I det nuvarande vetenskapliga tillståndet är det bara en besättning som kommer att få avkomma under rymdfärd i flera hundra år som har en chans att nå sin destination.
1995 upptäckte astrofysikerna Michel Mayor och Didier Quelozm den allra första exoplaneten 51 Pegasi b (51 Pegasi b) och kretsar runt en annan stjärna än vår sol. Denna upptäckt av den främmande världen markerade början på sökandet efter bebodda världar.
23 år senare är antalet exoplaneter som finns över 3 700. Sannolikheten för att hitta en värld som vår närmar sig.
Utnämning av Proxima b
Den senaste upptäckten av Proxima Centauri b, den närmaste exoplaneten som kretsar runt den närmaste stjärnan till vår sol, ger jordens invånare en annan intressant möjlighet.
Det är mycket troligt att denna himmelkropp har en stenig yta och en massa nära vår planet och är av stort intresse, eftersom dess jämviktstemperatur antyder att vatten på ytan kan vara i flytande form.
Proxima b ligger 40 000 miljarder kilometer från jorden och är en idealisk destination. Teoretiskt sett är en kort interstellär resa med en åskådningsmål och möjligheten till kolonisering möjlig: vi kan alltså bosätta människor på en annan planet.
Kampanjvideo:
Men även om raket kunde nå en hastighet som motsvarar en procent av ljusets hastighet, vilket är mycket snabbare än för ett modernt bemannat rymdskepp, skulle flygningen till Proxima b pågå i 423 år.
Jätte autonoma fartyg
Med sådana initiala data räcker inte ett mänskligt liv för att nå en exoplanet. Forskare måste hitta en lösning för besättningen så att de kan överleva i hundratals år i djupa rymden.
Du kan till exempel frysa kroppar. Trots framstegen inom detta område har kryogen teknik ännu inte nått den önskade nivån: när celler är frusna bildas iskristaller på deras väggar (förglasning), vilket kommer att leda till att kroppen förstörs efter uppvärmning.
Hibernation? Alla alternativ för att vakna upp från sömnen, där de fysiologiska funktionerna hos besättningsmedlemmarna bromsas innan fartyget anländer till sin destination, har ännu inte utforskats.
En annan hypotes är ett flygande mammaklinik, där mänskliga embryon, under övervakning av robotar, tyst utvecklas tills de kommer till sin destination. Det största problemet är bristen på mänskliga föräldrar att uppfostra barn. Dessutom har det aldrig funnits en befolkning som föddes in vitro: och under dessa förhållanden kanske det inte är önskvärt att uppdraget förlitar sig på denna metod.
Det bästa alternativet kan vara att använda gigantiska autonoma fartyg som reser i rymden medan deras befolkningar är aktiva. Människor kommer att leva och dö ombord tills de når sin destination.
Flera designkoncept för sådana fartyg presenterades på Islands in the Sky: Daring Ideas for Colonizing Space 1996, men deras matematiska och statistiska beräkningar passar inte längre med vår nuvarande teknik.
Besättning från 150 till 44 000 personer
Den amerikanska antropologen John Moore var den första som använde det etnografiska verktyget Ethnopop för att kvantifiera det minsta antalet människor för en flergenerationsflygning.
Etnopop simulerar äktenskapliga och demografiska situationer för små bosättare och använder externa moduler för att skapa episodiska epidemier och katastrofer. Men dessa moduler har aldrig tillämpats i samband med rymdflygning, eftersom detta program utvecklades för att beräkna och analysera de historiska migrationerna från de första grupperna av människor.
Med tanke på att processer för invandring och utvandring i rymdresor är omöjliga, drog Moore slutsatsen att den första besättningen för ett 200-årigt uppdrag bör innehålla mellan 150 och 180 personer.
Han anser att besättningen bör vara sammansatt av ungdomar och producera avkommor så sent som möjligt för att försena uppkomsten av den första generationen så länge som möjligt. Dessa förhållanden hjälper till att undvika överbefolkning och en hög andel av konsanguinitet.
Nyare beräkningar av antropolog Cameron Smith förutser en ökning av besättningsstorleken. Enligt honom bör den första besättningen vara mellan 14 000 och 44 000 personer. Detta är den optimala siffran för att säkerställa en sund överföring av mänskligt genetiskt arv.
Enligt hans forskning kommer besättningen på 150 alltid att vara på väg att utrotas i händelse av en större katastrof. Smith rekommenderar att ha fler initiala genetiska prover ombord, och detta kräver en stor besättning.
Denna betydande ökning av antalet människor ombord beror på de grundläggande hypoteserna från forskaren, som beräknade antalet bosättare som anlände till deras destination med en enkel statistisk strategi.
Det verkar som att det finns svårigheter att uppskatta det optimala antalet startpersonal, och detta utan att ta hänsyn till de psykologiska effekterna som kan ha en inverkan på besättningen när de skiljer sig med jorden för evigt.
Heritage Project
Det är därför jag skapade Heritage Project 2017, ett nytt statistiskt modelleringsverktyg som Monte Carlo. Projektet involverar fysiker Camille Beluffi, astrofysiker Rhys Taylor och forsknings- och utvecklingsingenjör Loïc Grau för att ge realistiska simuleringar av framtida rymdutforskning.
Vårt projekt är tvärvetenskapligt: fysiker, astronomer, antropologer, flygingenjörer, sociologer och läkare deltar i det.
Legacy är det första programmet som helt och hållet ägnar sig åt att beräkna den sannolika utvecklingen av besättningen ombord på ett interstellärt hantverk. Det måste bland annat avgöra om en grupp människor av denna storlek kan ge liv i flera generationer utan konstgjord tillförsel av ytterligare genetiskt material.
Det har redan blivit tydligt att bestämningen av minsta antal besättningsmedlemmar är ett viktigt steg i beredningen av alla uppdrag som involverar flera generationer, det kommer inte bara att omfatta de resurser och budget som krävs för ett sådant företag, utan också ha sociologiska, etiska, sociala och politiska konsekvenser. Alla dessa element är nödvändiga för att studera skapandet av en självhushållande koloni så att människor kan bosätta sig på andra planeter.
De första resultaten av vårt samarbete publicerades i Journal of the British Interplanetary Society och en annan artikel i den ordinarie pressen. En offentlig presentation av vår forskning ägde rum i Strasbourg som en del av överföringssymposiet, under vilket vi visade att besättningsdata från Moore och Smith inte är livskraftiga på väldigt långa resor.
Nu talar vi om att definiera de principer och livsregler som krävs för att besättningen ska ha ett så mycket antal som möjligt för att säkerställa uppdragets livskraft och vara motståndskraftiga inför katastrofer och allvarliga sjukdomar.
Just nu utvecklas ett program som kan förutsäga besättningen näringsbehov och bestämma utrymmet som krävs för rymduppfödning inuti själva fartyget. Just nu är hydroponiska växthus den bästa lösningen. Våra beräkningar kommer snart att fastställa minimikraven för fartygsstorlek.
De första djupgående arbeten med rymdutforskning börjar precis dyka upp. Ämnet är fortfarande stort, och många mänskliga, rumsliga, kulturella, psykologiska och sociala faktorer måste integreras i ett datorprogram. Omhändertagande arbete är viktigt om vi vill att människor ska kunna nå nya världar.
Frédéric Marin
