Boffins tror att Mars-kolonin skulle kunna överleva med mindre än två dussin personer • The Register

By | August 16, 2023

När människor ger sig ut för att kolonisera den röda planeten är det inte helt klart hur många kolonister som krävs för att hålla alla vid liv.

SpaceX President och Chief Operating Officer Gwynne Shotwell spekulerade förra året att människor skulle kunna landa på Mars inom detta decennium, så det är inte för tidigt att börja fundera på livskraften för en Marskoloni eller hur många människor som skulle behöva vara närvarande för att upprätthålla den. bosättning arbetar. . Ingen vill återskapa förtvivlan som skildras i 2015 års sci-fi-film marsianen.

Medan tekniken som behövs för att göra bosättning på Mars troligt är ett pågående projekt, har vissa redan gjort uträkningen. I en forskningsartikel från 2020 publicerad i NaturJean-Marc Salotti, professor i datavetenskap vid Ecole Nationale Superieure de Cognitique, Institut Polytechnique de Bordeaux, Frankrike, drog slutsatsen att 110 människor skulle behövas för en självförsörjande koloni på Mars.

Det fanns andra uppskattningar. En studie från 2003 angav lågkostnadskolonistorleken till 100. En separat uppsats från 2001 föreslog att en självförsörjande koloni på 500 – inte nämnt som ett minimum – skulle kunna fungera på Mars nordpolära mössa. Men nummer 110 är nyare.

Det kan vara fler personer än nödvändigt. En grupp forskare vid George Mason University i Fairfax, Virginia, drog slutsatsen att en Marskoloni kunde överleva med bara 22 kolonister.

Dataforskarna – Edgar Arguello, Sam Carter, Cristina Grieg, Michael Hammer, Chris Prather, Clark Petri och Anamaria Berea – beskriver sina resultat i ett förtryckt papper med titeln “An Exploration of Mars Colonization with Agent-Based Modeling.”

“Vi började vår studie efter att vi såg [Salotti’s] artikel och vi ville verifiera den siffran”, sa Anamaria Berea, docent i data- och datavetenskap vid George Mason University och en av medförfattarna till forskningen, i ett mejl till Registret.

Berea sa att Natur Artikeln gjorde antaganden som inte tog hänsyn till verkligheten av socialt och psykologiskt beteende och kontinuiteten i mänskliga interaktioner, även på avstånd i rymden.

“Alltför ofta tenderar vi att behandla människor precis som siffror eller partiklar som saknar personliga incitament, heterogenitet och anpassningsförmåga,” sa Berea. “Mänskliga grupper är komplexa system där resultatet inte är summan av dess delar, utan synergi. Alla sociala system uppvisar egenskaper av anpassningsförmåga, uppkomst och icke-linjär dynamik.”

“Dessutom, det vi inkluderar i vår modell – och det ingick inte i den andra artikeln – är förhållandet mellan jorden och livsmiljön på Mars. Det är svårt att föreställa sig en livsmiljö som kommer att vara helt avskuren från jordens försörjning och oavsett börja, särskilt i en miljö som är lika ohållbar för mänskligt liv som Mars, även om vi hade den bästa tekniken för att hjälpa oss där.”

“Scenariot där du bara kan skicka X antal människor någonstans och bara låta dem överleva är mycket osannolikt, också för att det faktiskt kostar mycket mer att skicka tiotals och hundratals människor ut i rymden än det gör att skicka skyttlar”.

I ett mejl till RegistretSalotti skrev: “Tjugotvå är faktiskt kompatibelt med min 110 eftersom olika problem är lösta. Tjugotvå är acceptabelt när leveranser från jorden är möjliga för återförsörjning. Det kan till och med vara mindre. Problemet med den här typen av tillvägagångssätt är att resultaten beror mycket på uppsättningen parametrar, som är godtyckliga.”

Berea och hans medförfattare gjorde sina beräkningar av sin Mars-kolonipopulation med hjälp av agentbaserad modellering i ett program med öppen källkod som heter NetLogo.

“Agent-Based Modeling (ABM) är en klass av datorsimuleringar som kodar “agenter”/individer med relevanta attribut som liknar verkliga individer, och även reglerna för interaktioner mellan dessa agenter,” förklarade Berea.

“I allmänhet skapar vi med ABM representativa simuleringar av ett komplext system och verklighetsfenomen, där vi kan spåra uppkomsten av stora mönster eller fenomen från enkla beteenderegler och interaktioner på mikronivå.”

“Dessutom kan vi utforska ett brett spektrum av scenarier och isolera relevanta initiala förhållanden och parametrar som med största sannolikhet kommer att förverkliga de fenomen vi observerar. Detta är särskilt användbart för system där direkta orsaksfenomen inte lätt kan härledas från data eller experiment. , och för system där vi har interaktioner mellan agenter och olika miljöer.”

Med hjälp av tidigare forskning om besättningens prestation under stress (t.ex. ubåtsbesättningar, antarktiska utforskningsteam, soldater i Irak), skapade boffinerna datamodeller för kolonister från Mars (t. diverse miljövariabler och matade in dem i NetLogo-mjukvaran för att skapa en simulering. Resultatet är ungefär som The Sims, men utan den roliga grafiken.

Varje kolonist på mars tilldelades en av fyra möjliga psykologiska egenskaper: neurotisk, reaktiv, social eller behaglig, och sedan kördes simuleringen. Modellerade marsianer skulle röra sig, sova, arbeta med andra, producera eller konsumera resurser och interagera. Utan tillräckligt med resurser förlorar marsimmar hälsa och de som reduceras till noll hälsa dör och tas bort från simuleringen.

Var 78:e vecka kan en försändelse från jorden tas emot med fyra nya kolonister, var och en med sina egna personlighetsdrag, om inte en trafikolycka inträffar (som skapar stress för kolonisterna).

En av resultaten från att köra denna ABM är att uppdragsplanerare kanske vill minimera antalet neurotiker som skickas till Mars. “Marsbor med den “neurotiska” psykologin dör i mycket högre takt än andra psykologer, och när deras befolkning når en tillräckligt låg nivå stabiliseras befolkningen i bosättningen”, noterar tidningen och noterar att de med den trevliga personligheten typ gör det bra. bäst över tid.

Baserat på fem körningar av modellen under en period av 28 år – seedad med initiala populationsstorlekar som sträcker sig från 10 till 170 i steg om tio – “en initial population på 22 var det minsta nödvändiga för att upprätthålla en livskraftig långtidskolonistorlek.” säger tidningen.

“Vi ville visa att om vi försummar de sociala, beteendemässiga och psykologiska aspekterna av rymdutforskningar, kan vi grovt fela i våra uppskattningar, förutsägelser och prognoser,” sa Berea.

“Astronauter eller vanliga människor som kommer att utforska rymden på ett eller annat sätt är inte amorfa enheter, och vår sällskaplighet och psykologi kommer att spela en avgörande roll för dessa uppdrag. Våra sociala och beteendemässiga aspekter som människor kan bokstavligen sudda ut gränsen mellan framgång och framgång. misslyckande av ett uppdrag, särskilt på lång sikt, och kan också återspeglas i de ekonomiska kostnaderna för sådana uppdrag”. ®

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *