Александр Розов (alex_rozoff) wrote,
Александр Розов
alex_rozoff

Category:

Casc4de : расчет корабля поколений к Проксима-Центавра. Смешная тема из Меганезии.

Сначала - небольшая цитата из меганезийского цикла (Апостол Папуа и другие гуманисты. I), 2016 год.
Далее будет ясно, к чему это.
"...Хуан Ларосо снова поклонился, и пояснил:
- Я пока просто обрисовал ту социальную задачу, к решению которой стремится наш коллектив, созданный на атолле Нукутепи. Человек отличается от животного тем, что способен испытывать не только физическое сиюминутное удовольствие, но и счастье, индуцируемое предвидимым будущим. Своим будущим, и будущим детей, внуков, и последующих потомков, той космической расы людей, которую мы строим. На Земле перспективы людей ограничены, как сама Земля, а в космосе - безграничны, как сам космос. Отсюда следует, что счастье, оцениваемое по Бентаму, тоже безгранично. Мы сейчас только в начале пути, но перспектива, которую я нарисовал, очевидна.
- Очевидна для кого? – спросила Роми Фоккер.
- Для любого, - ответил Ларосо, - ведь я привел безупречную логическую цепочку.
- По ходу, я не любой, - сказал судья, - и, по ходу, в цепочке не хватает одного звена.
- Какого звена не хватает, ваша честь?
- Звездолета, вот какого! Где ваш звездолет, профессор?

- О, ваша честь, разумеется, вас, как инженера, в первую очередь интересует техника межзвездного перелета. Вы испытываете недоумение, глядя на скромные технические возможности нашего коллектива. Вы спрашиваете себя: «как эти безумцы, создающие сейчас лишь легкие морские парусники, намерены строить звездолет?».
- Нет, профессор! Я не себя спрашиваю, а вас! Как вы намерены строить звездолет?
- Я понимаю, ваша честь, что вопрос сложный. Я начну объяснение с двух постулатов, относящихся к технике, а вас, как инженера, я попрошу прокомментировать. Первый постулат таков: при современном уровне техники можно построить корабль, который разгонится до 5000 километров в секунду, и достигнет Тау Кита через 800 лет".
https://www.proza.ru/2016/09/24/1035

В книге "Апостол Папуа и другие гуманисты", профессор Хуан Ларосо был в чем-то гениальным, но изрядно неадекватным: у него наблюдалась парафрения, т.е. см:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Парафренический_синдром

Каково же было мое удивление, когда я увидел нечто подобное уже на полном серьезе, в научно-популярном разделе Би-Би-Си.

"Космический Ноев ковчег. Что нужно взять с собой для освоения новых миров?"
Николай Воронин
Корреспондент по вопросам науки
17 февраля 2019
https://www.bbc.com/russian/features-47228727
(Цитирую выборочно) "Рано или поздно человечеству придется покинуть Землю и отправиться на поиски нового дома - планеты с похожими условиями для жизни, - чтобы построить там новую цивилизацию.
Для такого масштабного путешествия людям надо будет построить своеобразный "Ноев ковчег" - космический корабль, способный пересечь галактику и доставить первых переселенцев к новому месту жительства, где бы оно ни находилось.
Сколько же по времени займет это великое переселение? И какого размера должен быть космический корабль, чтобы туда можно было взять не только "всякой твари по паре", но и всё необходимое для продолжения жизни и освоения нового мира?
Ответить на эти вопросы попыталась команда ученых из Франции и Чехии, запустив проект Heritage ("Наследие") и проведя необходимые расчеты.
...Если вылететь к Проксиме Центавра сегодня, до места назначения мы доберемся через тысячи лет (от 6 до 80 тысяч, если быть совсем точным)
...В любом случае, нам нужен корабль, на котором переселенцы смогут поколениями жить в межзвездном пространстве, чем-то при этом питаясь самостоятельно и снабжая энергией двигатели.
...По самым скромным и консервативным подсчетам исследователей, изначально колонизаторов должно быть 98 человек. Причем все 49 супружеских пар должны быть изначально отобраны по анализу ДНК, чтобы обеспечить максимальное генетическое разнообразие.
...Покинув Землю, 98 космических путешественников произведут на свет детей, а те - внуков, ещё при жизни первого поколения. Так что, судя по расчетам, максимальное население ковчега может достигать 500 человек.
...На удивление, с учетом использования современных технологий (например, аэропоники - то есть выращивания растений в воздушной среде, без использования почвы), чтобы прокормить 500 человек, вполне хватит половины квадратного километра (0,45 - если быть совсем точным).
...Если строить корабль в форме вращающегося цилиндра (чтобы центростремительная сила обеспечивала искусственную гравитацию), то высота "сельхозотсека" должна составить 320 метров, а радиус - 224 метра. Добавим к этому жилые каюты для экипажа, общие помещения (вроде столовой, тренажерного зала или медицинского отсека), залы управления полетом, генераторы энергии и двигатели - и площадь (высота) звездолета увеличится примерно вдвое. Космический ковчег окажется примерно 650 метров в высоту и 450 в диаметре."

