لطالما حلمت البشرية بإرسال البشر إلى كواكب أخرى ، حتى قبل أن يصبح الطيران الفضائي الطاقم حقيقة. ومع اكتشاف آلاف الكواكب الخارجية في العقود الأخيرة ، ولا سيما تلك التي تدور حول أنظمة النجوم المجاورة (مثل Proxima b) ، يبدو هذا الحلم أقرب من أي وقت مضى إلى أن يصبح حقيقة. ولكن بالطبع ، يجب التغلب على الكثير من التحديات التقنية قبل أن نأمل في تصعيد مثل هذه المهمة.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب الإجابة على الكثير من الأسئلة. على سبيل المثال ، ما نوع السفينة التي يجب أن نرسلها إلى Proxima b أو الكواكب الخارجية القريبة الأخرى؟ وكم عدد الأشخاص الذين نحتاج إلى وضعهم على متن تلك السفينة؟ كان السؤال الأخير موضوع ورقة بحثية حديثة كتبها فريق من الباحثين الفرنسيين الذين قاموا بحساب الحد الأدنى من الأشخاص المطلوبين لضمان أن يتمكن طاقم صحي متعدد الأجيال من السفر إلى بروكسيما ب.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "حساب الحد الأدنى من الطاقم للسفر عبر الفضاء متعدد الأجيال نحو Proxima Centauri b" ، على الإنترنت مؤخرًا وسيتم نشرها قريبًا في مجلة جمعية الكواكب البريطانية. تم إجراؤها من قبل الدكتور فريدريك مارين ، عالم فيزياء فلكية من المرصد الفلكي في ستراسبورغ ، والدكتور كاميل بيلوفي ، فيزيائي الجسيمات الذي يعمل مع شركة Casc4de الناشئة العلمية.
كانت دراستهم هي الثانية في سلسلة من الأوراق التي تحاول تقييم جدوى رحلة بين النجوم إلى بروكسيما ب. كما نُشرت الدراسة الأولى بعنوان "التراث: رمز مونت كارلو لتقييم جدوى الرحلات بين النجوم باستخدام طاقم متعدد الأجيال" ، في عدد أغسطس 2017 من مجلة جمعية الكواكب البريطانية.
يبدأ دكتور مارين والدكتور بيلوفي آخر دراستهم من خلال النظر في المفاهيم المختلفة التي تم اقتراحها للقيام برحلة بين النجوم - تم استكشاف العديد منها في مقالة UT سابقة ، "كم من الوقت سيستغرق الوصول إلى أقرب نجم؟ ". وتشمل هذه الأساليب الأكثر تقليدية ، مثل الدفع بالنبض النووي (أي مشروع Orion) وصواريخ الاندماج (أي مشروع Daedalus) ، وكذلك المفهوم الأكثر حداثة من Breakthrough Starshot.
ومع ذلك ، لا تزال مثل هذه المهام بعيدة جدًا و / أو لا تنطوي على رحلات فضائية مأهولة بالطاقم (وهذا هو الحال مع Starshot). على هذا النحو ، أخذ الدكتور بيلوفي أيضًا في الاعتبار المهام التي سيتم إطلاقها في السنوات القادمة مثل مسبار باركر الشمسي التابع لناسا. سيصل هذا المسبار إلى سرعات مدارية قياسية تصل إلى 724،205 كم / ساعة ، والتي تعمل إلى حوالي 200 كم / ثانية (أو 0.067 ٪ من سرعة الضوء).
كما أخبر د. مارين مجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"هذا يعتمد بشكل كامل وبحت على التكنولوجيا المتاحة في وقت المهمة. إذا تم إنشاء مركبة فضائية في الوقت الحالي ، فلن نتمكن من الوصول إلى حوالي 200 كم / ثانية فقط ، وهو ما يُترجم إلى 6300 سنة من السفر. بالطبع تتحسن التكنولوجيا بمرور الوقت وبحلول الوقت الذي سيتم فيه إنشاء مشروع بين النجوم حقيقي ، يمكننا أن نتوقع تحسين المدة بأمر واحد ، أي 630 سنة. هذا أمر تخميني لأن التكنولوجيا لم يتم اختراعها بعد ".
