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"私達は星の中に住んでいるのだろうか？"
これはレイチェル・アームストロングの大きな問題です - そして彼女は答えようと決心しています。イギリスのニューカッスル大学の実験建築の教授であるArmstrongは、特に21世紀の星間飛行を促進し促進するように設計された国際プロジェクトであるIcarus Interstellarに入社して以来、キャリア全体のゼロg建設について考えてきました。 「それは私たちの限界を超えて、私たちが今ある以上のものであることと関係があります」と彼女は言います。 「宇宙船の問題は、本当に人類の本質に関するものです。そしてそれは私たちが できる スターシップを築きましょう。」
できるかどうかは変更される可能性がありますが、そうであるかどうかは人類自身の産物です - 私たちの推論、私たちの優先事項。宇宙船問題の背景は、人口増加、環境悪化、科学的研究、そして探求する衝動です。それと比較して、探究の主題を定義することは簡単です：Armstrongによると、宇宙船は私たちの太陽系を越えて世界に有機物を輸送するのに使用することができる船です。宇宙船を他の種類の宇宙船と区別する2つの大きな特徴があります。それは、長い間船上で生命を維持する能力と、他の月や惑星にその生命を引き継ぐ能力です。
宇宙での生活は私たちができることです。それがISSが提供するものです。 ISSができないことは銀河系の距離を移動することです。推進力は、それが宇宙船に関しては摩擦です。科学者たちは、100年以内に別の星系にたどり着くためには、宇宙船は光速の約10パーセントで移動しなければならないだろうと見積もっています。ワープドライブがなければ、物事はトリッキーです。
現在または提案されているすべての技術の中で、Armstrongはソーラーセイルが最も現実的であると考えています。ソーラーセイルは基本的には推進力として星から放出される放射圧を使用します。この場合の放射圧は、宇宙船に帆のように取り付けられた大型の超薄型ミラーを押しつけ、非常に高速で前方に移動させます。これは（比較的）手頃なタイプの推進力です。実際、非常に安いので、2015年6月にテストフライトを実施したThe Planetary Societyの市民資金によるLightSailプロジェクトの基礎となります。いかなる種類の推進薬も搭載して保管する必要はありません。
「私たちは実際にそれを構築し始めることができます」とArmstrongは言います。
しかし欠点があります。予期せぬスペースのほこりや破片がセイルの薄い素材に当たった場合、全体が数秒で修復不可能なほど損傷する可能性があります。 Armstrongは、そのようなスペースのがらくたをスキャンするロボットプローブが早期警告を提供するのに役立つかもしれないと言います、しかし帆はまだ回避的な操縦を実行する必要があるでしょう。バックアップ推進システムが搭載されていない場合、宇宙飛行士は放射圧と太陽風を完全に享受することになり、これは予測できないほどです。
他のもっと急進的な推進技術があり、それはおそらくより大きなタイプの宇宙船にとってもっと理にかなっているでしょう。原子力が最も理にかなっています。私たちはすでに核分裂をすることができます（それが私たちが地球上で原子炉を動かす方法です）が、核融合は ずっと もっと効率的な。レーザーや電子ビームを使って船を前進させるなど、他の多くの種類の概念技術が核融合技術から成り立っています。残念ながら、私たちは10年前よりも核融合を現実のものにすることには近づいていないようです。
宇宙船の設計に対するもう1つの大きな障害は、居住性です。それは、人々を宇宙に送り込むことと、人々を生き生きと保つことです。 Armstrongは後者は土壌でのみ可能であると主張している。
「生き残るためには、土が必要になるでしょう」と彼女は言います。 「有機物があるところです」
土壌は植物の成長に必要であり、それは酸素、果物、野菜を生産するのに必要です。植物の種類が異なれば、多種多様な状況で役立つ1トンの異なる有機材料を提供することもできます。残念ながら、この研究は追求するのが難しいです。 1967年の国際宇宙条約は、極限環境における微生物の実験を制限しています。条約が変更されたと仮定すると、科学者は動的化学プロセスを使用して高度に局所化されたゾーンを整形する方法を見つけ出す必要があります。これには「超土」が必要です。
「水と空気を一定の比率で混ぜ合わせるという考えを超えた、複雑な延命防止布を設計することができます」とArmstrong氏は言います。 「もし我々が戦略的に異なる種類の有機体そしておそらく技術的な布地さえも導入したならば、私たちは土壌がそれらが自然主義的にするよりひどい多くをすることができると思うかもしれません。」
合成生物学は、私たちが宇宙船の環境で重要な役割を果たすことができる植物をバイオエンジニアリングするのを助けることさえできます。これらの植物は、大量の酸素を生産し、より少ない資源で生活し、飲料水をリサイクルするために水系をろ過し、より速い速度で果物や野菜を生産するなどのために作られることができます。
しかし、持続可能な生息地とは、単に人生を成長させるのに役立つ資源を提供するという意味ではありません。 Armstrongは「生活技術」の探求に多くの時間を費やしてきました - その中で、代謝物質は「建築などの人工構造物が自然のシステムと接続することができる化学インターフェースまたは言語」として機能します。エネルギー過程を経て異なる状態に変化する。アームストロングは、代謝物質がどのようにしてより伝統的な構造物質と共に生態学的景観の創造に参加できるかを理解することに最も興味を持っています。
その一例が、環境の中を動き回り、変化する状況に基づいて複雑な動作をする可能性がある「プロトセル油滴」です。これは、ますます光に敏感になることを意味するかもしれません。振動や揺れに反応する。異なる種類の廃棄物を排出することによって変化する空気組成を変える。あるいは損傷を受けた後でも自己修復します。この最後の能力は、小さな岩や氷の小片のような、宇宙の周りで怪我をしている他の目に見えない物によって与えられるダメージを最小にするのを助ける宇宙船の外皮の層を作るのに特に役に立ちます。
これらの障害により、アームストロングの自主的な2100年のスターシップ期限に間に合わない可能性があります。たとえ技術的な制約が問題にならなかったとしても、経済的および政治的な力は間違いなくプロセスを遅くするでしょう。それでも、アームストロングは、月に戻って火星に人間を連れて行くことへの関心が高まれば、すぐに宇宙船を作る方法を考えることだけに専念する研究ステーションを設立するかもしれないことを期待しています。
「私たちは惑星間文明を創造することにかなり真剣です」とアームストロングは言います。
「それは空想科学小説のように思えますが、宇宙船について考えることは私達が将来の世代のために、私達が長期の中でものを作ることについて行く方法について戦略的に考えるように私達を誘います。次に何が起きるのかわからないが、未知の世界に進まなければならない」