메인 천문학Proxima Centauri에 세대 선박으로 보내야하는 최소 인원은 몇 명입니까?

Proxima Centauri에 세대 선박으로 보내야하는 최소 인원은 몇 명입니까?

천문학 : Proxima Centauri에 세대 선박으로 보내야하는 최소 인원은 몇 명입니까?

인류는 우주 비행사가 현실화되기 전에도 오랫동안 다른 행성으로 인간을 보내는 꿈을 꾸었습니다. 그리고 최근 수십 년 동안 수천 개의 외계 행성, 특히 Proxima b와 같은 인접 별 시스템 내에서 궤도를 돌고있는 외계 행성이 발견되면서 그 꿈은 그 어느 때보 다 현실에 가깝게 보입니다. 그러나 물론 이러한 미션을 수행하기 위해서는 많은 기술적 과제를 극복해야합니다.

또한 많은 질문에 대답해야합니다. 예를 들어, 어떤 종류의 선박을 Proxima b 또는 다른 인근 외계 행성으로 보내야합니까? 그리고 그 배에 얼마나 많은 사람들을 배치해야합니까? 후자의 질문은 건강한 다세대 승무원이 Proxima b로 여행 할 수 있도록하기 위해 필요한 최소한의 인원을 계산 한 프랑스 연구팀이 작성한 최근 논문의 주제였습니다.

“Proxima Centauri b를 향한 다세대 우주 여행을위한 최소 승무원 컴퓨팅”이라는 제목의 연구는 최근에 온라인으로 게재되었으며 곧 British Interplanetary Society 저널에 발표 될 예정입니다. 그것은 스트라스부르 천문대 천문학 자 프레데릭 마린 박사와 과학 스타트 업인 Casc4de와 함께 일하는 입자 물리학 자 카밀 벨 루피 박사에 의해 수행되었습니다.

원자력 우주선을위한 Project Orion 개념. 크레딧 : silodrome.co

그들의 연구는 일련의 논문 중 두 번째로 Proxima에 대한 항성 간 항해의 생존 가능성을 평가하려고 시도했다. “HERITAGE : 다세대 승무원을 이용한 성간 여행의 생존 가능성을 평가하기위한 몬테카를로 코드”라는 제목의 첫 번째 연구 는 British Interplanetary Society 저널의 2017 년 8 월호에 게재되었습니다 .

Marin 박사와 Beluffi 박사는 성간 여행을 위해 제안 된 다양한 개념을 고려하여 최신 연구를 시작합니다. 그 중 많은 것이 이전 UT 기사 인“가장 가까운 별을 찾는 데 얼마나 걸립니까? “. 여기에는 핵 펄스 추진 (예 : 오리온 프로젝트) 및 핵융합 로켓 (예 : 대달 루스 프로젝트)과 같은보다 전통적인 접근 방식과보다 현대적인 혁신적인 스타 샷 개념이 포함됩니다.

그러나 이러한 임무는 여전히 먼 길을 떠나거나 우주 비행사 (Starshot의 경우)와 관련이 없습니다. 마린 박사와 벨 루피 박사는 NASA의 Parker Solar Probe와 같이 앞으로 몇 년 안에 발사 될 미션도 고려했습니다. 이 프로브는 최대 724, 205km / h의 기록적인 궤도 속도에 도달하여 약 200km / s-¹ (또는 광속의 0.067 %)에 달합니다.

마린 박사가 이메일로 Universe Today에 다음과 같이 말했습니다.

“이는 순전히 전적으로 사용 가능한 기술에 전적으로 의존합니다. 우리가 지금 우주선을 만들면 약 200km / s에 도달 할 수 있으며 이는 6300 년의 여행으로 해석됩니다. 물론 기술은 시간이 지남에 따라 향상되고 있으며 실제 성간 프로젝트가 만들어 질 때까지 우리는 지속 시간을 1 배, 즉 630 년까지 향상시킬 것으로 기대할 수 있습니다. 이것은 아직 발명되지 않은 기술로서 투기 적이다.”

연료가 완전히 공급되면 60, 000 톤에 달하는 대달 루스는 토성 V 로켓도 왜소하게 만들었습니다. 크레딧 : Adrian Mann

속도와 이동 시간에 대한 기준 (200km / s-¹ 및 6300 년)이 확립 된 Dr. Marin과 Dr. Beluffi는 건강한 승무원이 Proxima에 도착하는 데 필요한 최소 인원을 결정했습니다. b. 이를 위해 두 사람은 Marin 박사가 만든 새로운 코드를 사용하여 일련의 Monte Carlo 시뮬레이션을 수행했습니다. 이 수학적 기법은 가능한 결과의 분포를 생성하기위한 의사 결정시 우연 이벤트를 고려합니다.

Marin 박사는“우리는 내가 만든 새로운 수치 소프트웨어를 사용하고 있습니다. “헤리티지로 명명되었습니다. 시리즈의 첫 번째 논문을 참조하십시오. 확률 론적 몬테카를로 코드는 모든 무작위 시나리오를 생성, 삶, 죽음에 대해 테스트함으로써 가능한 모든 공간 시뮬레이션 결과를 설명합니다. 시뮬레이션을 수천 번 반복함으로써 우리는 다세대 승무원의 실제 우주 여행을 나타내는 통계 값을 얻습니다. 이 코드는 가능한 많은 생물학적 요소를 설명하며 현재 점점 더 많은 물리학을 포함하도록 개발되고 있습니다.”

이러한 생물학적 요인에는 여성 대 남성의 수, 각 연령, 기대 수명, 출산율, 출생률 및 승무원 생식 기간 등이 포함됩니다. 또한 사고, 재난, 치명적인 사건, 그리고 그로 인해 영향을받을 수있는 승무원 수 등 극한의 가능성을 고려했습니다.

그런 다음 이러한 다양한 요인과 다른 값을 기반으로 100 개의 성간 이동을 통해 이러한 시뮬레이션 결과를 평균화하여 최소 승무원의 크기를 결정했습니다. 결국, Marin 박사와 Beluffi 박사는 보수적 인 조건 하에서 잠재적으로 거주 가능한 외계 행성을 가진 가장 가까운 별 시스템으로 다세대 항해를 유지하기 위해 최소 98 명의 승무원이 필요하다고 결론 지었다.

태양에 접근하는 Parker Solar Probe 우주선의 그림. 학점 : Johns Hopkins University 응용 물리 연구소

그보다 적 으면 성공 가능성은 상당히 떨어집니다. 예를 들어, 초기 승무원 32 명을 대상으로 한 시뮬레이션에 따르면 성공 가능성은 0 %에 달할 것입니다. 이러한 소규모 커뮤니티는 근친 교배가 불가피하기 때문입니다. 이 승무원은 결국 Proxima b에 도착할 수 있지만, 유 전적으로 건강한 승무원은 아니므로 식민지를 시작하는 좋은 방법이 아닙니다! 마린 박사가 설명했듯이 :

“우리의 시뮬레이션을 통해 수세기 동안 우주 여행을 떠날 초기 승무원의 최소 크기를 매우 정확하게 예측할 수 있습니다. 승무원이 적응 형 사회 공학 원칙 (즉, 해마다 선박 인구, 자손 제한 및 번식 제한에 대한 평가) 목록 아래에서 진화 할 수있게함으로써 본 논문에서는 건강한 인구를 사실상 무기한으로 생성하고 유지할 수 있음을 보여줍니다. "

성간 항해를하는 데 필요한 기술과 자원은 여전히 ​​세대가 아니지만, 이러한 종류의 연구는 그러한 임무가 언제 그리고 언제 발생하는지에 대해 중대한 의미를 가질 수 있습니다. 그러한 임무가 성공할 가능성을 미리 알고 성공이 사실상 보장 될 정도로 그 가능성을 증가시키는 것 또한 그러한 임무가 수행 될 가능성을 증가시킬 것입니다.

