Não há duas maneiras sobre isso, o Universo é um lugar extremamente grande! E graças às limitações colocadas sobre nós pela Relatividade Especial, viajar até mesmo para os sistemas estelares mais próximos pode levar milênios. Como abordamos em um artigo anterior, o tempo estimado de viagem até o sistema estelar mais próximo (Alpha Centauri) pode levar de 19, 000 a 81, 000 anos usando métodos convencionais.

Por esta razão, muitos teóricos recomendam que a humanidade confie em naves de geração para espalhar a semente da humanidade entre as estrelas. Naturalmente, tal projeto apresenta muitos desafios, não menos importante é o tamanho que uma espaçonave precisaria ter para sustentar uma tripulação de várias gerações. Em um novo estudo, de cientistas internacionais abordaram esta mesma questão e determinaram que seria necessário muito espaço interior!

O estudo, que apareceu recentemente online, foi liderado pelo Dr. Frederic Marin do Observatório Astronômico de Estrasburgo e Camille Beluffi, um físico de partículas com a start-up científica Casc4de. Eles se juntaram a Rhys Taylor, do Instituto Astronômico da Academia de Ciências Tcheca, e Loic Grau da firma de engenharia estrutural Morphosense.

Seu estudo é o mais recente de uma série conduzida pelo Dr. Marin e Beluffi que aborda os desafios de enviar uma espaçonave de várias gerações para outro sistema estelar. Em um estudo anterior, eles abordaram o quão grande a tripulação de um navio de geração precisaria ser para chegar ao seu destino com boa saúde.

Eles fizeram isso usando um software de código numérico customizado desenvolvido pelo próprio Dr. Marin, conhecido como HERITAGE. Em uma entrevista anterior com o Dr. Marin, ele descreveu HERITAGE como "um código de Monte Carlo estocástico que explica todos os resultados possíveis das simulações espaciais, testando todos os cenários aleatórios para procriação, vida e morte."

De sua análise, eles determinaram que um mínimo de 98 pessoas seriam necessárias para cumprir uma missão multigeracional para outro sistema estelar, sem riscos de distúrbios genéticos e outros efeitos negativos associados ao casamento entre mulheres. Para este estudo, a equipe abordou a questão igualmente importante de como alimentar a tripulação.

Dado que os estoques de alimentos secos não seriam uma opção viável, já que eles iriam se deteriorar e se deteriorar durante os séculos em que o navio estivesse em trânsito, o navio e a tripulação teriam de estar equipados para cultivar seus próprios alimentos. Isso levanta a questão, quanto espaço seria necessário para produzir safras suficientes para manter uma equipe considerável alimentada?

Quando se trata de viagens espaciais, o tamanho da espaçonave é um grande problema. Como o Dr. Marin explicou à Universe Today por e-mail:

"Quanto mais pesado o satélite, mais caro é lançá-lo no espaço. Então, quanto maior / mais pesada a espaçonave, o mais complicado e caro será o sistema de propulsão. Na verdade, o tamanho da espaçonave restringirá muitos parâmetros. No caso de um navio de geração, a quantidade de comida que podemos produzir está diretamente relacionada à área de superfície dentro do navio. Esta área é, por sua vez, relacionado com o tamanho da população a bordo. Tamanho, a produção de alimentos e a população estão, de fato, intrinsecamente conectadas. "

Para responder a esta importante questão - "quão grande o navio precisa ter?" - a equipe contou com uma versão atualizada do software HERITAGE. Como eles afirmam em seu estudo, esta versão "considera as características biológicas dependentes da idade, como altura e peso, e características relacionadas ao número variável de colonos, como infertilidade, taxas de gravidez e aborto. "

Além disso, a equipe também levou em consideração as necessidades calóricas da tripulação para calcular a quantidade de alimentos que precisaria ser produzida por ano. Para conseguir isso, a equipe incluiu dados antropomórficos em suas simulações para determinar quantas calorias seriam consumidas com base na idade do passageiro, peso, altura, níveis de atividade, e outros dados médicos.

