No hay dos vías al respecto ¡el Universo es un lugar extremadamente grande! Y gracias a las limitaciones que nos impone la Relatividad Especial, viajar incluso a los sistemas estelares más cercanos podría llevar milenios. Como abordamos en un artículo anterior, el tiempo de viaje estimado al sistema estelar más cercano (Alpha Centauri) podría tomar entre 19, 000 a 81, 000 años utilizando métodos convencionales.

Por esta razón, muchos teóricos han recomendado que la humanidad confíe en naves generacionales para esparcir la semilla de la humanidad entre las estrellas. Naturalmente, tal proyecto presenta muchos desafíos, no es el menor de los cuales es el tamaño que debería tener una nave espacial para sostener una tripulación multigeneracional. En un nuevo estudio, de científicos internacionales abordaron esta misma pregunta y determinaron que se necesitaría mucho espacio interior.

El estudio, que apareció recientemente en línea, fue dirigido por el Dr. Frederic Marin del Observatorio Astronómico de Estrasburgo y Camille Beluffi, un físico de partículas con la empresa científica Casc4de. A ellos se unieron Rhys Taylor del Instituto Astronómico de la Academia Checa de Ciencias, y Loic Grau de la firma de ingeniería estructural Morphosense.

Su estudio es el último de una serie realizada por el Dr. Marin y Beluffi que aborda los desafíos de enviar una nave espacial multigeneracional a otro sistema estelar. En un estudio anterior, abordaron el tamaño de la tripulación de un barco de generación para llegar a su destino con buena salud.

Lo hicieron utilizando un software de código numérico hecho a medida desarrollado por el propio Dr. Marin conocido como HERITAGE. En una entrevista anterior con el Dr. Marin, describió HERITAGE como "un código estocástico de Monte Carlo que da cuenta de todos los resultados posibles de las simulaciones espaciales al probar cada escenario aleatorio para la procreación, vida y muerte."

De su análisis, determinaron que se necesitaría un mínimo de 98 personas para lograr una misión multigeneracional a otro sistema estelar, sin riesgos de trastornos genéticos y otros efectos negativos asociados con los matrimonios mixtos. Para este estudio, el equipo abordó la cuestión igualmente importante de cómo alimentar a la tripulación.

Dado que las existencias de alimentos secos no serían una opción viable, ya que se deteriorarían y descompondrían durante los siglos que el barco estuvo en tránsito, el barco y la tripulación tendrían que estar equipados para cultivar sus propios alimentos. Esto plantea la pregunta, ¿Cuánto espacio se necesitaría para producir suficientes cultivos para mantener alimentada a una tripulación considerable?

Cuando se trata de viajes espaciales, el tamaño de la nave espacial es un problema importante. Como explicó el Dr. Marin a Universe Today por correo electrónico:

"Cuanto más pesado es el satélite, más caro es lanzarlo al espacio. Luego, cuanto más grande / pesada sea la nave espacial, cuanto más complicado y costoso será el sistema de propulsión. De hecho, el tamaño de la nave espacial limitará muchos parámetros. En el caso de una nave de generación, la cantidad de alimentos que podemos producir está directamente relacionada con la superficie del interior del barco. Esta área es, Sucesivamente, relacionado con el tamaño de la población a bordo. Tamaño, de hecho, la producción de alimentos y la población están intrínsecamente conectadas ".

Para abordar esta importante pregunta:"¿Qué tan grande debe ser el barco?" - el equipo se basó en una versión actualizada del software HERITAGE. Como afirman en su estudio, esta versión "tiene en cuenta las características biológicas dependientes de la edad, como la altura y el peso, y características relacionadas con el número variable de colonos, como la infertilidad, tasas de embarazo y aborto espontáneo ".

Más allá de esto, el equipo también tuvo en cuenta las necesidades calóricas de la tripulación para calcular cuánta comida se necesitaría producir por año. Para lograr esto, el equipo incluyó datos antropomórficos en sus simulaciones para determinar cuántas calorías se consumirían en función de la edad de un pasajero, peso, altura, niveles de actividad, y otros datos médicos.

