В будущем, если верить писателям – фантастам и мечтателям, человечество отправится в путешествие за пределы Солнечной системы. Новая глава в истории человечества начнется в тогда, когда мы пролетим мимо пояса Койпера и подготовимся к тому, чтобы занять свое место в уравнении Дрейка (при одновременном разрешении парадокса Ферми). И мсожем долететь до звезд…
Скорее всего, первым пунктом назначения для экипажа миссии будет экзопланета Proxima Centauri b. Ее обнаружила в 2016 году Европейская Южная обсерватория. Есть несколько причин для посещения в первую очередь именно этого объекта. В том числе потому, что эта экзопланета немного больше, чем Земля. И находится в Зоне Златовласки главной звезды системы – Проксимы Центавра.
Основная причина для выбора такой цели состоит в том, что Proxima Centauri b является самой близкой на сегодняшний день обнаруженной экзопланетой к Земле. И все же расстояние до нее огромно. Proxima Centauri b находится от нас на расстоянии около 4,2 световых лет. Или 40 триллионов километров. И это расстояние нужно будет преодолеть в рамках одного очень долгого путешествия.
Долететь до звезд
Сколько времени оно займет? В недавно опубликованной статье Фредерика Марина из Страсбургского университета и французского астронома Камилла Белуффи это время оценивается в 6300 лет. Если исходить из прогнозируемой средней скорости полета в 200 километров в секунду.
Такой серьезный срок явно создаст некоторые проблемы для экипажа. Совершенно очевидно, что астронавты, которые впервые поднимутся на борт корабля, отправляющегося к Проксиме Центавра, не будут теми же, кто спустится по лестнице в точке назначения.
Люди, те что в конечном итоге прибудут в пункт назначения, будут потомками микросообщества. Которое жило, дышало, питалось, размножалось и рассказывало друг другу смешные истории, находясь в консервной банке, несущейся с безумной скоростью. Дольше, чем время, прошедшее между появление шумерской культуры и изобретением коммутатора Nintendo.
И это обстоятельство создаст целый ряд проблем, которые необходимо решить, прежде чем люди попытаются долететь до звезд. Любой космический аппарат ограничен по массе. Очевидно, что мега-корабли, такие, как изображенный в Звездных войнах Star Dreadnought с помещениями для размещения 50000 людей, никогда бы не смогли оторваться от Земли. Поэтому размер экипажа должен быть как можно меньшим.
Однако отправлять слишком маленький экипаж тоже не будет хорошим решением. Крайне важно, чтобы люди на борту межзвездного корабля имелись в достаточном количестве. они должны быть надлежащим образом сбалансированы по половому признаку. И должны быть достаточно далеко удалены друг от друга генетически. Для того, что бы их далекие внуки и правнуки к концу путешествия не имели все поголовно спортивные пальцы, косые глаза и склонность к игре на банджо.
Сколько нужно человек?
В своей работе, в настоящее время размещенной на сервере Arxiv и ожидающей экспертной оценки, Марин и Белуффи пытаются вычислить необходимое минимальное количество членов экипажа межзвездного космического корабля. Исследователи используют подход, известный как метод Монте-Карло.
Эта методика, широко используемая инвестиционными менеджерами и экономистами, включает в себя построение моделей для возможных результатов с использованием ряда значений для каждого фактора. Полученные числа проверяют еще много тысяч раз. Что приводит к вычислению распространения, показывающего наибольшие и наименее вероятные результаты.
Разумеется, достоверность модели зависит от достоверности данных, используемых ей. Поэтому Марин и Белуффи использовали максимально возможное количество реальных переменных. Прежде всего (и это очень важно) они предполагают, что инбридинг (близкородственное скрещивание) полностью запрещено. И не происходит. Затем ученые учли другие факторы, которые повлияют на здоровье и размер экипажа. Такие как ранняя смерть, болезни, мужское и женское бесплодие, ограничения в размножении. Все это необходимо для того, чтобы держать под контролем количество людей на борту.
Было обнаружено, что при использовании стартового экипажа, состоящего из 25 размножающихся пар, не удастся выполнить и половину миссии.
После анализа большого количества различных моделей, постепенно увеличивая количество исходных размножающихся пар, исследователи обнаружили, что 49 – 98 человек – это минимум, необходимый для того, чтобы получить 100% -ный шанс доставить на экзопланету генетически здоровых людей.
Мало данных
Это значительно больше, чем минимальное число, предложенное автором научной фантастики Нилом Стивенсоном в его романе 2015 года «Семиевие». Автор описал восстановление работоспособного, технологического человеческого общества через 5000 лет после его полного разрушения, которое было основано на тщательно спланированном использовании для изначального размножения всего семи женщин.
Несмотря на впечатляющую правдоподобность проведенного моделирования, Марин и Белуффи признают, что есть несколько важных переменных, которые необходимо учитывать в будущих симуляциях до того, как миссия на Proxima Centauri b может полностью справиться с поставленной перед ней задачей.
На протяжении многих тысячелетий, говорят они, такие факторы, как например, генетическая мутация, будут иметь серьезное значение. Также необходимо учитывать возможный вредный эффект от космического излучения. Разумеется, отмечают ученые, вполне возможно установить щит для защиты экипажа от таких лучей. Но за более чем шесть тысячелетий он вполне может пострадать или просто износиться.