Как ще се изхранват хората, пътуващи в дълбокия космос 6300 години?
Европейски учени пресметнаха количеството пространство на борда, належащо за изхранване на екипаж на транспортен съд с доста генерации – едно от многото провокации за бъдещи пътувания до планети, които се намират отвън Слънчевата система.
„ С нашата модерна технология не е допустимо да се стигне до екзопланета за по-малко от няколко епохи пътешестване “, изяснява Фредерик Марин, астроном от астрономическата обсерватория в Страсбург, Франция, който управлява изследването.
За да се доближи даже до най-близката екзопланета – Проксима Кентавър б (Proxima Centauri b) – при днешната технология ще са нужни към 6300 години.
Това е надалеч оттатък продължителността на живота на всеки астронавт, тъй че такива галактически кораби би трябвало да бъдат обитаеми с доста генерации.
„ Първоначалното население пътешественици ще остарее и ще почине “, споделя Марин, „ оставяйки потомците си да продължат да пътуват “.
Марин и екипът му се интересуват от това, по какъв начин човешките популации могат да се развиват и да оцелеят в лимитираната на запаси среда на пространството – изключително когато пътуването е еднопосочно.
По-рано те изчисляваха минималния размер на първичния екипаж, с цел да подсигуряват, че техните потомци ще дойдат на другия край без генетични нарушавания. Оказа се, че единствено 98 членове на екипажа са нужни, с цел да обезпечат 100% триумф за пътешестване от 6300 години.
Но по какъв начин да храните този екип в продължение на хилядолетия?
Сухите хранителни ресурси не са алтернатива, тъй като те биха заели прекалено много място, а и витамините им ще се влошат с времето. Понастоящем космонавтите на МКС употребяват към 1,8 кг пакетирани храни дневно. Да се хранят екипажите по този метод в продължение на епохи ще добави милиони тонове товари и просто не е допустимо.
Най-добрият и най-очевиден вид е да се отглеждат култури и животни на борда на кораба – всъщност, да се ръководи плантация. Това освен ще създава пресни храни, само че и ще рециклира хранителни субстанции и фекалии, ще генерира О2 и непрестанно ще пречиства въздуха – трансформирайки галактическия транспортен съд в затворена екологична система.
Системите за галактическо земеделие към този момент се тестват. Оранжерията „ Лада “ на МКС от 2002 година отглежда растения в изискванията на микрогравитация.
Но галактическите кораби имат лимитирано пространство, тъй че какъв брой от него ще би трябвало да бъде отделено на земеделието?
Марин и сътрудниците му употребяват дигитален код, наименуван HERITAGE, с цел да се оправят с отговора. Те правят оценка годишния калориен банкет на екипажа на борда, след което комбинират това с параметри, избрани от актуалните техники за земеделие, с цел да предскажат размера на нужното пространство.
Оказва се, че единствено 450 квадратни метра биха били задоволителни, с цел да изхранват екипаж от 500 души с разнообразни диети. Това допуска, че плодовете, зеленчуците, нишестето, захарта и мазнините ще се създават благодарение на аеропоника, техника които разрешава растенията да порастват без почва, до момента в който стандартното земеделие ще създава месо, риба, млечни артикули и даже мед.
Марин споделя, че този размер е съпоставим с прогнозата на Организацията на Организация на обединените нации за Прехрана и земеделие, която гласи, че половин хектар (1 хектар = 10 000 m2, те.е. 5000m2) земя на човек е минималното количество земеделска земя, нужна за устойчива продоволствена сигурност, с диета, включваща и месо.
„ Резултатите ни отиват по-далеч от включването на аеропоника и отчитане на резултата на микрогравитацията “, споделя Марин.
Майк Диксън, самостоятелен откривател в Центъра за проучване на системите за следена околна среда в Университета Гуелф (Guelph) в Канада, показва, че предходните изследвания са намерили метод за по-малки условия за земя на човек. Само 75 квадратни метра на човек са нужни съгласно Диксън, като те ще бъдат „ задоволителни, с цел да обезпечат обикновено хранене и всички функционалности на вегетарианец. Те ще са задоволителни и за поддържане на живота, най-много преработването на вода, производството на O2 и пречистването на CO2, като са повече от два пъти по-високи от потребния за човешки живот растителен материал “.
По-голям проблем би било условие за производството на месни храни, което, споделя Диксън, „ наподобява малко прекомерно “.
Според Бриардо Льоренте, биолог от университета Macquarie в Австралия, който не взе участие в изследването, „ в бъдеще най-вероятно ще развием култури, а също и храни на основата на микроби, с цел да сменяем напълно производството на храни от скотски генезис. Заместването на „ хранителен скотски протеин “ с инженерни растения и микроби е фактически допустимо и предвидимо. ”
Той показва също, че сега се създават все по-продуктивни култури.
„ Би било забавно да се видят оценки, които да вземат под внимание това, което ще бъдат културите на бъдещето “, споделя той.
Площта на земята не е единственият проблем, пред който е изправено производството на храни в галактически транспортен съд. Растенията са посочили, че порастват по-бавно в пространството. Въпреки че осветлението, температурата, влажността и въглеродният диоксид на Земята могат да бъдат имитирани, гравитацията и радиацията са по-трудни за надзор и към момента въздействието им не е необятно проучено.
„ Изглежда, че би трябвало да научим повече за това по какъв начин растенията – и хората – могат да се оправят с радиационните вреди, дружно с няколко други неща, като да вземем за пример въздействието на микрогравитацията, преди да планираме дълго пътешестване “, споделя Рупеш Паудиел, академик биолог от Университета на Лийдс във Англия, който също не взе участие в изследването.
Той прибавя, че „ ние също би трябвало да обмислим от кое място растенията ще получат азот и фосфор и други жизненоважни хранителни субстанции. Тези основни хранителни субстанции са от значително значение за растенията и те не са в положение да си ги доставят, а при далечните галактически пътувания би трябвало да обмислим, по какъв начин те могат да запазят постоянното си доставяне, с цел да може растението да продължи да пораства.
Това ново проучване също не визира допустимо най-важното условие за живот – водата. Храната може да бъде по-лесния проблем, само че основаването на резистентен воден цикъл на галактически транспортен съд е доста по-сложно. Това е проблем, който Марин и екипът му се надяват да прегледат в бъдеще.
И въпреки всичко никоя оценка не е съвършена, а Марин и неговият екип се оправят релативно добре. Цифровият инструмент, употребен за осъществяване на тези калкулации, HERITAGE, е изключително забавен. Той е първият по рода си код, напълно фокусиран върху мулти-поколения населяващи и пътуващи с кораби, като изследва тяхната математическа, биологична, демографска и статистическа изпълнимост.
“Кодът съдържа доста биологични, демографски, антропологични, физически и химически данни, които са били деликатно събрани от науките за човечеството, както и от изследванията правени на МКС ”, изяснява Марин.
Те употребяват метода на Монте Карло, математически метод, който употребява повтаряща се инцидентна извадка за тестване на всички вероятни резултати от сюжета – като да вземем за пример еволюцията на галактическия екипаж през поколенията.
В това изследване Марин и екипът реализират резултатите на направените прогнози повтаряйки модела хиляда пъти, което е еквивалент на преструване на условията на един милион души.
„ Има още доста стъпки, които би трябвало да се подхващат, с цел да се обезпечи реалистична симулация на кораби предопределени за доста генерации “, споделя Марин.
Като последваща цел, той и неговият екип се стремят да включат по-сложни модели, взимащи поради да вземем за пример генетиката и разновидностите на поколенията в космоса.
