ยานอวกาศรุ่นต่อรุ่น
ยานอวกาศรุ่นต่อรุ่นหรือยานอวกาศโลก[ 1 ] เป็น ยานอวกาศระหว่างดวงดาวประเภทสมมุติ[ 1 ]ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยในอวกาศและยานอวกาศสำหรับหลายรุ่น[ 1 ]
นี่คือการออกแบบที่ช่วยให้สามารถเดินทางไปยังดาวฤกษ์ใกล้เคียงได้ในระยะเวลานับร้อยถึงนับพันปี ผู้โดยสารรุ่นแรกของยานอวกาศจะแก่ชราและเสียชีวิตไป ทำให้ลูกหลานของพวกเขาสามารถเดินทางต่อไปได้
ประวัติศาสตร์
ต้นกำเนิด
โรเบิร์ต เอช. ก็อดดาร์ดผู้บุกเบิกด้านจรวดเป็นคนแรกที่เขียนเกี่ยวกับการเดินทางระหว่างดวงดาวในระยะเวลานานในหนังสือ "The Ultimate Migration" (1918) [ 2 ]ในหนังสือเล่มนี้ เขาได้บรรยายถึงการตายของดวงอาทิตย์และความจำเป็นของ "เรือโนอาห์ระหว่างดวงดาว" ลูกเรือจะเดินทางเป็นเวลาหลายศตวรรษในสภาวะจำศีลและจะตื่นขึ้นเมื่อพวกเขาไปถึงระบบดาวอื่น เขาเสนอให้ใช้ดวงจันทร์ขนาดเล็กหรือดาวเคราะห์น้อยเป็นยาน และคาดการณ์ว่าลูกเรือจะต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงทางจิตวิทยาและพันธุกรรมในหลายชั่วอายุคน[ 3 ]
คอนสแตนติน ซิโอลคอฟสกีผู้ได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งทฤษฎีอวกาศได้อธิบายถึงความจำเป็นของผู้โดยสารหลายรุ่นเป็นครั้งแรกในบทความเรื่อง "อนาคตของโลกและมนุษยชาติ" (1928) โดยได้กล่าวถึงอาณานิคมอวกาศที่ติดตั้งเครื่องยนต์ซึ่งเดินทางเป็นเวลาหลายพันปี ซึ่งเขาเรียกว่า "เรือโนอาห์" ในเรื่องนี้ ลูกเรือได้เปลี่ยนแปลงไปมากในหลายระดับตลอดหลายชั่วอายุคน จนกระทั่งพวกเขาไม่ยอมรับโลกเป็นดาวเคราะห์บ้านเกิดของพวกเขาอีกต่อไป[ 4 ]
คำอธิบายแรกๆ เกี่ยวกับยานอวกาศรุ่นต่อรุ่นปรากฏอยู่ในบทความปี 1929 เรื่อง "โลก เนื้อหนัง และปีศาจ" โดยจอห์น เดสมอนด์ เบอร์นัล [ 5 ] บทความของเบอร์นัลเป็นสิ่งพิมพ์แรกที่เข้าถึงสาธารณชนและมีอิทธิพลต่อนักเขียนคนอื่นๆ เขาเขียนเกี่ยวกับแนวคิดวิวัฒนาการของมนุษย์และอนาคตของมนุษยชาติในอวกาศผ่านวิธีการดำรงชีวิตที่เราเรียกกันว่ายานอวกาศรุ่นต่อรุ่น ซึ่งสามารถมองเห็นได้ในคำทั่วไปว่า "ทรงกลม" [ 5 ]
เอกสารเรื่อง"เรือทั่วโลก – สถาปัตยกรรมและความเป็นไปได้ที่ได้รับการทบทวนใหม่"
บทความเรื่อง"World Ships – Architectures & Feasibility Revisited" ปี 2012 ได้จำแนกประเภทของยานอวกาศระหว่างดวงดาวไว้หลายประเภท โดยยานที่มีประชากรมากกว่า 100,000 คน เรียกว่า " ยานโลก" (world ships ) ส่วนยานที่มีประชากรระหว่าง 1,000 ถึง 100,000 คน เรียกว่า"ยานอาณานิคม" (colony ships ) ยานอวกาศระหว่างดวงดาวที่มีประชากรน้อยกว่า 1,000 คน จะเรียกว่า "ยานวิ่ง เร็ว" (sprinter)หากความเร็วในการเดินทางมากกว่า 10% ของcและ เรียกว่า "ยานช้า" (slow boat)หากความเร็วน้อยกว่านั้น
