殖民地外行星我們需要的太空飛船至少要多大？

從20世紀初開始，當人類逐步加深對太陽系和宇宙的認識時，人類就開始展望在宇宙的其他行星上發展殖民地，建立新家園，成為一個星際文明。但擺在我們面前的一個骨感現實情況是，按照人類現在的技術水平來看，就算能夠成功發射殖民飛船，以目前的科技水平到達離太陽系最近的恆星系，半人馬α至少也要19000到81000年。

沒錯，(只有虵)比我們人類發展至今的文明歷程還要長。這讓許多理論家們頭大，同時也催生出了「世代飛船」的想法。這艘船要足夠大足以滿足人們在上面繁衍生息(那還殖民個P)。由斯特拉斯堡天文台的弗雷德里克·馬林和科學啟動機構CASC4DE的粒子物理學家卡米爾·貝魯菲領導的一項研究最近給出了一個可行的方案，該方案成功的解決了將殖民飛船發送到另一個恆星系的挑戰。首要解決的問題是飛船上的一代目需要多少人才夠健康的將人類基因繁衍下去。

在給出數字答案之前，此項研究中使用了一個隨機代碼生成軟體來模擬人的一生中會遇到的一些場景，包括生老病死。好了，具體一代目的數量是4298。是的，至少要98個船員同時還要排除遺傳疾病風險和一些婚前的負面事件影響(如流產等)才能保證健康的繁衍下去。

第二個問題是吃，按照現在最先進的食物保存技術，預留的食物也會在幾個世紀內逐漸腐敗變質，因此船員們必須要有一定的空間來生產食物。然後問題就是，需要多大的空間才夠98個一代目的食物產出需求？根據一系列廢話船員的熱量需求(評估年齡、身高、體重、活動量等)和飛船的表面積與可生產的食物量，最後得出結論。

以一個500人的群體為例，該群體民族混雜、雜食、攝入均衡，只需要約0.45平方公裡面積的人工土地就可以滿足該群體的食物需求。使用無土栽培培育植物(糧食、水果、蔬菜澱粉糖和油)和傳統農業副食(肉、魚和乳製品還有蜂蜜)蜂蜜？？？

這些結果還給飛船設計本身提供了一些體系約束結構的上限值，假設該船使用旋轉圓筒的方式來提供人造重力，則半徑至少在224米，長度為320米。除此以外的其他人類所需區域——比如人類居住區、控制室、發電站反應堆和發動機使得飛船比這個圓筒又額外多出兩倍體積。

有趣的是，即使我們再次基礎上把飛船的長度加倍，也沒有現今地球上所存在的最大人造物——迪拜伯克哈利法塔塔要小。

這項研究主要讓我們驚奇的意識到，按照我們現有的技術，我們已經有能力建造一艘這樣的「世代飛船」用來跨越漫長的時空是有可能性的。這項研究的唯一缺陷是水。僅僅依靠對飛船整體的水資源回收是不夠的，人們下一個要攻克的難題是如何在深空中收集水/冰。

本文譯自 sciencealert，由譯者 利維坦 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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