Il n'y a pas de double sens, l'Univers est un endroit extrêmement grand! Et grâce aux limites imposées par la relativité restreinte, voyager jusqu'aux systèmes stellaires les plus proches pourrait prendre des millénaires. Comme nous l'avons abordé dans un article précédent, le temps de trajet estimé vers le système stellaire le plus proche (Alpha Centauri) pourrait prendre de 19 000 à 81 000 ans en utilisant des méthodes conventionnelles.
Pour cette raison, de nombreux théoriciens ont recommandé que l'humanité
L'étude, récemment publiée en ligne, était dirigée par le Dr Frédéric Marin de l'Observatoire astronomique de Strasbourg et le Dr Camille Beluffi, physicien des particules de la start-up scientifique Casc4de. Ils ont été rejoints par le Dr Rhys Taylor de l'Institut astronomique de l'Académie tchèque des sciences et le Dr Loic Grau de la société d'ingénierie structurelle Morphosense.
Leur étude est la dernière d'une série menée par le Dr Marin et le Dr Beluffi qui abordent les défis de l'envoi d'un vaisseau spatial multigénérationnel à un autre système stellaire. Dans une étude précédente, ils ont examiné la taille de l'équipage d'un navire de génération pour arriver à destination en bonne santé.
Ils l'ont fait en utilisant un logiciel de code numérique sur mesure développé par le Dr Marin lui-même connu sous le nom de HERITAGE. Dans une précédente interview avec le Dr Marin, il a décrit HERITAGE comme «un code Monte Carlo stochastique qui tient compte de tous les résultats possibles des simulations spatiales en testant chaque scénario randomisé pour la procréation, la vie et la mort».
À partir de leur analyse, ils ont déterminé qu'un minimum de 98 personnes seraient nécessaires pour accomplir une mission multigénérationnelle dans un autre système stellaire, sans risques de troubles génétiques et autres effets négatifs associés aux mariages mixtes. Pour cette étude, l'équipe a abordé la question tout aussi importante de la façon de nourrir l'équipage.
Étant donné que les stocks d'aliments séchés ne seraient pas une option viable, car ils se détérioreraient et se détérioreraient pendant les siècles pendant lesquels le navire était en transit, le navire et l'équipage devraient être équipés pour cultiver leur propre nourriture. Cela soulève la question de savoir combien d'espace serait nécessaire pour produire suffisamment de cultures pour nourrir une équipe importante.
En ce qui concerne les voyages dans l'espace, la taille du vaisseau spatial est un problème majeur. Comme le Dr Marin l'a expliqué à Space Magazine par courrier électronique:
«Plus le satellite est lourd, plus il est coûteux de le lancer dans l'espace. Ensuite, plus le vaisseau spatial sera grand / lourd, plus le système de propulsion sera compliqué et coûteux en ressources. En fait, la taille du vaisseau spatial contraindra de nombreux paramètres. Dans le cas d'un navire de génération, la quantité de nourriture que nous pouvons produire est directement liée à la surface à l'intérieur du navire. Cette zone est à son tour liée à la taille de la population à bord. La taille, la production alimentaire et la population sont en fait intrinsèquement liées. »
Pour répondre à cette question importante - «quelle taille doit avoir le navire?» - l'équipe s'est appuyée sur une version mise à jour du logiciel HERITAGE. Comme ils le déclarent dans leur étude, cette version «tient compte des caractéristiques biologiques dépendantes de l'âge telles que la taille et le poids, et des caractéristiques liées au nombre variable de colons, comme l'infertilité, la grossesse et les taux de fausses couches».
Au-delà de cela, l'équipe a également pris en compte les besoins caloriques de l'équipage afin de calculer la quantité de nourriture à produire par an. Pour ce faire, l'équipe a inclus des données anthropomorphiques dans ses simulations afin de déterminer la quantité de calories qui serait consommée en fonction de l'âge, du poids, de la taille, des niveaux d'activité et d'autres données médicales d'un passager.
"En utilisant l'équation de Harris-Benedict pour estimer le taux métabolique basal d'un individu, nous avons évalué combien de kilo-calories doivent être consommées par jour et par personne afin de maintenir un poids corporel idéal. Nous avons pris soin d'inclure des variations de poids et de taille pour tenir compte d'une population réaliste, y compris la corpulence lourde / légère et les personnes grandes / petites. Une fois les besoins caloriques estimés, nous avons calculé la quantité de techniques agricoles géoponiques, hydroponiques et aéroponiques pouvant produire par an par kilomètre carré. »
En comparant ces chiffres avec les techniques agricoles conventionnelles et modernes, ils nous permettent de prédire la quantité de terres artificielles qui devraient être allouées à l'agriculture à l'intérieur du navire. Ils ont ensuite basé leurs calculs globaux sur une vis relativement grande (500 personnes) et ont dérivé un chiffre global. Marin a expliqué:
«Nous avons constaté que, pour un équipage hétérogène, par exemple 500 personnes vivant avec une alimentation omnivore et équilibrée, 0,45 km² [0,17 mi²] de terres artificielles suffiraient pour cultiver toute la nourriture nécessaire en utilisant une combinaison d'aéroponie (pour les fruits , légumes, amidon, sucre et huile) et l'agriculture conventionnelle (pour la viande, le poisson, les produits laitiers et le miel). »
Ces valeurs fournissent également certaines contraintes architecturales pour la taille minimale du navire de génération lui-même. En supposant que le navire était conçu pour générer une gravité artificielle par la force centripète (c'est-à-dire un cylindre rotatif), le rayon devrait être d'au moins 224 mètres (735 pieds) de rayon et 320 mètres (1050 pieds) de longueur.
"Bien sûr, d'autres installations que l'agriculture sont nécessaires - habitation humaine, salles de contrôle, production d'électricité, masse de réaction et moteurs, ce qui rend le vaisseau spatial au moins deux fois plus grand", a ajouté le Dr Marin. "Fait intéressant, même si nous doublons la longueur du vaisseau spatial, nous trouvons une structure qui est encore plus petite que le plus haut bâtiment du monde - Burj Khalifa (828 m; 2716,5 pi)."
Pour les aficionados de l'exploration spatiale interstellaire et les planificateurs de mission, cette dernière étude (et d'autres de la série) est très importante, car elle fournit une image de plus en plus claire de ce à quoi ressemblerait l'architecture de mission d'un navire de génération. Au-delà de simples propositions théoriques de ce qui serait impliqué, ces études fournissent des chiffres réels avec lesquels les scientifiques pourraient travailler un jour.
Et comme l'a expliqué le Dr Marin, cela fait également apparaître un projet aussi grandiose (qui semble intimidant) beaucoup plus réalisable:
«Ce travail nous donne un aperçu de la possibilité réelle de créer des navires de génération. Nous sommes déjà capables de construire de si grandes structures sur Terre. Nous avons maintenant quantifié avec précision la taille de la surface dédiée à l'agriculture dans les navires de génération afin que la population puisse se nourrir lors de voyages de plusieurs siècles. »
Selon Marin, le seul problème qui reste à explorer est l'eau. Toute mission impliquant un grand équipage passant plus de quelques siècles dans l'espace interstellaire va avoir besoin de beaucoup d'eau pour boire, irriguer et assainir. Et il ne suffit pas de simplement compter sur des méthodes de recyclage pour assurer un approvisionnement régulier.
Cela, Marin indique, fera l'objet de leur prochaine étude. "Dans l'espace lointain (loin des planètes, des lunes ou des grands astéroïdes), l'eau pourrait être très difficile à collecter", a-t-il déclaré. «Alors les ressources à bord pourraient souffrir du manque d'eau. Nous devons consacrer nos futures enquêtes à résoudre ce problème. »
Comme pour la plupart des choses relatives à l'exploration de l'espace lointain ou à la colonisation d'autres mondes, la réponse à la question invariable ("peut-il être fait?") Est presque toujours la même - "Combien êtes-vous prêt à dépenser?" Il ne fait aucun doute qu'une mission interstellaire, quelle que soit sa forme, nécessiterait un engagement massif en termes de temps, d'énergie et de ressources.
Cela exigerait également que les gens soient prêts à risquer leur vie, de sorte que seules les personnes aventureuses pourraient postuler. Mais peut-être plus que tout, il aurait besoin de la volonté de le mener à bien. Sauf urgence ou extrême nécessité (c'est-à-dire que la planète Terre est vouée à l'échec), il est difficile d'imaginer que tous ces facteurs se rejoignent.
Cependant, savoir exactement combien cela nous coûtera en termes d'argent, de ressources et de temps pour monter un tel projet est une très bonne première étape. Ce n'est qu'alors que l'humanité pourra décider si elle est disposée à prendre cet engagement.