Связанная статья:

НАСА: ближайшая к Земле экзопланета может быть пригодна для жизни
Николай Воронин
Корреспондент по вопросам науки и технологий
17 сентября 2018
https://www.bbc.com/russian/features-45549505

Некоторое время я блуждал по кустам в поисках первоисточников - кусты перечисляю ниже (с названиями статей):

Названы характеристики "корабля поколений" для межзвездного полета
Корреспондент.net, 11 февраля 2019, 15:46
https://korrespondent.net/tech/space/4063806-nazvany-kharakterystyky-korablia-pokolenyi-dlia-mezhzvezdnoho-poleta

Найден реальный способ долететь до других звезд
11 февраля 2019
https://lenta.ru/news/2019/02/11/interstellar/

To Start Life at The Nearest Star System, This Is How Big a Spaceship We Would Need
MATT WILLIAMS, UNIVERSE TODAY 11 FEB 2019
https://www.sciencealert.com/how-big-would-a-spacecraft-need-to-be-to-keep-a-crew-alive-to-travel-to-another-star

...Затем мне удалось выйти на самые ранние источники.

Computing the minimal crew for a multi-generational space travel towards Proxima Centauri b
F. Marin, C. Beluffi
(Submitted on 11 Jun 2018)
https://arxiv.org/abs/1806.03856

JUNE 14, 2018 BY MATT WILLIAMS
What’s the Minimum Number of People you Should Send in a Generational Ship to Proxima Centauri?
https://www.universetoday.com/139456/whats-the-minimum-number-of-people-you-should-send-in-a-generational-ship-to-proxima-centauri/

...А затем на источник с приличной репутацией: "MIT Technology_Review".
Журнал Массачусетского Технологического института - это внушает.
https://en.wikipedia.org/wiki/MIT_Technology_Review
Так что представляю любительский перевод статьи:
"This is how many people we’d have to send to Proxima Centauri to make sure someone actually arrives".

