Корабль поколений , звездолет поколений или мировой корабль [ 1] — гипотетический тип межзвездного ковчега , который движется со скоростью ниже световой . Поскольку такому кораблю могут потребоваться сотни или тысячи лет, чтобы достичь близлежащих звезд, первоначальные обитатели корабля поколений состарятся и умрут, оставив своих потомков продолжать путешествие.
Пионер ракетостроения Роберт Х. Годдард был первым, кто написал о длительных межзвездных путешествиях в своей работе «Окончательная миграция» (1918). [2] В ней он описал смерть Солнца и необходимость «межзвездного ковчега». Экипаж будет путешествовать в течение столетий в состоянии анабиоза и пробудится, когда достигнет другой звездной системы. Он предложил использовать в качестве кораблей небольшие луны или астероиды и предположил, что экипаж будет претерпевать психологические и генетические изменения на протяжении поколений. [3]
Константин Циолковский , которого считают отцом теории астронавтики , впервые описал необходимость в нескольких поколениях пассажиров в своем эссе «Будущее Земли и человечества» (1928), описав космическую колонию, оснащенную двигателями, которая путешествует тысячи лет, которую он назвал «Ноевым ковчегом». В этой истории экипаж так сильно изменился за поколения на стольких уровнях, что они даже не признавали Землю своей родной планетой. [4]
Еще одно раннее описание корабля поколений содержится в эссе 1929 года «Мир, плоть и дьявол» Джона Десмонда Бернала . [5] Эссе Бернала было первой публикацией, которая достигла общественности и оказала влияние на других писателей. Он писал о концепции человеческой эволюции и будущем человечества в космосе посредством методов жизни, которые мы теперь описываем как звездолет поколений, и которые можно увидеть в родовом слове «глобусы». [5]
Согласно Хайну и др., «корабль поколений» — это космический корабль, на борту которого экипаж живет по крайней мере несколько десятилетий, так что он охватывает несколько поколений. [1] Различают несколько подкатегорий кораблей поколений: спринтер, медленная лодка, колониальный корабль, мировой корабль. [1] Звездолет Энцмана классифицируется как «медленная лодка» из-за названия в журнале Astronomy Magazine «Медленная лодка к Центавра» (1977). [6] Концепция Грегори Мэтлоффа называется «колониальным кораблем», а Алан Бонд назвал свою концепцию «мировым кораблем». [1] Эти определения по сути основаны на скорости корабля и численности населения. [7]
Такой корабль должен быть полностью автономным, обеспечивая жизнеобеспечение для всех на борту. Он должен иметь чрезвычайно надежные системы, которые могли бы поддерживаться обитателями корабля в течение длительных периодов времени. Это потребовало бы проверки того, смогут ли тысячи людей выжить самостоятельно, прежде чем отправлять их за пределы досягаемости помощи. Небольшие искусственные закрытые экосистемы, такие как Биосфера 2 , были построены в попытке изучить инженерные проблемы такой системы, со смешанными результатами. [8]
Корабли поколений должны будут предвидеть возможные биологические, социальные и моральные проблемы [9] , а также решать вопросы самоуважения и предназначения различных задействованных экипажей.
Оценки минимальной разумной численности населения для корабля поколений различаются. Антрополог Джон Мур подсчитал, что без генетического тестирования людей перед посадкой на корабль, социального контроля и/или социальной инженерии (например, требования, чтобы люди ждали до тридцати лет, чтобы иметь детей), или криоконсервации яйцеклеток, спермы или эмбрионов (как это делается в банках спермы ), минимум 160 человек, поднимающихся на борт корабля, позволят вести нормальную семейную жизнь (при этом у среднего человека будет десять потенциальных партнеров по браку) на протяжении 200-летнего космического путешествия, с небольшой потерей генетического разнообразия . Если люди, которые попадут на борт корабля, будут парами, предположительно в возрасте около двадцати лет, и всем, кто живет на корабле, необходимо ждать до середины или конца тридцати лет, прежде чем заводить детей, то минимум составит всего 80 человек. Однако в оценке не учтены многие переменные, включая более высокую вероятность проблем со здоровьем как у беременной женщины, так и у плода или ребенка из-за возраста беременной женщины . [10] В 2013 году антрополог Кэмерон Смит проанализировал существующую литературу и создал новую компьютерную модель для оценки минимальной разумной численности населения в десятки тысяч. Цифры Смита были намного больше предыдущих оценок, таких как Мура, отчасти потому, что Смит принимает во внимание риск несчастных случаев и болезней и предполагает по крайней мере одну серьезную катастрофу населения в течение 150-летнего путешествия. [11]
В свете того, что для достижения даже ближайших к нам звездных систем, таких как Проксима Центавра , может потребоваться несколько поколений, возникают дополнительные вопросы о жизнеспособности таких межзвездных ковчегов:
Чтобы космический корабль поддерживал стабильную среду для нескольких поколений, он должен быть достаточно большим, чтобы поддерживать сообщество людей и полностью перерабатывающую экосистему. [12] Космическому кораблю такого размера потребовалось бы много энергии для ускорения и замедления. Меньший космический корабль, хотя и может ускоряться легче и, таким образом, делать более высокие крейсерские скорости более практичными, уменьшил бы воздействие космической радиации и время развития неисправностей в корабле, но имел бы проблемы с потоком метаболизма ресурсов и экологическим балансом. [13]
Корабли поколений, путешествующие в течение длительных периодов времени, могут увидеть сбои в социальных структурах. Изменения в обществе (например, мятеж) могут произойти в такие периоды и могут помешать кораблю достичь пункта назначения. Это состояние было описано Альгисом Будрисом в рецензии на книгу 1966 года: [14]
Межзвездный космический корабль, движущийся со скоростью, меньшей скорости света, прокладывает себе путь сквозь томительные столетия, а его экипаж теряет связь с реальностью, за исключением внутреннего пространства судна... Ну, вы знаете эту историю, ее несчастливое падение, ее захватывающую борьбу между варварскими племенами, которая разворачивается в его разрозненных отсеках, а затем, если автор так настроен, последнюю вспышку надежды, когда хорошие парни побеждают и готовятся встретить свое будущее на какой-то благородной, хотя и ошибочной основе.
Такие общества обсуждаются в романах Роберта А. Хайнлайна « Сироты неба » («безупречное изложение этой темы», как сказал Будрис) [14] и Брайана Олдисса « Нон-стоп» (американское название: Starship ).
Радиационная обстановка в глубоком космосе сильно отличается от обстановки на поверхности Земли или на низкой околоземной орбите из-за гораздо большего притока высокоэнергетических галактических космических лучей (ГКЛ). Как и другие ионизирующие излучения , высокоэнергетические космические лучи могут повреждать ДНК и повышать риск рака, катаракты и неврологических расстройств. [15]
Успех корабля поколений зависит от того, берут ли на себя дети, рожденные на борту, необходимые обязанности, а также от того, имеют ли они детей. Даже если качество их жизни может быть лучше, чем, например, у людей, рожденных в нищете на Земле, профессор философии Нил Леви поднял вопрос о том, этично ли серьезно ограничивать жизненный выбор людей, запирая их в проекте, который они не выбирали. [16] Существует моральная дилемма относительно того, как промежуточные поколения, которым суждено родиться и умереть в пути, фактически не увидев ощутимых результатов своих усилий, могут чувствовать себя по поводу своего вынужденного существования на таком корабле.
Проект Hyperion , запущенный в декабре 2011 года Андреасом М. Хайном, должен был провести предварительное исследование, которое определит комплексные концепции для пилотируемого межзвездного корабля поколения. Это было двухлетнее исследование, в основном основанное на студенческой группе WARR в Мюнхенском техническом университете . Целью исследования было дать оценку осуществимости пилотируемого межзвездного полета с использованием современных и будущих технологий. Оно также было направлено на руководство будущими планами исследований и развития технологий, а также на информирование общественности о межзвездных путешествиях с экипажем. [17] [18] Известные результаты проекта включают оценку архитектур мировых систем кораблей и адекватную численность населения. [1] [19] Основные члены команды перешли в проект мирового корабля Инициативы по межзвездным исследованиям , а обзорная статья о кораблях поколения была представлена на межзвездном семинаре ЕКА в 2019 году, а также в журнале ЕКА Acta Futura. [7] [20] [21]