مع تحديد خط الأساس للسرعة ووقت السفر - 200 كم / ثانية - و 6300 سنة - شرع الدكتور بيلوفي لتحديد الحد الأدنى من الأشخاص المطلوبين لضمان وصول طاقم صحي إلى بروكسيما ب. للقيام بذلك ، أجرى الزوج سلسلة من محاكاة مونت كارلو باستخدام رمز جديد تم إنشاؤه بواسطة الدكتور مارين نفسه. تأخذ هذه التقنية الحسابية في الحسبان أحداث الصدفة في صنع القرار لإنتاج توزيعات للنتائج المحتملة.
قال الدكتور مارين: "نحن نستخدم برنامجًا رقميًا جديدًا قمت بإنشائه". "إنه مسمى HERITAGE ، انظر الورقة الأولى من السلسلة. وهو مؤشر استوكاستيك مونت كارلو الذي يفسر جميع النتائج المحتملة لمحاكاة الفضاء من خلال اختبار كل سيناريو عشوائي للإنجاب والحياة والموت. من خلال تكرار المحاكاة آلاف المرات ، نحصل على قيم إحصائية تمثل رحلة فضائية حقيقية لطاقم متعدد الأجيال. تمثل الشفرة أكبر عدد ممكن من العوامل البيولوجية ويتم تطويرها حاليًا لتشمل المزيد والمزيد من الفيزياء ".
تشمل هذه العوامل البيولوجية أشياء مثل عدد النساء مقابل الرجال ، وأعمارهن ، ومتوسط العمر المتوقع ، ومعدلات الخصوبة ، ومعدلات المواليد ، والمدة التي سيتعين على الطاقم التكاثر فيها. كما أخذ في الاعتبار بعض الاحتمالات القصوى ، والتي تضمنت الحوادث والكوارث والأحداث الكارثية وعدد أفراد الطاقم المحتمل أن يتأثروا بها.
ثم قاموا بحساب متوسط نتائج هذه المحاكاة على مدى 100 رحلة بين النجوم بناءً على هذه العوامل المختلفة والقيم المختلفة لتحديد حجم الحد الأدنى من الطاقم. في النهاية ، خلص الدكتور Beluffi إلى أنه في ظل الظروف المحافظة ، ستكون هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 98 من أفراد الطاقم للحفاظ على رحلة متعددة الأجيال إلى أقرب نظام نجمي مع كوكب خارجي محتمل صالح للسكن.
أي أقل من ذلك ، واحتمال النجاح سينخفض إلى حد كبير. على سبيل المثال ، مع طاقم أولي مكون من 32 فردًا ، أشارت عمليات المحاكاة الخاصة بهم إلى أن فرص النجاح ستصل إلى 0 ٪ ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن مثل هذا المجتمع الصغير سيجعل التزاوج أمرًا لا مفر منه. في حين أن هذا الطاقم قد يصل في نهاية المطاف إلى Proxima b ، إلا أنهم لن يكونوا طاقمًا صحيًا وراثيًا ، وبالتالي ليس طريقة جيدة جدًا لبدء مستعمرة! كما أوضح الدكتور مارين:
"تسمح لنا عمليات المحاكاة الخاصة بنا بالتنبؤ بدقة كبيرة بالحجم الأدنى لطاقم العمل الأولي الذي سيتركه لرحلات فضائية تمتد لقرون. من خلال السماح للطاقم بالتطور بموجب قائمة من مبادئ الهندسة الاجتماعية التكيفية (أي التقييمات السنوية لسكان السفن ، وقيود النسل وقيود التربية) ، نوضح في هذه الورقة أنه من الممكن إنشاء والحفاظ على سكان أصحاء إلى أجل غير مسمى. "
في حين أن التكنولوجيا والموارد اللازمة للقيام برحلة بين النجوم لا تزال بعيدة ، فإن الدراسات من هذا النوع يمكن أن تكون ذات أهمية عميقة لتلك المهام - إذا ومتى حدثت. إن معرفة مقدما لنجاح مثل هذه المهمة ، وما الذي سيزيد من هذا الاحتمال لدرجة أن النجاح مضمون فعليا ، سيزيد أيضا من احتمال تثبيت مثل هذه المهام.
تعتبر هذه الدراسة والدراسة التي سبقتها مهمة أيضًا من حيث أنها الأولى التي تأخذ في الاعتبار العوامل البيولوجية الرئيسية (مثل الإنجاب) وكيف ستؤثر على طاقم متعدد الأجيال. كما استنتج الدكتور مارين:
"يهدف مشروعنا إلى توفير محاكاة واقعية للسفن الفضائية متعددة الأجيال من أجل إعداد استكشاف الفضاء في المستقبل ، في مشروع متعدد التخصصات يستخدم خبرة علماء الفيزياء وعلماء الفلك وعلماء الأنثروبولوجيا ومهندسي الصواريخ وعلماء الاجتماع وغيرهم الكثير. HERITAGE هو أول رمز مونت كارلو مخصص على الإطلاق لحساب التطور الاحتمالي لطاقم يعتمد على الأقارب على متن سفينة بين النجوم ، مما يسمح للمرء باستكشاف ما إذا كان طاقم من الحجم المقترح يمكنه البقاء لأجيال متعددة دون أي مخزون اصطناعي من المواد الوراثية الإضافية . يعد تحديد الحد الأدنى لحجم الطاقم خطوة أساسية في التحضير لأي مهمة متعددة الأجيال ، مما يؤثر على الموارد والميزانية المطلوبة لمثل هذا المسعى ولكن أيضًا مع الآثار المترتبة على العوامل الاجتماعية والأخلاقية والسياسية. علاوة على ذلك ، هذه العناصر ضرورية في دراسة إنشاء أي مستعمرة مكتفية ذاتيا - ليس فقط البشر الذين ينشئون مستوطنات كوكبية ، ولكن أيضًا مع تأثيرات أكثر فورية: على سبيل المثال ، إدارة الصحة الجينية للأنواع المهددة بالانقراض أو تخصيص الموارد في البيئات المقيدة. "
كما تم اقتباس الدكتورة مارين مؤخرًا في مقال نشر في المحادثة حول أهداف مشروعه والدكتور بيلوفي ، والتي تدور حول تحديد ما هو مطلوب لضمان صحة وسلامة الرحلات بين النجوم في المستقبل. كما قال في المقال:
"من بين 3757 كواكب خارجية تم اكتشافها ، يقع أقرب كوكب شبيه بالأرض على بعد 40 تريليون كيلومتر منّا. وبنسبة 1٪ من سرعة الضوء ، وهي أعلى بكثير من أعلى السرعات التي حققتها المركبات الفضائية الحديثة ، سيستغرق وصول السفن إلى وجهتها 422 سنة. إحدى النتائج المباشرة لهذا هو أن الرحلات بين النجوم لا يمكن تحقيقها في عمر الإنسان. يتطلب مهمة فضائية طويلة الأمد ، مما يتطلب إيجاد حل حيث يعيش الطاقم مئات السنين في الفضاء السحيق. هذا هو هدف مشروعنا: تحديد الحد الأدنى لحجم مهمة الفضاء ذاتية الاكتفاء ، طويلة الأمد ، من حيث الأجهزة والسكان. من خلال القيام بذلك ، نعتزم الحصول على تقديرات علمية دقيقة لمتطلبات السفر بين النجوم متعدد الأجيال ، وفتح مستقبل استكشاف الفضاء البشري ، والهجرة والسكن. "
في العقود المقبلة ، من المتوقع أن يكتشف الجيل التالي من المقاريب آلاف الكواكب الخارجية. ولكن الأهم من ذلك ، من المتوقع أيضًا أن تكشف هذه الأدوات عالية الدقة عن أشياء حول الكواكب الخارجية التي ستسمح لنا بتوصيفها. ستشمل هذه أطيافًا من الغلاف الجوي التي ستتيح للعلماء معرفة أكثر يقينًا إذا كانوا قابلين للسكن بالفعل.
مع المزيد من المرشحين للاختيار من بينها ، سنكون أكثر استعدادًا لليوم الذي يمكن فيه إطلاق الرحلات بين النجوم. عندما يحين ذلك الوقت ، سيكون علماءنا مسلحين بالمعلومات اللازمة لضمان أن الناس الذين يصلون سيكونون من البرد والقلب ، وعلى استعداد لمواجهة تحديات استكشاف عالم جديد!
