Фото: Nils Faber, Angelo Vermeulen
Космические планы

Ученые рассчитали минимальный размер межзвездного корабля

Группа ученых из разных стран опубликовала очередное исследование в серии работ, посвященный полету к другим солнечным системам. В прошлый раз они рассчитали минимальный экипаж для миссии к Проксиме Центавра b, в этот раз - параметры корабля для тысячелетней миссии.

Вселенная велика, и чтобы добраться до ближайшей солнечной системы Альфы Центавра, людям при нынешних технологиях понадобится приблизительно от 19 до 81 тысячи лет. Поэтому многие теоретики рекомендуют задуматься о создании космического корабля, рассчитанного на жизнь многих поколений будущих колонистов.

Строительство такого судна потребовало бы решения множества проблем, но для начала надо разобраться, насколько большим оно должно быть, чтобы обеспечить всем необходимым многие поколения экипажа, пишет Phys.org. Ученые исходили из того, что полет пройдет на средней скорости 200 км/с и продлится примерно 6300 лет.

Для расчетов Фредерику Марену из Астрономической обсерватории Страсбурга вновь пришлось использовать собственную разработку — программу Heritage, основанную на вероятностном коде Монте-Карло. В прошлый раз ученые установили, что для полета понадобится экипаж численностью не менее 98 человек, чтобы риск возникновения генетических отклонений и других негативных последствий скрещивания был минимальным. На этот раз ученые задались вопросом, чем кормить экипаж во время столь длительного полета.

Поскольку на такой срок никаких запасов пищи не хватит, космонавтам придется выращивать собственное пропитание. А это увеличивает важнейший параметр корабля — его размер и массу.

Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи учли массу переменных — рост и вес членов экипажа, изменение их численности вследствие беременности, бесплодия или выкидышей, потребности в калориях в зависимости от возраста, уровня активности и других медицинских показателей. Для вычисления скорости метаболизма они воспользовались уравнением Харриса — Бенедикта. Как только число калорий было установлено, они подсчитали, сколько пищи может производить гидропоника, геопоника и аэропоника в год на квадратный километр площади.

Для экипажа в 500 человек, живущего на сбалансированной диете, требуется 0,45 кв. км искусственной земли, чтобы выращивать все необходимые продукты — фрукты, овощи, крахмал, сахар, растительное масло, а также разводить скот, рыбу и пчел.

Исходя из этого Марен рассчитал радиус корабля с искусственной гравитацией — типа вращающегося цилиндра. При длине в 320 метров он должен составлять минимум 224 метра. Это, кстати, намного меньше, чем самые высокие здания на Земле.

Единственная проблема, которую осталось решить, по мнению Марена, это вода, которая нужна для питья, ирригации и поддержания гигиены. Одними методами рециркуляции тут не обойтись, считает он. Этот вопрос он планирует рассмотреть в следующем исследовании.

Возможно, такие длительные полеты — единственный шанс человечества вырваться из гравитационного колодца и достичь других звезд. Даже в теории путешествия на сверхсветовой скорости кажутся маловероятными, по крайней мере, в ближайшие тысячу лет.