Förr eller senare kommer mänskligheten att lämna jorden och söka efter ett nytt hem - en planet med liknande levnadsvillkor - för att bygga en ny civilisation där.
För en sådan storskalig resa kommer människor att behöva bygga ett slags "Noah's Ark" - ett rymdskepp som kan korsa galaxen och leverera de första bosättarna till en ny bostad, var den än är.
Hur lång tid tar den stora migrationen? Och vilken storlek ska ett rymdskepp vara så att du inte bara kan ta "alla varelser i par" utan också allt som behövs för att fortsätta livet och behärska den nya världen?
Ett team av forskare från Frankrike och Tjeckien försökte besvara dessa frågor genom att starta Heritage-projektet och genomföra nödvändiga beräkningar.
Tusentals års resa
Vid första anblicken kan det tyckas att fartygets storlek beror starkt på var vi exakt flyger, men det är inte helt sant.
Faktum är att resan till närmaste stjärnsystem kommer att ta minst hundratals, om inte tusentals år - vilket innebär att vår ark måste kunna stödja livet i många generationer.
Kampanjvideo:
Naturligtvis förbättras rymdteknologierna ständigt. Men om du inte tror att science fiction-författare och manusförfattare i Hollywood, men Einstein och hans relativitetsteori, är det osannolikt att resa med superluminala hastigheter.
Hypotetiska alternativ som ett maskhål eller en Alcubierre-bubbla är möjliga, men du kan inte lita på dem.
NASA-forskare meddelade förra året att en förvånansvärt jordliknande planet som kretsar kring Proxima Centauri, den närmaste stjärnan till vår sol, kan vara beboelig.
Efter att ha beaktat alla tillgängliga tekniker - både befintliga och ännu inte uppfunnna, men möjliga i teorin - har forskare beräknat att flyget till denna planet, i det mest optimistiska scenariot, kommer att ta minst ett sekel.
Mer realistiska uppskattningar driver dig till melankoli alls: om du flyger till Proxima Centauri idag kommer vi att nå vår destination på tusentals år (från 6 till 80 tusen, för att vara exakt).
I vilket fall som helst behöver vi ett fartyg som nybyggarna kommer att kunna leva i generationer i interstellar utrymme, samtidigt som de matar på sig själva och levererar energi till motorerna.
Glöm solpaneler - de fungerar inte på så avstånd från solen: du kan ladda din smartphone från stjärnorna med ungefär samma framgång på natten.
Så hur många "Stjärnkolonisatorer" måste träffa vägen? Och hur stort ska rymdarken själv vara?
Ett par av varje varelse?
Om flera generationer måste förändras under resan på fartyget, måste dess invånare reproducera sig.
Här kan du inte komma med nya Adam och Eva: det bör finnas tillräckligt med invandrare för att utesluta möjligheten till incest bland nära släktingar. Annars kan genetiska sjukdomar inte undvikas på fartyget.
Franska forskare beräknade minsta antal besättningsmedlemmar med matematisk modellering.
De försökte ta hänsyn till alla faktorer - jordgubbarnas ålder vid tidpunkten för avresa och förväntad livslängd, möjligheten till infertilitet hos vissa besättningsmedlemmar, missfall eller födelse av tvillingar och till och med oförutsedda omständigheter (i beräkningarna framstår de som ett "element i kaos" - till exempel ett hemligt födelse av ett barn från en annan biologisk far) …
Dessutom, i fallet, inkluderade beräkningarna en "katastrofisk händelse" - till exempel en kollision av ett fartyg med en meteorit eller en epidemi av en sjukdom ombord - vilket vid någon tidpunkt kommer att minska befolkningen av kolonisatorer med 30%.
Med hänsyn till alla dessa faktorer, enligt de mest konservativa och konservativa uppskattningarna av forskare, bör det initialt finnas 98 kolonisatorer. Dessutom bör alla 49 gifta par initialt väljas ut för DNA-analys för att säkerställa maximal genetisk mångfald.
Om en mer blygsam besättning går ut på vägen kommer uppdragets framgång redan att ifrågasättas. Till exempel beräknas chansen att överleva för 25 gifta par redan till cirka 50%.
Och om det bara finns 32 eller ännu färre fördrivna personer lämnar algoritmen dem ingen chans alls (0%) - främst på grund av den oundvikliga incest. Kanske kommer efterkommarna till den ursprungliga besättningen att flyga till Proxima Centauri, men vid den tiden kommer de inte längre att kunna etablera en livskraftig koloni.
Hunger är inte moster
Efter att ha lämnat jorden kommer 98 rymdresande att föda barn, och de - barnbarnen, även under den första generationens liv. Så utifrån beräkningarna kan arkens maximala befolkning uppgå till 500 personer.
Med tanke på flygningens längd kan man inte räkna med livsmedelsförsörjning. Kolonialisterna kommer att behöva förse sig med mat på egen hand - det vill säga odla det direkt på fartyget.
Men hur mycket mat behöver de? När allt kommer omkring beror fartygets storlek på detta - och därför energiförbrukningen för dess rörelse.
Dessa beräkningar krävde med hänsyn till inte bara storleken på besättningen, utan också medelåldern för invånarna i rymdskeppet, deras höjd, vikt och fysisk aktivitet för att förstå hur många kalorier de kommer att behöva varje år.
Forskare begränsade inte kolonisatörerna i kosten och beräknade konsumtionen med hänsyn till den normala kosten - det vill säga så att fartyget inte bara kunde odla frukt och grönsaker (inklusive produktion av socker och vegetabilisk olja), utan också bedriva djurhållning - det vill säga producera kött, fisk, mejeriprodukter och honung.
Överraskande, med hänsyn till användningen av modern teknik (till exempel aeroponics - det vill säga växa växter i luften, utan att använda mark), kommer en kvadratkilometer att räcka för att mata 500 personer (0,45 - för att vara exakt).
Alla ombord
Detta för oss till minsta storlek på vår ark.
Om du bygger ett fartyg i form av en roterande cylinder (så att centripetalkraften ger artificiell tyngdkraft), bör höjden på "jordbruksfacket" vara 320 meter och radien - 224 meter.
Lägg till detta besättningskvarter, gemensamma utrymmen (som matsalen, gymmet eller medicinska viken), flygkontrollrum, kraftgeneratorer och motorer och rymdskeppets utrymme (höjd) kommer ungefär att fördubblas. Rymdarken kommer att vara ungefär 650 meter hög och 450 i diameter.
Detta kommer emellertid fortfarande att vara mindre än den högsta av de redan byggda skyskraporna: höjden på Burj Khalifa i Dubai är 828 meter. Som jämförelse: höjden på tornet i Ostankino-tornet är 540 meter, av Eiffeltornet - 324. ISS är 73 meter lång och 20 meter hög.
Nu är det svåraste enligt forskare att beräkna den exakta mängden vatten som behövs. Bara för att dricka kommer den att behöva nästan en halv miljon liter. Och du måste också vattna djuren, bevattna grödorna - och skeppet kommer på ett eller annat sätt gradvis att förlora vatten tillsammans med luften.
Detta problem, liksom problemet med genetiska mutationer, lovar författarna till Heritage att lösa i sitt nästa vetenskapliga arbete.
Nikolay Voronin