เอกสารดังกล่าวยังได้อธิบายถึงยานอวกาศประจำโลกที่เสนอไว้ โดยมีจำนวนประชากรขั้นต่ำที่จะถือว่าเป็นยานอวกาศประจำโลกได้ (100,000 คน) และประกอบด้วย อาณานิคมรูป ทรงวงแหวนสแตนฟอร์ด 4 หลังเรียงซ้อนกัน (โดยมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างจากแบบดั้งเดิม เช่น มีประชากรเพิ่มขึ้นเป็น 2.5 เท่า และมีมวลเพิ่มขึ้น 10%) และระบบขับเคลื่อนและผลิตพลังงานที่อิงตามโครงการเดดาลัสเลือกใช้รูปทรงวงแหวนสแตนฟอร์ดเนื่องจากมีการออกแบบที่ละเอียดครอบคลุมในด้านต่างๆ เช่น ระบบช่วยชีวิตและความหนาของผนัง
การศึกษายังสรุปได้ว่าเรือระดับโลกจะต้องมีระบบตรวจจับความล้มเหลวอัตโนมัติและระบบซ่อมแซมตัวเองเพื่อให้มีความน่าเชื่อถือเพียงพอสำหรับภารกิจ ป้องกันไม่ให้ความล้มเหลวส่งผลกระทบร้ายแรง[ 1 ]
โครงการไฮเปอเรียน
โครงการไฮเปอเรียน (Project Hyperion ) ซึ่งเปิดตัวในเดือนธันวาคม 2011 โดยแอนเดรียส เอ็ม. ไฮน์ (Andreas M. Hein) มีวัตถุประสงค์เพื่อทำการศึกษาเบื้องต้นที่กำหนดแนวคิดแบบบูรณาการสำหรับยานอวกาศเดินทางระหว่างดวงดาวที่มีลูกเรือ ซึ่งนำไปสู่การออกแบบยานอวกาศเดินทางระหว่างดวงดาวที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา[ 7 ] โครงการนี้เกี่ยวข้องกับโครงการ ริเริ่มเพื่อการศึกษาการเดินทาง ระหว่างดวงดาว (Initiative for Interstellar Studies)และมีต้นกำเนิดมาจากกลุ่มนักศึกษาWARR ที่ มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งมิวนิก (Technical University of Munich ) การศึกษานี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อประเมินความเป็นไปได้ของการเดินทางระหว่างดวงดาวที่มีลูกเรือโดยใช้เทคโนโลยีในปัจจุบันและอนาคตอันใกล้ นอกจากนี้ยังมีจุดมุ่งหมายเพื่อเป็นแนวทางในการวางแผนการวิจัยและการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคต ตลอดจนให้ข้อมูลแก่สาธารณชนเกี่ยวกับการเดินทางระหว่างดวงดาวที่มีลูกเรือ[ 8 ] [ 9 ]ผลลัพธ์ที่โดดเด่นของโครงการนี้ ได้แก่ การประเมินสถาปัตยกรรมระบบยานอวกาศระดับโลกและขนาดประชากรที่เหมาะสม[ 1 ] [ 10 ]เอกสารสำรวจเกี่ยวกับยานอวกาศเดินทางระหว่างดวงดาวได้รับการนำเสนอใน การประชุมเชิงปฏิบัติการการเดินทางระหว่างดวงดาวของ ESA ในปี 2019 เช่นเดียวกับใน วารสารActa Futuraของ ESA [ 11 ] [ 12 ]การแข่งขันออกแบบสหวิทยาการได้เปิดตัวในปี 2024 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]ผลการแข่งขันได้รับการประกาศในเดือนกรกฎาคม 2025 โดยทีม Chrysalis จากอิตาลีได้อันดับ 1 ทีม WFP Extreme จากโปแลนด์ได้อันดับ 2 และทีม Systema Stellare Proximum จากมาเลเซียได้อันดับ 3 [ 7 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
คำนิยาม