이 연구와 그 이전의 연구는 또한 그들이 중요한 생물학적 요인 (생식과 같은)을 처음으로 고려하고 이들이 다세대 승무원에게 미치는 영향을 고려한다는 점에서 중요하다. 마린 박사가 결론을 내린대로 :

우리의 프로젝트는 물리학 자, 천문학 자, 인류 학자, 로켓 엔지니어, 사회 학자 및 많은 다른 사람들의 전문 지식을 활용하는 다 분야 프로젝트에서 미래 우주 탐사를 준비하기 위해 다세대 우주선의 현실적인 시뮬레이션을 제공하는 것을 목표로합니다. HERITAGE는 성간 우주선에 탑승 한 친척의 승무원의 확률 적 진화를 계산하는 최초의 전용 Monte Carlo 코드로, 제안 된 크기의 승무원이 추가 유전 물질의 인공 재고없이 여러 세대 동안 생존 할 수 있는지 여부를 탐색 할 수 있습니다. . 승무원의 최소 규모를 결정하는 것은 모든 세대의 임무를 준비하는 데 필수적인 단계이며, 그러한 노력에 필요한 자원과 예산에 영향을 미치며 사회, 윤리 및 정치적 요인에 영향을 미칩니다. 또한, 이러한 요소는 행성 정착촌을 설립하는 인간뿐만 아니라 멸종 위기에 처한 종의 유전 건강 관리 또는 제한적인 환경에서의 자원 할당과 같은보다 즉각적인 영향을 미치는 자립 식 식민지의 생성을 조사하는 데 필수적입니다.

획기적인 재단이 후원하는 이니셔티브 인 Project Starshot은 인류의 최초의 성간 항해를위한 것입니다. 크레딧 : breakthroughinitiatives.org

마린 박사는 최근 The Conversation 의 기사에서 벨 푸티 박사 프로젝트의 목표에 대해 인용했습니다. 프로젝트는 미래의 성간 보이저의 건강과 안전을 보장하는 데 필요한 것을 결정하는 것입니다. 그가 기사에서 말했듯이 :

발견 된 3757 개의 외계 행성 중 가장 가까운 지구와 같은 행성은 우리로부터 40 조 킬로미터에 있습니다. 최첨단 우주선이 달성 한 최고 속도보다 훨씬 뛰어난 광속의 1 %에서 선박이 목적지에 도달하는 데 여전히 422 년이 걸립니다. 이것의 즉각적인 결과 중 하나는 성간 항해는 인간의 수명 안에서 달성 될 수 없다는 것입니다. 오랜 우주 비행선 임무가 필요하기 때문에 승무원이 수백 년 동안 우주에서 생존 할 수있는 솔루션을 찾아야합니다. 이것이 우리 프로젝트의 목표입니다. 하드웨어와 인구 측면에서 자체 지속 형, 장기간 우주 임무의 최소 크기를 설정하는 것입니다. 그렇게함으로써, 우리는 인간 세대의 우주 탐사, 이주 및 거주의 미래를 여는 다세대 성간 여행에 대한 요구 사항에 대해 과학적으로 정확한 추정치를 얻으려고합니다.

향후 수십 년 동안 차세대 망원경은 수천 개의 외계 행성을 발견 할 것으로 예상됩니다. 그러나 더 중요한 것은, 이러한 고해상도 기기는 또한 우리가 그것들을 특성화 할 수있게 해주는 외계 행성에 관한 것들을 보여줄 것으로 기대됩니다. 여기에는 과학자들이 실제로 거주 가능하다면 더 확실하게 알릴 수있는 대기의 스펙트럼이 포함됩니다.

더 많은 후보자를 선택할 수 있기 때문에 우리는 항성 간 항해가 시작될 수있는 날을 위해 더욱 준비 될 것입니다. 그때가되면, 우리 과학자들은 도착하는 사람들이 우박과 정성을 다하고 새로운 세계를 탐험하는 도전에 대처할 준비를 갖추기 위해 필요한 정보를 갖추게됩니다!

더 읽을 거리 : arXiv, arXiv (2), The Conversation

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