"Usando a equação de Harris-Benedict para estimar a taxa metabólica basal de um indivíduo, avaliamos quantas quilo-calorias devem ser ingeridas por dia por pessoa para manter o peso corporal ideal. Tomamos o cuidado de incluir variações de peso e altura para levar em conta uma população realista, incluindo corpulência leve / pesada e pessoas altas / pequenas. Uma vez que a necessidade calórica foi estimada, calculamos a quantidade de alimentos geopônicos, técnicas agrícolas hidropônicas e aeropônicas poderiam produzir por ano por quilômetro quadrado. "

Ao comparar esses números com técnicas agrícolas convencionais e modernas, eles são capazes de prever a quantidade de terra artificial que teria que ser alocada para a agricultura dentro da embarcação. Eles então basearam seus cálculos gerais em um parafuso relativamente grande (500 pessoas) e derivaram um número geral. Como o Dr. Marin explicou:

"Nós achamos isso, para uma equipe heterogênea de, por exemplo., 500 pessoas vivendo em um onívoro, dieta balanceada, 0,45 km² [0,17 mi²] de terra artificial seriam suficientes para cultivar todos os alimentos necessários usando uma combinação de aeropônicos (para frutas, legumes, amido, açúcar, e óleo) e agricultura convencional (para carne, peixe, laticínio, e mel). "

Esses valores também fornecem algumas restrições arquitetônicas para o tamanho mínimo do próprio navio de geração. Assumindo que o navio foi projetado para gerar gravidade artificial por força centrípeta (ou seja, um cilindro giratório), seria necessário um mínimo de cerca de 224 metros (735 pés) de raio e 320 metros (1050 pés) de comprimento.

"Claro, outras instalações além da agricultura são necessárias - habitação humana, salas de controle, Geração de energia, massa de reação e motores, que tornam a espaçonave pelo menos duas vezes maior, "Dr. Marin acrescentou." Curiosamente, mesmo se dobrarmos o comprimento da nave, encontramos uma estrutura que ainda é menor do que o edifício mais alto do mundo - Burj Khalifa (828 m; 2.716,5 pés). "

Para os aficionados da exploração do espaço interestelar, e planejadores de missão, este último estudo (e outros da série) são altamente significativos, no sentido de que estão fornecendo uma imagem cada vez mais clara de como seria a arquitetura de missão de um navio de geração. Além de proposições meramente teóricas do que estaria envolvido, esses estudos fornecem números reais com os quais os cientistas podem trabalhar algum dia.

E como o Dr. Marin explicou, também faz com que um projeto tão grandioso (que parece assustador à primeira vista) pareça muito mais viável:

“Este trabalho nos dá uma visão sobre a real possibilidade de criar naves de geração. Já somos capazes de construir estruturas tão grandes na Terra. Agora quantificamos com precisão quão grande deve ser a superfície dedicada à agricultura em naves de geração para que a população pode se alimentar durante viagens de séculos. "

De acordo com Marin, a única questão remanescente que precisa ser explorada é a água. Qualquer missão envolvendo uma grande equipe gastando mais de alguns séculos no espaço interestelar vai precisar de muita água para beber, irrigação, e saneamento. E não basta simplesmente confiar em métodos de reciclagem para garantir um abastecimento estável.

Esse, Marin indica, será o assunto de seu próximo estudo. "No espaço profundo (longe dos planetas, luas ou grandes asteróides), a água pode ser muito difícil de coletar, "disse ele." Então os recursos a bordo podem ser prejudicados pela falta de água. Devemos dedicar nossas investigações futuras para resolver este problema. "

Tal como acontece com a maioria das coisas relacionadas com a exploração do espaço profundo ou a colonização de outros mundos, a resposta à pergunta invariável ("isso pode ser feito?") é quase sempre a mesma - "Quanto você está disposto a gastar?" There is no doubt that an interstellar mission, regardless of what form it might take, would require a massive commitment in terms of time, energia, and resources.

It would also require that people be willing to risk their lives, so only adventurous people would apply. But perhaps most of all, it would need the will to see it through. Barring urgency or extreme necessity (i.e. planet Earth is doomed), it's hard to imagine all of these factors coming together.

Contudo, knowing exactly how much it will cost us in terms of money, resources and time to mount such a project is a very good first step. Only then can humanity decide if they are willing to make the commitment.