ตามที่ Hein และคณะกล่าวไว้ "ยานอวกาศรุ่นต่อรุ่น" คือยานอวกาศที่ลูกเรืออาศัยอยู่บนยานเป็นเวลาอย่างน้อยหลายทศวรรษ ซึ่งประกอบด้วยหลายรุ่น[ 1 ]มีการแบ่งประเภทย่อยของยานอวกาศรุ่นต่อรุ่นออกเป็นหลายประเภท ได้แก่ ยานเร็ว ยานช้า ยานอาณานิคม และยานโลก[ 1 ]ยานอวกาศ Enzmannจัดอยู่ในประเภท "ยานช้า" เนื่องจากนิตยสารAstronomy Magazineตั้งชื่อว่า "Slow Boat to Centauri" (1977) [ 20 ]แนวคิดของ Gregory Matloff เรียกว่า "ยานอาณานิคม" และAlan Bondเรียกแนวคิดของเขาว่า "ยานโลก" [ 1 ]คำจำกัดความเหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วขึ้นอยู่กับความเร็วของยานและขนาดประชากร[ 11 ]
อุปสรรค
ปลายทาง
ยานอวกาศรุ่นแรกจำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนที่สูงกับความไม่แน่นอนของโอกาสที่ระบบดาวปลายทางจะมีความเหมาะสมเพียงพอต่อการดำรงชีวิต
ชีวมณฑล
เรือดังกล่าวจะต้องสามารถพึ่งพาตนเองได้อย่างสมบูรณ์ โดยจัดหาระบบช่วยชีวิตให้กับทุกคนบนเรือ จะต้องมีระบบที่เชื่อถือได้อย่างยิ่งซึ่งผู้อยู่อาศัยบนเรือสามารถบำรุงรักษาได้เป็นเวลานาน ซึ่งจะต้องมีการทดสอบว่ามนุษย์หลายพันคนสามารถอยู่รอดได้ด้วยตนเองหรือไม่ก่อนที่จะส่งพวกเขาออกไปไกลเกินกว่าความช่วยเหลือ ระบบนิเวศปิดเทียมขนาดเล็ก เช่นไบโอสเฟียร์ 2ได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อพยายามตรวจสอบความท้าทายทางวิศวกรรมของระบบดังกล่าว โดยได้ผลลัพธ์ที่หลากหลาย[ 21 ]
ชีววิทยาและสังคม
เรือรุ่นต่อรุ่นจะต้องคาดการณ์ถึงปัญหาทางชีววิทยา สังคม และขวัญกำลังใจที่อาจเกิดขึ้น[ 22 ]และยังต้องจัดการกับเรื่องคุณค่าในตนเองและจุดมุ่งหมายของลูกเรือต่างๆ ที่เกี่ยวข้องด้วย
การประมาณจำนวนประชากรขั้นต่ำที่เหมาะสมสำหรับยานอวกาศสำหรับการเดินทางข้ามรุ่นนั้นแตกต่างกันไป นักมานุษยวิทยา จอห์น มัวร์ ได้ประมาณการว่า หากไม่มีการตรวจพันธุกรรมของผู้คนก่อนขึ้นยานการควบคุมทางสังคมและ/หรือการปรับเปลี่ยนทางสังคม (เช่น การกำหนดให้ผู้คนต้องรอจนถึงอายุสามสิบกว่าปีจึงจะมีลูกได้) หรือการแช่แข็งไข่ อสุจิ หรือตัวอ่อน (เช่นเดียวกับที่ทำในธนาคารอสุจิ ) จำนวนประชากรขั้นต่ำ 160 คนที่จะขึ้นยานจะทำให้ครอบครัวดำเนินชีวิตได้อย่างปกติ (โดยเฉลี่ยแล้วแต่ละคนมีคู่ครองได้สิบคน) ตลอดการเดินทางในอวกาศ 200 ปี โดยมีการสูญเสียความหลากหลายทางพันธุกรรม น้อยมาก หากผู้คนที่ขึ้นยานเป็นคู่รัก ซึ่งสันนิษฐานว่าอยู่ในช่วงอายุยี่สิบต้นๆ และทุกคนที่อาศัยอยู่ในยานต้องรอจนถึงอายุสามสิบกลางๆ ถึงปลายๆ จึงจะมีลูกได้ จำนวนประชากรขั้นต่ำก็จะเหลือเพียง 80 คน อย่างไรก็ตาม การประมาณการนี้ไม่ได้คำนึงถึงตัวแปรหลายอย่าง รวมถึงโอกาสที่จะเกิดปัญหาสุขภาพมากขึ้นสำหรับทั้งหญิงตั้งครรภ์และทารกในครรภ์หรือเด็กแรกเกิดเนื่องจากอายุของหญิงตั้งครรภ์[ 23 ]ในปี 2013 นักมานุษยวิทยา Cameron Smith ได้ทบทวนวรรณกรรมที่มีอยู่และสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ใหม่เพื่อประมาณจำนวนประชากรขั้นต่ำที่สมเหตุสมผลในหลักหมื่น ตัวเลขของ Smith มีขนาดใหญ่กว่าการประมาณการก่อนหน้านี้ เช่น ของ Moore มาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะ Smith คำนึงถึงความเสี่ยงจากอุบัติเหตุและโรคภัยไข้เจ็บ และสมมติว่าจะมีภัยพิบัติทางประชากรร้ายแรงอย่างน้อยหนึ่งครั้งในช่วงระยะเวลา 150 ปี[ 24 ]
เนื่องจากอาจต้องใช้เวลาหลายชั่วอายุคนกว่าจะเดินทางไปถึงระบบดาวฤกษ์เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเรา เช่นพร็อกซิมา เซนทอรีจึงมีประเด็นอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ของยานอวกาศระหว่างดวงดาวดังกล่าว ได้แก่:
- ความเป็นไปได้ที่มนุษย์จะวิวัฒนาการ อย่างรวดเร็วไป ในทิศทางที่ผู้สนับสนุนยอมรับไม่ได้
- จำนวนประชากรขั้นต่ำที่จำเป็นต่อการดำรงรักษาสภาพแวดล้อมที่เป็นที่ยอมรับของผู้ให้การสนับสนุน ซึ่งอาจรวมถึงแง่มุมต่างๆ ดังนี้
- ความสามารถในการเรียนรู้ทักษะทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคที่จำเป็นในการบำรุงรักษา การใช้งาน และการบังคับเรือ
- ความสามารถในการบรรลุวัตถุประสงค์ที่วางแผนไว้ (การตั้งอาณานิคมบนดาวเคราะห์ การวิจัย การสร้างยานอวกาศระหว่างดวงดาวลำใหม่)
- การแบ่งปันค่านิยมของผู้สนับสนุน ซึ่งอาจไม่สามารถพิสูจน์ได้ในเชิงประจักษ์ว่าสามารถนำไปใช้ได้จริงนอกเหนือจากโลก เว้นแต่ว่าเมื่อยานอวกาศออกไปจากโลกและกำลังเดินทาง การอยู่รอดของลูกหลานจนกว่ายานอวกาศจะไปถึงดาวเป้าหมายจะเป็นแรงจูงใจอย่างหนึ่ง
ขนาด
เพื่อให้ยานอวกาศรักษาสภาพแวดล้อมที่เสถียรได้หลายชั่วอายุคน ยานอวกาศจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะรองรับชุมชนมนุษย์และระบบนิเวศที่รีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์[ 25 ]ยานอวกาศขนาดดังกล่าวจะต้องใช้พลังงานมากในการเร่งความเร็วและลดความเร็ว ยานอวกาศขนาดเล็กกว่า แม้ว่าจะสามารถเร่งความเร็วได้ง่ายกว่าและทำให้ความเร็วในการเดินทางสูงขึ้นเป็นไปได้จริงมากขึ้น แต่จะลดการสัมผัสกับรังสีคอสมิกและเวลาที่ความผิดปกติจะเกิดขึ้นในยาน แต่จะมีปัญหาเรื่องการไหลเวียนของทรัพยากรและความสมดุลทางนิเวศวิทยา[ 26 ]
ความแตกแยกทางสังคม
เรือเดินทางข้ามรุ่นอาจประสบกับความล้มเหลวของโครงสร้างทางสังคม การเปลี่ยนแปลงในสังคม (เช่น การก่อกบฏ) อาจเกิดขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าวและอาจขัดขวางไม่ให้เรือไปถึงจุดหมายปลายทาง สถานการณ์นี้ได้รับการอธิบายโดยAlgis Budrysในบทวิจารณ์หนังสือในปี 1966: [ 27 ]
ยานอวกาศระหว่างดวงดาวที่เคลื่อนที่ช้ากว่าแสง มุ่งหน้าฝ่าฟันกาลเวลาอันยาวนาน ลูกเรือค่อยๆ สูญเสียการติดต่อกับความเป็นจริงทั้งหมด ยกเว้นภายในยาน... คุณคงรู้จักเรื่องราวนี้ดีอยู่แล้ว ทั้งการตกต่ำอย่างน่าเศร้า การต่อสู้ที่น่าตื่นเต้นระหว่างเผ่าป่าเถื่อนต่างๆ ที่เกิดขึ้นในส่วนต่างๆ ของยาน และสุดท้าย หากผู้เขียนต้องการ ก็จะมีประกายแห่งความหวังเมื่อฝ่ายดีได้รับชัยชนะและเตรียมพร้อมที่จะเผชิญอนาคตบนพื้นฐานอันสูงส่ง แม้จะผิดพลาดก็ตาม
