3. Переселенцы
Группа переселенцев, которая взойдет на борт летящего только в один конец корабля-колонизатор, не может быть разношерстной толпой, но социальное и генетическое разнообразие внутри нее обязательно должно быть обеспечено. Имеются исторические пример общин, которые выросли из очень небольших групп. Это и потомки мятежников с "Баунти" вместе с их полинезийскими женами, и люди на Тристан-де Кунья (Tristan da Cunha) в Атлантике [6,7]. Более значительным примером могло бы служить, вероятно, население Гавайев. Популяция островов насчитывала четверть миллиона человек во времена путешествия Кука, но их предки первоначально составляли группу примерно в две дюжины отчаянных людей, которые столетия назад добрались сюда на одиночном каноэ [8]. Хотя мы могли бы представить себе межзвездную экспедицию очень небольшой по размеру, но длительный срок полета продолжительностью в человеческую жизнь предполагает, что необходимо все же отправлять большую общину. Антропологические исследования дают оценку минимальному размеру группы, необходимой для успешного выживания охотникам-собирателям. Типичное самовоспроизводящееся сообщество - 500 человек [6,9]. Например, среди аборигенов Австралии племенные группировки, объединенные диалектом и брачными связями, имеют приблизительно этот размер [6]. Подобная закономерность обнаружена и в Сэн, среди народов африканской пустыни Калахари [9]. Я тоже выбираю эту модель. Группа, покидающая Солнечную систему, может быть и чуть меньше, если она позволит себе небольшое количество маленьких детей. Но я буду предполагать, что к концу путешествия команда насчитывает около 500 человек.
4. Межзвездное судно
Сдедуя Мэтлоффу [10], вероятная конфигурация судна должна была бы быть тором, а в массе корабля доминировало бы требование обеспечить защиту от космического излучения. Площадь тороидальной поверхности, доступной для обитания людей, будет:
(1)
(см. примечание
1)
Где R - внешний радиус, W - ширина палубы, параллельная оси вращения (рис.1). Радиус диктуется выбранным периодом вращения (P) и долей (f) земной силы тяжести (g=9.8 м/с2), которую будут испытывать колонисты в процессе полета:
(2)
Объем жилых помещений (V) можно определить по формуле:
(3)
Где H - толщина жилого тора (высота отсека) в перпендикуляре к оси вращения.
Рис.
1. Жилой отсек тороидальной формы
По сведениям NASA, проектировавшего космические поселения [11], возможные параметры проекта:
1) P равно 60 секунд.
2) V составит 2000N м3, где N - размер экипажа.
3) А равно 70N м2.
Мы сделаем предположение, что сила тяжести в 0.1g будет удобной для людей, за длительное время приспособившихся к жизни в невесомости. Требуемая масса радиационной защиты тогда определяется уравнением:
(4)
Где e-поверхностная плотность материала защиты (кг/м2). Так как R много больше, чем W, то H может быть приближенно выражено как:
(5)
и таким образом:
(6)
или
(7)
Следуя Мэтлоффу [10], если приемлемая космическая доза радиации будет 0.5 рем, e должно быть 5000 кг/м2 , а MS в итоге будет 7 x 105 (N + 230) кг. Развивая методы внутренней защиты организма от радиации [12, 13], или принимая более высокие дозы радиации как приемлемые, мы значительно уменьшили бы требуемую массу, но так как здесь анализируется осуществимость идеи, будем рассматривать "самый худший случай". Мы также примем массу биосферы как 5 x 104 N кг.
В итоге, с экипажем в 500 человек, полная масса (за исключением топлива для торможения) будет 5.4 x 108 кг, при:
R = 90 м, W = 62 м и H = 28 м.
Топливо для торможения увеличит массу в 4 раза до 2.2 x 109 кг.