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人类若星际航行或需太空繁衍 飞船如巨大生物圈

http://www.kexue.com 2012-09-24 09:25:46 腾讯科学  发表评论

人类星际航行或需太空繁衍 飞船如巨大生物圈
只有这种巨大的飞船才能满足人类长期星际旅行的需求

  上周于休斯顿召开的“百年星舰”恒星际航行计划中,来自世界各研究机构的科学家、工程师、哲学家、心理学家以及其他领域的人士共同讨论了人类在进行恒星际探索时所面对的问题,指出该计划面临的最大困难并非技术限制,而是人类本身。科学家希望以此推动宇宙飞船的革命性动力系统的研究、生命支持系统、飞船以及模拟生物圈的设计等,该计划得到了美国国防部高级研究计划局(DARPA)资金支持。

  首位非洲裔前美国宇航局女宇航员梅·杰米森(Mae Jemison)认为真正令人兴奋和可怕的事情是我们知道进行恒星际航行的最大困难在于我们自己,人类发展到星级文明并进行长距离的空间飞行是不可避免的演化结果。另外,如果人类能够解决星际航行的困难和挑战,那么其中涉及到的技术也将解决今天困扰地球的许多问题。比如建造恒星际飞船时就要考虑如何保护和回收可利用的资源和能量,如何构建社会的稳定和谐,以及如何可持续地利用能源等。

  根据《星际迷航:下一代》演员、“百年星舰”计划咨询委员会的莱瓦尔·伯顿(LeVar Burton)认为:如果我们向着下一个文明级别的发展,那么就应该解决目前地球上存在的所有问题,因为在前往另一颗恒星系统的航行中文明需要有个质的演化。负责“百年星舰”计划的技术、设计研究人员雷切尔·阿姆斯特朗博士提出恒星际宇宙飞船中可以采用诸如原始细胞和可编程的智能体系作为基础架构。这项技术的可衍生出解决21世纪人类特大城市以惊人速度增长过程中所面对的困难和挑战。

  对当今人类社会的研究(比如废物利用、资源管理问题、交通堵塞等)可使科学家在着手进行恒星际空间飞行计划中起到积极作用。进行数万年以上的恒星际旅行需要进行“多代繁衍”才能保持人类的种子可播撒到另外一颗恒星系统中,这就需要超级宇宙飞船中可以融合自然生态系统和人类社会并长期共存,类似于一个完整的生物圈。科学家设想的未来宇宙飞船生态系统并不是一个封闭性的空间环境,而是开放的,通过核聚变产生类似太阳光的能量为整个生态系统提供能量,并在飞船中制造人造重力场,同时也嵌入了真正的生态建筑的理念,每一个建造材料都是可再生的,可循环的。

  早在二十世纪六十年代,研究人员戈登·帕斯克(Gordon Pask)和斯塔福德·比尔(Stafford Beer)探讨了在控制论试验中使用生物和化学系统达到不同建筑物质实体的效果,实现创新点。在过去的二十年,合成生物学、化学技术(设计、工程和生命系统技术)的进步使得我们可以打造出包括气流、土壤和水环境等生物圈的基础架构。传统意义上,人体可以看做一个离散的结构,通过近年来遗传分析和微生物的发现,我们的基因组中混杂着细菌和病毒的遗传信息,我们身体中90%的细胞都与细菌有关,而且人体中存在大约三公斤的细菌细胞,它们帮助我们消化食物,参与免疫系统等。

  因此在进行恒星际空间飞行的旅程中,飞船上的人类社会和自然生态系统需要实现可持续的发展 ,比如水环境的循环,通过吸收辐射和热量再导入微生物的生态群落中。人类在进行长距离的星际航行需要面对资源、环境以及飞船社会结构等诸多问题,所有的一切都在以维持飞船上宇航员的生命为目的,由此生命维持系统、甚至是在飞船上延续人类后代的技术都显得至关重要。SETI(搜寻地外智慧)研究所的创始人、天文学家吉尔·塔特(Jill Tarter)认为“百年星舰”计划是一场硬仗,我们要打造的是一艘能够进行恒星际航行的宇宙飞船。(Everett)

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