หนังสือ Orphans of the SkyของRobert A. Heinlein (ซึ่ง Budrys กล่าวว่าเป็น "คำแถลงที่สมบูรณ์แบบของธีมนี้") [ 27 ]และ หนังสือ Non-StopของBrian Aldiss (ชื่อภาษาอังกฤษ: Starship ) ได้กล่าวถึงสังคมดังกล่าว
รังสีคอสมิก
สภาพแวดล้อมการแผ่รังสีในห้วงอวกาศลึกนั้นแตกต่างจากบนพื้นผิวโลกหรือในวงโคจรต่ำของโลกมาก เนื่องจากมีการไหลเข้าของรังสีคอสมิกกาแล็กซี พลังงานสูง (GCRs) จำนวนมาก เช่นเดียวกับรังสีไอออนไนซ์ อื่นๆ รังสีคอสมิกพลังงานสูงสามารถทำลาย DNA และเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคมะเร็ง ต้อกระจก และความผิดปกติทางระบบประสาท[ 28 ]
ข้อควรพิจารณาทางจริยธรรม
ความสำเร็จของยานอวกาศรุ่นต่อรุ่นขึ้นอยู่กับเด็กที่เกิดบนยานที่จะรับหน้าที่ที่จำเป็น รวมถึงการมีลูกหลานของตนเองด้วย แม้ว่าคุณภาพชีวิตของพวกเขาอาจจะดีกว่า เช่น คุณภาพชีวิตของคนที่เกิดมาในความยากจนบนโลก ศาสตราจารย์ด้านปรัชญา Neil Levy ได้ตั้งคำถามว่าการจำกัดทางเลือกในชีวิตของแต่ละบุคคลอย่างรุนแรงโดยการผูกมัดพวกเขาไว้ในโครงการที่พวกเขาไม่ได้เลือกนั้นเป็นเรื่องที่ถูกต้องตามหลักจริยธรรมหรือไม่[ 29 ]มีปัญหาทางศีลธรรมเกี่ยวกับความรู้สึกของคนรุ่นกลาง ผู้ซึ่งถูกกำหนดให้เกิดและตายระหว่างการเดินทางโดยไม่เห็นผลลัพธ์ที่เป็นรูปธรรมจากความพยายามของพวกเขา เกี่ยวกับการดำรงอยู่โดยถูกบังคับบนยานดังกล่าว
ดูเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติม
- Caroti, Simone (2011). “The Generation Starship in Science Fiction: A Critical History, 1934-2001” Mcfarland. ISBN 978-0-7864-6067-0.
- Hein, Andreas M.; Pak, Mikhail; Pütz, Daniel; Bühler, Christian; Reiss, Philipp (2012). "World ships—architectures & feasibility revisited" . Journal of the British Interplanetary Society . 65 (4): 119.
ลิงก์ภายนอก
- "โครงการไฮเปอเรียน" . 1 พฤศจิกายน 2024 . สืบค้นเมื่อ3 พฤศจิกายน 2024 .
- กิลสเตอร์, พอล (17 สิงหาคม 2554). "Worldships: บทสัมภาษณ์กับเกร็ก แมทลอฟฟ์" . Centauri Dreams: การจินตนาการและการวางแผนการสำรวจอวกาศระหว่างดวงดาว. สืบค้นเมื่อ9 กุมภาพันธ์ 2556 .
- ไฮน์, แอนเดรียส (13 พฤษภาคม 2012). "โครงการไฮเปอเรียน: ยานอวกาศดาวเคราะห์น้อยกลวง – การเผยแพร่แนวคิด" . อิคารัส อินเตอร์สเตลลาร์ . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 10 เมษายน 2013 . สืบค้นเมื่อ13 กุมภาพันธ์ 2015 .สรุปโดยย่อเกี่ยวกับการวิวัฒนาการของแนวคิดเรือโดยสารสำหรับคนหลายรุ่น
- นิโคลส์, ปีเตอร์; แลงฟอร์ด, เดวิด (5 เมษายน 2557). "ยานอวกาศรุ่นต่อรุ่น" . สารานุกรมนิยายวิทยาศาสตร์ . ลอนดอน: โกลแลนซ์. สืบค้นเมื่อ13 กุมภาพันธ์ 2558 .