"Usando la ecuación de Harris-Benedict para estimar la tasa metabólica basal de un individuo, Evaluamos cuántas kilocalorías deben consumirse por día por persona para mantener el peso corporal ideal. Nos encargamos de incluir variaciones de peso y altura para tener en cuenta una población realista, incluyendo corpulencia pesada / ligera y personas altas / pequeñas. Una vez estimado el requerimiento calórico, calculamos la cantidad de geoponía alimentaria, Las técnicas de cultivo hidroponía y aeroponía podrían producir por año por kilómetro cuadrado ".

Al comparar estos números con las técnicas agrícolas convencionales y modernas, ellos somos capaces de predecir la cantidad de tierra artificial que tendría que destinarse a la agricultura dentro de la embarcación. Luego, basaron sus cálculos generales en un tornillo relativamente grande (500 personas) y obtuvieron una cifra general. Como explicó el Dr. Marin:

"Encontramos eso, para una tripulación heterogénea de, p.ej., 500 personas que viven en un omnívoro, dieta equilibrada, 0.45 km² [0.17 mi²] de tierra artificial serían suficientes para cultivar todos los alimentos necesarios utilizando una combinación de aeroponía (para frutas, verduras, almidón, azúcar, y aceite) y agricultura convencional (para carne, pez, lácteos, y miel) ".

Estos valores también proporcionan algunas restricciones arquitectónicas para el tamaño mínimo del propio barco de generación. Suponiendo que la nave fue diseñada para generar gravedad artificial por fuerza centrípeta (es decir, un cilindro giratorio), necesitaría un mínimo de aproximadamente 224 metros (735 pies) de radio y 320 metros (1050 pies) de longitud.

"Por supuesto, son necesarias otras instalaciones además de la agricultura:habitación humana, salas de control, generación de energía, masa de reacción y motores, que hacen que la nave espacial sea al menos dos veces más grande, "El Dr. Marin agregó." Curiosamente, incluso si duplicamos la longitud de la nave espacial, encontramos una estructura que es todavía más pequeña que el edificio más alto del mundo:Burj Khalifa (828 m; 2716,5 pies) ".

Para los aficionados a la exploración espacial interestelar, y planificadores de misiones, este último estudio (y otros de la serie) son muy significativos, en el sentido de que proporcionan una imagen cada vez más clara de cómo sería la arquitectura de la misión de una nave de generación. Más allá de las proposiciones meramente teóricas de lo que estaría involucrado, estos estudios proporcionan cifras reales con las que los científicos podrían trabajar algún día.

Y como explicó el Dr. Marin, También hace que un proyecto tan grandioso (que parece desalentador a primera vista) parezca mucho más factible:

"Este trabajo nos da una idea de la posibilidad real de crear naves de generación. Ya somos capaces de construir estructuras tan grandes en la Tierra. Ahora hemos cuantificado con precisión qué tan grande debería ser la superficie dedicada a la agricultura en naves de generación para que la población puede alimentarse durante viajes de siglos ".

Según Marin, el único tema que queda por explorar es el agua. Cualquier misión que involucre a una gran tripulación que pase más de unos pocos siglos en el espacio interestelar necesitará mucha agua para beber. riego, y saneamiento. Y no es suficiente confiar simplemente en métodos de reciclaje para garantizar un suministro constante.

Esta, Marin indica, será el tema de su próximo estudio. "En el espacio profundo (lejos de los planetas, lunas o grandes asteroides), el agua puede ser muy difícil de recolectar, ", dijo." Entonces los recursos a bordo podrían verse afectados por la falta de agua. Debemos dedicar nuestras futuras investigaciones a solucionar este problema ".

Como ocurre con la mayoría de las cosas relacionadas con la exploración del espacio profundo o la colonización de otros mundos, la respuesta a la pregunta invariable ("¿se puede hacer?") es casi siempre la misma:"¿Cuánto está dispuesto a gastar?" No hay duda de que una misión interestelar, independientemente de la forma que adopte, would require a massive commitment in terms of time, energía, and resources.

It would also require that people be willing to risk their lives, so only adventurous people would apply. But perhaps most of all, it would need the will to see it through. Barring urgency or extreme necessity (i.e. planet Earth is doomed), it's hard to imagine all of these factors coming together.

Sin embargo, knowing exactly how much it will cost us in terms of money, resources and time to mount such a project is a very good first step. Only then can humanity decide if they are willing to make the commitment.