"Сколько людей нам нужно отправить в Проксиму Центавра, чтобы быть уверенными, что кто-то действительно прибудет?"
22 июня 2018
https://www.technologyreview.com/s/611485/this-is-how-many-people-wed-have-to-send-to-proxima-centauri-to-make-sure-someone-actually/
Поскольку для достижения ближайшей звезды к нашему Солнцу потребуется не менее 6300 лет, чтобы совершить поездку, достаточно мужчин и женщин, чтобы произвести много генетически здоровых поколений.
Если люди когда-либо будут колонизировать галактику, нам нужно будет совершить путешествие к ближайшей звезде с обитаемой планетой. В прошлом году астрономы подняли вопрос о том, что у нашего ближайшего соседа, Проксима Центавра, есть несколько потенциально обитаемых экзопланет, которые могли бы отвечать всем требованиям.
Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года от Земли, расстояние, на которое потребуется около 6300 лет, чтобы путешествовать с использованием современных технологий. Такая поездка займет много поколений. Действительно, большинство вовлеченных людей никогда не увидят Землю или ее экзопланетную копию. Эти люди должны будут размножаться друг с другом на протяжении всего пути таким образом, чтобы гарантировать прибытие здоровой команды к Проксима Центавра.
И это поднимает интересный вопрос. Какая наименьшая команда могла бы поддерживать генетически здоровую популяцию за этот период времени?
Сегодня мы получаем ответ благодаря работе Фредерика Марина в Страсбургском университете и Камиля Белуффи в исследовательской компании Casc4de, оба во Франции. Они рассчитали вероятность выживания для миссий различного размера и правил размножения, которые потребуются для достижения успеха.
Сначала немного предыстории. Космические ученые и инженеры изучили различные способы достижения ближайших звезд. Проблема, конечно, заключается в огромных расстояниях и сравнительно спокойных скоростях, которые могут выдерживать космические корабли.
Аполлон-11 путешествовал со скоростью около 40 000 километров в час, скорость, которая доставит его к Проксиме Центавра за 100 000 лет. Но с тех пор космические корабли стали быстрее. Solar Park Probe, который будет запущен в этом году, будет путешествовать со скоростью более 700 000 километров в час, что составляет около 0,067% скорости света.
Таким образом, Марин и Белуффи используют это как скорость, достижимую с помощью современных космических технологий сегодня. «На этой скорости межзвездному путешествию все еще потребуется около 6300 лет, чтобы достичь Проксимы Центавра b», - говорят они.
Выбор команды для такого многопоколенного космического путешествия был бы нелегким делом. Важные параметры включают начальное количество мужчин и женщин в команде, их возраст и ожидаемую продолжительность жизни, коэффициент бесплодия, максимальную вместимость судна и так далее. Также требуются правила, касающиеся возраста, в котором разрешено деторождение, насколько близкими могут быть родители, сколько детей они могут иметь и так далее.
После определения этих параметров их можно подключить к алгоритму под названием «HERITAGE», который имитирует миссию нескольких поколений. Во-первых, алгоритм создает команду с выбранными качествами. Затем он проходит через миссию, позволяя каждый год погибать в результате естественных и случайных смертей и проверяя, какие члены экипажа находятся в пределах разрешенного периода воспроизводства.
Затем он случайным образом связывает двух членов экипажа разных полов и оценивает, могут ли они иметь ребенка, исходя из показателей бесплодия, шансов на беременность и ограничений инбридинга. Если беременность считается жизнеспособной, алгоритм создает нового члена экипажа, а затем повторяет этот цикл до тех пор, пока экипаж не погибнет или не достигнет Проксимы Центавра через 6300 лет.
Каждая миссия также включает в себя какую-то катастрофу - чуму, столкновение или другое происшествие, которое уменьшает экипаж на треть.
Затем алгоритм повторяет каждую миссию 100 раз, чтобы определить вероятность того, что экипаж такого размера достигнет пункта назначения.
Ключевой вопрос заключается в том, какая степень инбридинга может быть разрешена. Марин и Белуффи измеряют это, используя шкалу, в которой разведение между идентичными близнецами регистрируется как 100 процентов; брат / сестра, отец / дочь или мать / сын - 25 процентов; дядя / племянница или тетя / племянник - 12,5 процента; и двоюродные братья составляют 6,25 процента.
Одним из вариантов является ограничение инбридинга менее чем на 5 процентов, поэтому партнеры должны иметь более отдаленные отношения, чем двоюродные братья и сестры. Другой вариант - указать, что партнеры вообще не могут быть связаны, так что инбридинг равен 0. Марин и Белуффи используют этот второй сценарий в своей имитации.
Затем алгоритм определяет вероятность успеха более 100 миссий для разных начальных размеров экипажа.
Результаты делают для интересного чтения. Алгоритм «HERITAGE» предсказывает, что первоначальный экипаж из 14 пар размножения имеет нулевой шанс достичь Проксимы Центавра. У такой небольшой группы недостаточно генетического разнообразия, чтобы выжить.
Исследователи наблюдали за животными, что генетическое разнообразие первоначальной популяции из 25 пар может сохраняться в течение неопределенного времени при тщательном разведении. Но когда алгоритм ««HERITAGE» использует это в качестве стартовой команды - 25 мужчин и 25 женщин - он предсказывает 50-процентную вероятность смерти до достижения цели. Это во многом из-за случайных событий, которые могут повлиять на такую ​​миссию.
Согласно «HERITAGE», шансы на успех не достигают 100 процентов, пока первоначальный экипаж не имеет 98 поселенцев или 49 пар размножения. «Затем мы можем заключить, что при параметрах, использованных для этих симуляций, необходим минимальный экипаж из 98 поселенцев для космического полета в несколько сотен лет в направлении Проксимы Центавра b», - говорят Марин и Белуффи."

Люди все это пишут всерьез - вот что поражает воображение и раздвигает границы того, что может оказаться в приличном как бы научно-популярном университетском журнале.

А ведь все начиналось почти 80 лет назад с научно-фантастического романа «Пасынки Вселенной» (Orphans of the Sky) Роберта Хайнлайна, первая публикация - 1941 год. По его сюжету, корабль поколений «Авангард», созданный за счет некого «Фонда Джордана» полетел в 2119 году к Проксиме Центавра, и по плану должен был достичь цели через 60 лет. Но что-то пошло не так.

Заметим: 60 лет, а не 6300 как в проекте Casc4de.
Рекорд длительности межзвездного полета корабля поколений: 500 лет (тоже к Проксиме Центавра), найден в НФ-романе «Плененная Вселенная» (Captive Universe) Гарри Гаррисона - 1969 год. Но там космический корабль был построен из астероида Эрос - путем его высверливания до состояния оболочки, внутри которой создавался целый мир наизнанку (вспомним "Массаракш" у А и Б Стругацких), а экипаж состоял из двух генетически модифицированных племен ацтекообразных индейцев.
Мой вариант: 800 лет - тау-китяне Меганезии и профессор Ларосо - стал в 2016 году новым рекордом.
Но теперь этот рекорд побит с колоссальным отрывом.
Длительность полета Casc4de заявлена 6300 лет! И позиционирована как будто даже не фантастика, а реальный проект для астронавтики (научный стартап, как сказано в некоторых цитирующих источниках).
Вдумаемся - 6300 лет.
Если отсчитать их назад от текущего момента, то нет еще ни Древнего Египта, ни Шумера.
А по Сибири и Аляске еще гуляют последние мамонты (они реально еще гуляли тогда)
https://planetguide.ru/krugosvetka/entry/992/
Вот такие дела...

Вместо эпилога:

Мы рождены, Хайнлайна сделать былью
Преодолеть пространство и простор
Нам разум дал...
(По мотивам "Авиамарша" Юлия Хайта и Павла Германа)
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 303 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →