Nave de generación

Nave de generación basada en Stanford Torus, propuesta por Project Hyperion

Una nave de generación, o nave de generación, es un tipo hipotético de nave estelar del arca interestelar que viaja a una velocidad inferior a la de la luz. Dado que tal nave podría requerir de cientos a miles de años para llegar a las estrellas cercanas, los ocupantes originales de una generación de naves envejecerían y morirían, dejando que sus descendientes siguieran viajando.

Orígenes

El pionero de los cohetes, Robert H. Goddard, fue el primero en escribir sobre viajes interestelares de larga duración en su obra "The Ultimate Migration" (1918). En este describió la muerte del Sol y la necesidad de un "arca interestelar". La tripulación viajaría durante siglos en animación suspendida y se despertaría cuando llegaran a otro sistema estelar. Propuso usar pequeñas lunas o asteroides como naves y especuló que la tripulación sufriría cambios psicológicos y genéticos a lo largo de las generaciones.

Konstantin Tsiolkovsky, considerado el padre de la teoría astronáutica, describió por primera vez la necesidad de varias generaciones de pasajeros en su ensayo "El futuro de la Tierra y la humanidad" (1928), una colonia espacial equipada con motores que viaja miles de años a la que llamó 'Arca de Noé'. En la historia, la tripulación había cambiado tanto a lo largo de las generaciones en tantos niveles que ni siquiera reconocieron a la Tierra como su planeta de origen.

Otra descripción temprana de un barco generacional se encuentra en el ensayo de 1929 "The World, The Flesh, & El Diablo" por John Desmond Bernal. El ensayo de Bernal fue la primera publicación en llegar al público e influir en otros escritores. Escribió sobre el concepto de la evolución humana y el futuro de la humanidad en el espacio a través de métodos de vida que ahora describimos como una generación de naves estelares, y que podría verse en la palabra genérica 'globos'.

Definición

Según Hein et al., un "barco de generación" es una nave espacial en la que una tripulación vive a bordo durante al menos varias décadas, de modo que comprende varias generaciones. Se distinguen varias subcategorías de barcos de generación: velocista, barco lento, barco colonia, barco mundial. La nave estelar Enzmann se clasifica como "barco lento" debido al título de Astronomy Magazine "Slow Boat to Centauri" (1977). El concepto de Gregory Matloff se llama "barco colonia" y Alan Bond llamó a su concepto un "barco mundial". Estas definiciones se basan esencialmente en la velocidad del barco y el tamaño de la población.

Obstáculos

Biosfera

Un barco de este tipo tendría que ser totalmente autosuficiente y proporcionar apoyo vital a todos los que se encuentran a bordo. Debe tener sistemas extraordinariamente confiables que puedan ser mantenidos por los habitantes del barco durante largos períodos de tiempo. Esto requeriría probar si miles de humanos podrían sobrevivir por sí mismos antes de enviarlos fuera del alcance de la ayuda. Se han construido pequeños ecosistemas cerrados artificiales, como Biosphere 2, en un intento de examinar los desafíos de ingeniería de dicho sistema, con resultados mixtos.

Biología y sociedad

Los barcos de generación tendrían que anticipar posibles problemas biológicos, sociales y morales, y también tendrían que lidiar con asuntos de autoestima y propósito para las diversas tripulaciones involucradas.

Las estimaciones de la población mínima razonable para un barco de generación varían. El antropólogo John Moore ha estimado que, sin pruebas genéticas de las personas antes de abordar el barco, control social y/o ingeniería social (como exigir a las personas que esperen hasta los treinta años para tener hijos), ni criopreservación de óvulos, espermatozoides o embriones (como se realiza en bancos de esperma), un mínimo de 160 personas a bordo de la nave permitiría una vida familiar normal (con un individuo promedio que tiene diez posibles parejas matrimoniales) a lo largo de un viaje espacial de 200 años, con poca pérdida de diversidad genética. Si las personas que abordan el barco son parejas, presumiblemente de poco más de veinte años, y todos los que viven en el barco deben esperar hasta mediados o finales de los treinta antes de tener hijos, entonces el mínimo sería de solo 80 personas. Sin embargo, muchas variables no se tienen en cuenta en la estimación, incluida la mayor probabilidad de problemas de salud tanto para la mujer embarazada como para el feto o el bebé debido a la edad de la mujer embarazada. En 2013, el antropólogo Cameron Smith revisó la literatura existente y creó un nuevo modelo de computadora para estimar una población mínima razonable en decenas de miles. Las cifras de Smith eran mucho mayores que las estimaciones anteriores, como las de Moore, en parte porque Smith tiene en cuenta el riesgo de accidentes y enfermedades, y supone al menos una catástrofe demográfica grave en el transcurso de un período de 150 años. viaje.

A la luz de las múltiples generaciones que podrían ser necesarias para llegar incluso a nuestros sistemas estelares vecinos más cercanos, como Próxima Centauri, otros problemas sobre la viabilidad de tales arcas interestelares incluyen:

• la posibilidad de que los seres humanos evolucionaran drásticamente en direcciones inaceptables para los patrocinadores
• la población mínima requerida para mantener en aislamiento una cultura aceptable para los patrocinadores; esto podría incluir aspectos tales como
  • capacidad para aprender habilidades científicas y técnicas necesarias para mantener, operar y pilotar el buque
  • capacidad para lograr el propósito (coronización planetaria, investigación, construcción de nuevos arcas interestelares) contemplado
  • compartir los valores de los patrocinadores, que probablemente no se demuestren empíricamente que son viables más allá del planeta de origen a menos que, una vez que el barco está lejos de la Tierra y en su camino, la supervivencia de su descendencia hasta que el barco llegue a la estrella de destino es una motivación.

Tamaño

Para que una nave espacial mantenga un entorno estable durante varias generaciones, tendría que ser lo suficientemente grande como para sustentar una comunidad de humanos y un ecosistema totalmente reciclado. Una nave espacial de tal tamaño requeriría mucha energía para acelerar y desacelerar. Una nave espacial más pequeña, si bien puede acelerar más fácilmente y, por lo tanto, hacer que las velocidades de crucero más altas sean más prácticas, reduciría la exposición a la radiación cósmica y el tiempo para que se desarrollen fallas en la nave, pero tendría desafíos con el flujo metabólico de recursos y el equilibrio ecológico.

Desglose social

Los barcos de generación que viajan por largos periodos de tiempo pueden experimentar fallas en las estructuras sociales. Los cambios en la sociedad (por ejemplo, motines) pueden ocurrir durante esos períodos y pueden impedir que el barco llegue a su destino. Este estado fue descrito por Algis Budrys en una reseña de un libro de 1966:

La nave espacial interestelar más lenta que la luz, siguiendo su camino a través de los siglos cansados, su tripulación perdiendo contacto con toda la realidad excepto el interior de la nave... Bueno, ya sabes la historia, y su infeliz cuesta abajo, sus emocionantes luchas entre las tribus bárbaras que se desarrollan en sus compartimientos dispares, y luego, si el escritor es tan consciente, el último flash de la esperanza como los buenos ganan y se preparan para cumplir su futuro en alguna base noble, si errónea.

Orphans of the Sky de Robert A. Heinlein (la 'impecable declaración de este tema', dijo Budrys) y Non-Stop de Brian Aldiss (Título estadounidense: Starship) discutió tales sociedades.

Rayos cósmicos

El entorno de radiación del espacio profundo es muy diferente al de la superficie de la Tierra, o en la órbita terrestre baja, debido a la afluencia mucho mayor de rayos cósmicos galácticos (GCR) de alta energía. Al igual que otras radiaciones ionizantes, los rayos cósmicos de alta energía pueden dañar el ADN y aumentar el riesgo de cáncer, cataratas y trastornos neurológicos. Una solución práctica conocida a este problema es rodear las partes tripuladas de la nave con un escudo lo suficientemente grueso, como una gruesa capa de hielo mantenido, como se propone en The Songs of Distant Earth, una novela de ciencia ficción de Arthur. C. Clarke (nota: en este libro, el gigantesco escudo de hielo de la nave está solo en la parte delantera de la nave, evitando que los micrometeoritos dañen la nave durante su viaje interestelar).

Consideraciones éticas

El éxito de un barco generacional depende de que los niños nacidos a bordo asuman las tareas necesarias, además de tener hijos ellos mismos. Incluso si su calidad de vida pudiera ser mejor que, por ejemplo, la de las personas nacidas en la pobreza en la Tierra, el profesor de filosofía Neil Levy ha planteado la cuestión de si es ético restringir severamente las opciones de vida de los individuos encerrándolos en un proyecto que no eligió Existe un dilema moral con respecto a cómo las generaciones intermedias, aquellas destinadas a nacer y morir en tránsito sin ver realmente los resultados tangibles de sus esfuerzos, podrían sentirse acerca de su existencia forzada en tal barco.

Proyecto Hiperión

El Proyecto Hyperion, lanzado en diciembre de 2011 por Icarus Interstellar, debía realizar un estudio preliminar que defina conceptos integrados para una nave de generación interestelar tripulada. Este fue un estudio de dos años basado principalmente en el grupo de estudiantes de WARR en la Universidad Técnica de Munich. El estudio tuvo como objetivo proporcionar una evaluación de la viabilidad del vuelo interestelar tripulado utilizando tecnologías actuales y futuras. También tenía como objetivo guiar los planes futuros de investigación y desarrollo tecnológico, así como informar al público sobre los viajes interestelares tripulados. Los resultados notables del proyecto incluyen una evaluación de las arquitecturas del sistema mundial de barcos y el tamaño adecuado de la población. Los miembros principales del equipo se han transferido al proyecto de nave mundial de la Iniciativa para Estudios Interestelares y se presentó un documento de encuesta sobre naves de generación en el Taller Interestelar de la ESA en 2019, así como en la revista Acta Futura de la ESA.