Torej hočeš kolonizirati Mars, kaj? No, Mars je daleč stran, in da bi kolonija delovala tako daleč od zemeljske podpore, je treba stvari zelo skrbno premisliti. Vključno s tem, koliko ljudi je potrebnih za delovanje.
Nova študija določa, da je najmanjše število naseljencev 110.
Nova študija ima naslov ' Najmanjše število naseljencev za preživetje na drugem planetu .” Avtor je Jean-Marc Salotti, profesor na Bordeaux Institutu National Polytechnique. Njegov prispevek je objavljen v Nature: Scientific Reports.
Očitno je treba veliko razmišljati, ko gre za kakršno koli trajno prisotnost na drugem planetu. Kako se bodo ljudje organizirali? Kakšno opremo bodo prinesli? Kako bodo pridobivali vire in situ? Kakšne veščine so potrebne?
Ta vprašanja so bila seveda obravnavana že prej in v tem poročilu Salotti pravi, da »Uporaba in situvirov in predlagane so bile različne družbene organizacije, vendar je še vedno slabo razumevanje spremenljivk problema.'
Vemo, da je voda na voljo na Marsu, v polarnih regijah in pod površjem. To so prejšnje in poznejše slike HiRISE svežega meteoritnega kraterja s premerom 12 metrov ali 40 čevljev, ki se nahaja znotraj Arcadia Planitia na Marsu. Prikazujejo, kako je vodni led, izkopan v kraterju, sčasoma zbledel. Slike s premerom 35 metrov ali 115 čevljev so bile posnete novembra 2008 in januarja 2009. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/Univerza v Arizoni
Ta študija se večinoma osredotoča na eno vprašanje: koliko ljudi bo sprejelo? Salotti piše: »Tukaj pokažem, da je mogoče uporabiti matematični model za določitev minimalnega števila naseljencev in načina življenja za preživetje na drugem planetu, na podlagi Marsa kot primera.
Veliko razmišljanja je bilo vloženega v kolonizacijo Marsa. SpaceX pravi, da so jih predlagali medplanetarno vesoljsko plovilo lahko na Mars odpelje 100 ljudi. Musk je govoril o gradnji njihove flote, tako da bo na Mars nenehen pretok virov. Toda ali je to realno? 'Vendar,' piše Salotti, 'je to optimistična ocena zmogljivosti, izvedljivost ponovne uporabe ostaja negotova in usposobljenost vozila za pristanek na Marsu in ponovni zagon z Marsa bi lahko bila zelo težka in trajala več desetletij.'
SpaceXov medplanetarni tranzitni sistem bo omogočil potovanje na Mars in druge destinacije v našem sončnem sistemu. Ali tako trdijo. Slika: SpaceX
Podobna dinamika lebdi nad drugimi deli razprave o koloniji Mars. Mnogi raziskovalci so razmišljali o uporaba virov na mestu , na primer. Pline bi lahko črpali iz ozračja, minerale pa iz zemlje. Ekstrakcija virov in situ bi lahko zagotovila organske spojine, železo in celo steklo. Tudi če priznamo izvedljivost teh idej, je 'zapletenost izvedbe slabo razumljena in število predmetov, ki bi jih bilo treba poslati vsako leto, bi še vedno predstavljalo izjemen izziv,' piše Salotti.
Problem kolonije je osupljivo zapleten.
Salotti je delal na matematičnem modelu, za katerega meni, da bi lahko služil kot dobro izhodišče za razmišljanje o samozadostni koloniji. V središču njegove ideje je tisto, kar imenuje faktor delitve, 'ki omogoča določeno zmanjšanje časovnih zahtev na posameznika, če se na primer dejavnost nanaša na gradnjo predmeta, ki si ga lahko deli več posameznikov.'
Izhodišče naselja je ključnega pomena za preostalo delo. Kakšna sredstva bodo na voljo? Če je na začetku veliko virov in tehnoloških orodij, bo to vplivalo na preostale izračune. Toda na nek način izhodišče morda ni tako kritično zaradi dveh dejavnikov.
Že dolgo smo sanjali o koloniji na Marsu, kot kaže ljubka retro risba. Ali ga bomo kdaj imeli? Slika: NASA
Kompleksnost, stroški in izvedljivost medplanetarnega potovanja so ena. In življenjska doba opreme, s katero začnejo naseljenci, je druga. Vsak kos opreme ima življenjsko dobo.
'Zaradi preprostosti,' piše Salotti, 'tukaj se domneva, da bo začetna količina virov in orodij, poslanih z Zemlje, precej omejena in posledično ne bo imela velikega vpliva na preživetje.' V bistvu gradnja modela, ki se zanaša na enostavno ponovno oskrbo z Zemlje, ne bi bila tako koristna.
Torej, če priznamo, da je začetno stanje kolonije sposobno preživeti, Salotti preide na dve spremenljivki, ki bosta močno vplivali na preživetje:
- Razpoložljivost lokalnih virov. V bistvu to pomeni vodo, kisik in kemične elemente. Ti viri morajo biti enostavni za izkoriščanje.
- Proizvodna zmogljivost. Pomislite na to kot na seznam stvari, ki jih je treba izdelati, kot so orodja, in če jih je mogoče izdelati dovolj v ustreznem časovnem okviru.
Salotti se tukaj ukvarja z enačbo. Stvari, kot sta razpoložljivost virov in proizvodna zmogljivost, so spremenljivke v tej enačbi.
Toda Salottijeva ideja se vedno vrne k konceptu »dejavnega faktorja«.
Predstavljajte si izoliranega posameznika v kolonizacijski situaciji na Marsu. Vse naloge bi morali opraviti sami. Morali bi zgraditi in ali vzdrževati lastne sisteme za pridobivanje pitne vode, kisika in pridobivanje energije. Vsak dan ne bi bilo dovolj časa. Breme za eno osebo bi bilo ogromno.
Toda v večji koloniji njihovo tehnologijo za stvari, kot so pridobivanje pitne vode, kisika in pridobivanje energije, uporablja več ljudi. To ustvarja več povpraševanja, a tudi razporeja breme. Napor, potreben za izgradnjo in vzdrževanje vseh teh sistemov, je zdaj porazdeljen med več ljudi. To je v bistvu Salottijev dejavnik delitve.
Postaja boljše.
Ker se število ljudi povečuje, je prostora za več specializacije. Predstavljajte si kolonijo samo 10 ljudi. Koliko jih bi moralo biti sposobno popravljati in vzdrževati sistem pitne vode? Ali kisikov sistem? Ne moremo dopustiti, da ti sistemi odpovejo, zato bi obstajal pritisk za velik odstotek teh ljudi, da bi lahko upravljali in razumeli te sisteme.
Umetnikov vtis o predlaganem SpaceXu Marsova baza Alfa . Zasluge: SpaceX
Salotti piše: »Če bi bil vsak naseljenec popolnoma izoliran in delitev ne bi bila mogoča, bi moral vsak posameznik opraviti vse dejavnosti in skupno potrebo po času bi dobili z množenjem s številom posameznikov.«
Toda če je sto ljudi, koliko ljudi mora razumeti te sisteme? Ne vsak. To omogoča drugim, da se specializirajo za nekaj drugega.
'...večje število posameznikov omogoča boljšo učinkovitost s specializacijo in izvajanjem drugih panog, ki omogočajo uporabo učinkovitejših orodij.'
Salotti trdi, da je ta faktor delitve mogoče izračunati in oceniti z različnimi matematičnimi funkcijami. Ljudje, ki jih zanima matematika, lahko sami preverijo ta del papirja.
Ta številka iz študije povzema vse. Kaže, da je letna zmogljivost delovnega časa večja od letne zahteve glede delovnega časa, če je začetno število posameznikov večje od 110. Zasluge slike: Salotti, 2020.
Seveda obstajajo nekatere omejitve in izhodišča za faktor delitve. »Faktor delitve je odvisen od potreb, procesov, virov in okoljskih pogojev, ki so lahko različni glede na planet,« piše Salotti.
To nas pripelje do Salottijevega opisa »domen preživetja«. Salotti opisuje pet področij, ki jih je treba upoštevati pri teh izračunih:
- upravljanje ekosistema
- proizvodnja energije
- industrijo
- zgradbe
- človeški dejavniki/družbene dejavnosti
Ti so večinoma samoumevni, vendar se človeški dejavniki nanašajo na stvari, kot so vzgoja in izobraževanje otrok, in nekaj kulturnih dejavnosti, kot so šport, igre, morda glasba.
Pet domen preživetja, ki jih je treba upoštevati v koloniji. Zasluge za sliko: Salotti 2020.
Zdaj se Salotti obrne na Mars, primarni planet, ko gre za tovrstno futuristično podobo, in planet, ki ga Salotti obravnava v svojem prispevku.
Salotti ne začne iz nič, ko gre za Mars. Bilo je že veliko znanstvenega razmišljanja o izgradnji trajne človeške prisotnosti na tem planetu. »Posebna uporaba marsovskih virov za vzdrževanje življenja, kmetijstvo in industrijsko proizvodnjo je bila preučena v različnih delavnicah in objavljena v poročilih in knjigah,« pojasnjuje Salotti.
Očitno je to zapleten problem, zato je treba narediti nekaj predpostavk, da bi o tem razmišljali. Da bi bila katera koli rešitev utemeljena, morajo biti te predpostavke poštene. Tukaj ni prostora za znanstveno fantastiko.
Osnovna predpostavka, ki jo uporablja Salottti, je, da je iz kakršnega koli razloga prekinjen pretok zalog z Zemlje in da se mora kolonija vzdrževati sama. Scenarij si je izposodil iz tekmovanja, ki ga organizira Društvo Mars , kjer so udeleženci morali opredeliti realističen scenarij postavitve Marsa.
Porazdelitev delovnega časa za 1 (levo) in 110 posameznikov (desno). Zasluge za sliko: Salotti, 2020.
V bistvu se Salottijeva enačba spusti v čas. Koliko časa je potrebno za preživetje v primerjavi s tem, koliko časa je na voljo. Za Salottija je dejansko število ljudi, ki je potrebno za uravnoteženje časovne enačbe, 110 na Marsu. Temelji na primerjavi med potrebnim delovnim časom za zadovoljevanje vseh potreb po preživetju in delovno zmožnostjo posameznika, piše v zaključku.
Seveda delo te narave daje nekatere predpostavke, ki so zapisane v prispevku. 'To je očitno groba ocena s številnimi predpostavkami in negotovostmi,' piše. Toda to ne zmanjša njegove uporabnosti.
Če bo kdaj v prihodnosti na Marsu človeška kolonija, potem moramo razviti delovne modele, ki bodo usmerjali naše razmišljanje in načrtovanje. Imamo veliko znanstvenofantastičnih pogovorov in cvetočih objav ljudi z velikimi sledilci na Twitterju, vendar to ni pravo delo. 'Koliko nam je znano, je kljub temu prva kvantitativna ocena minimalnega števila posameznikov za preživetje, ki temelji na tehničnih omejitvah,' pravi Salotti.
'Naša metoda omogoča preproste primerjave, odpira razpravo o najboljši strategiji za preživetje in najboljšem kraju za uspeh,' zaključuje.
Naj se debata začne.
