler über Generationen im interstellaren Raum leben können, während sie sich von etwas Eigenem ernähren und die Motoren mit Energie versorgen.
Vergessen Sie Sonnenkollektoren - sie funktionieren nicht in so großer Entfernung von der Sonne: Sie können Ihr Smartphone nachts mit etwa demselben Erfolg aus dem Licht der Sterne aufladen.
Wie viele "Star Colonizers" müssen auf die Straße? Und wie groß sollte die Weltraumarche selbst sein?
Ein Paar von jeder Kreatur?
Wenn sich während der Fahrt auf dem Schiff mehrere Generationen ändern müssen, müssen sich die Bewohner fortpflanzen.
Hier kommt man mit dem neuen Adam und Eva nicht aus: Es sollte genügend Einwanderer geben, um die Möglichkeit von Inzest unter nahen Verwandten auszuschließen. Andernfalls können genetische Krankheiten auf dem Schiff nicht vermieden werden.
Französische Wissenschaftler berechneten die Mindestanzahl von Besatzungsmitgliedern mithilfe mathematischer Modelle.
Sie versuchten, alle Faktoren zu berücksichtigen - das Alter der Erdbewohner zum Zeitpunkt der Abreise und die Lebenserwartung, die Möglichkeit der Unfruchtbarkeit einiger Besatzungsmitglieder, Fehlgeburten oder die Geburt von Zwillingen und sogar unvorhergesehene Umstände (in den Berechnungen erscheinen sie als "Element des Chaos" - zum Beispiel die geheime Geburt eines Kindes eines anderen leiblichen Vaters) …
Darüber hinaus enthielten die Berechnungen für alle Fälle ein "katastrophales Ereignis" - zum Beispiel eine Kollision eines Schiffes mit einem Meteoriten oder eine Epidemie einer Krankheit an Bord -, die irgendwann die Population der Kolonisatoren um 30% reduzieren wird.
Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren sollten nach den konservativsten und konservativsten Schätzungen der Forscher zunächst 98 Kolonisatoren vorhanden sein. Darüber hinaus sollten zunächst alle 49 verheirateten Paare für die DNA-Analyse ausgewählt werden, um eine maximale genetische Vielfalt sicherzustellen.
Wenn sich eine bescheidenere Besatzung auf den Weg macht, wird der Erfolg der Mission bereits in Frage gestellt. Beispielsweise werden die Überlebenschancen von 25 verheirateten Paaren bereits auf etwa 50% geschätzt.
Und wenn es nur 32 oder noch weniger Vertriebene gibt, lässt der Algorithmus ihnen überhaupt keine Chance (0%) - hauptsächlich wegen des unvermeidlichen Inzests. Vielleicht fliegen die Nachkommen der ursprünglichen Besatzung nach Proxima Centauri, aber bis dahin können sie keine lebensfähige Kolonie mehr gründen.
Hunger ist keine Tante
Nach dem Verlassen der Erde werden 98 Raumfahrer Kinder und Enkelkinder zur Welt bringen, selbst während des Lebens der ersten Generation. Nach den Berechnungen kann die maximale Population der Arche 500 Menschen erreichen.
Angesichts der Flugdauer kann man nicht mit Nahrungsmitteln rechnen. Die Kolonialisten müssen sich selbst mit Lebensmitteln versorgen - das heißt, sie müssen direkt auf dem Schiff wachsen.
Aber wie viel Essen brauchen sie? Denn die Größe des Schiffes hängt davon ab - und damit vom Energieverbrauch für seine Bewegung.
Bei diesen Berechnungen mussten nicht nur die Größe der Besatzung, sondern auch das Durchschnittsalter der Bewohner des Raumschiffs, ihre Größe, ihr Gewicht und ihre körperliche Aktivität berücksichtigt werden, um zu verstehen, wie viele Kalorien sie pro Jahr benötigen.
Die Wissenschaftler beschränkten die Kolonisatoren in der Ernährung nicht und berechneten den Verbrauch unter Berücksichtigung einer normalen Ernährung - das heißt, das Schiff konnte nicht nur Obst und Gemüse (einschließlich der Produktion von Zucker und Pflanzenöl) anbauen, sondern auch Tierhaltung betreiben - dh Fleisch und Fisch produzieren, Milchprodukte und Honig.
Unter Berücksichtigung des Einsatzes moderner Technologien (z. B. Aeroponik, dh Anbau von Pflanzen in der Luft ohne Bodennutzung) reicht ein halber Quadratkilometer überraschenderweise aus, um 500 Menschen (um genau zu sein 0,45) zu ernähren.
Alle einsteigen
Dies bringt uns zur minimalen Größe unserer Arche.
Wenn Sie ein Schiff in Form eines rotierenden Zylinders bauen (so dass die Zentripetalkraft künstliche Schwerkraft erzeugt), sollte die Höhe des "landwirtschaftlichen Abteils" 320 Meter und der Radius 224 Meter betragen.
Hinzu kommen die Mannschaftsunterkünfte, die öffentlichen Bereiche (wie das Esszimmer, das Fitnessstudio oder die medizinische Abteilung), die Flugkontrollräume, die Stromerzeuger und die Triebwerke, und der Raum (die Höhe) des Raumschiffs wird sich ungefähr verdoppeln. Die Weltraumarche wird ungefähr 650 Meter hoch und 450 Meter im Durchmesser sein.
Es wird jedoch immer noch weniger als der höchste der bereits gebauten Wolkenkratzer sein: Die Höhe des Burj Khalifa in Dubai beträgt 828 Meter. Zum Vergleich: Die Turmspitze des Ostankino-Turms beträgt 540 Meter, des Eiffelturms 324. Die ISS ist 73 Meter lang und 20 Meter hoch.
Nach Ansicht von Wissenschaftlern ist es jetzt am schwierigsten, die genaue benötigte Wassermenge zu berechnen. Nur zum Trinken braucht es fast eine halbe Million Liter. Und Sie müssen auch die Tiere gießen, die Ernte bewässern - und das Schiff verliert auf die eine oder andere Weise allmählich Wasser zusammen mit der Luft.
Dieses Problem sowie das Problem der genetischen Mutationen versprechen die Autoren von Heritage, in ihrer nächsten wissenschaftlichen Arbeit zu lösen.
Nikolay Voronin
