Wie viele Männer oder Frauen braucht man, um ein interstellares Raumschiff zu fliegen?

Würde ein interstellares Raumschiff bei einem außerplanmäßigen Flug eine aktive Besatzung bestehend aus einem Kapitän, mehreren Offizieren und einer Reihe von Technikern benötigen, ähnlich wie die Brücke der Enterprise, oder wäre es ein Pilot, vielleicht mit Ersatz für Notfälle genug, ähnlich wie Segler, die allein auf den Seen und Ozeanen der Erde navigieren?

Diese Frage bezieht sich nur auf das Fliegen des Schiffes, nicht auf die Versorgung der Passagiere, die Wartung usw.

Unzählige unbemannte Sonden haben bewiesen, dass die Navigation im All eine Aufgabe ist, die von autonomen Computersystemen adäquat bewältigt werden kann.
Aber diese Sonden reisen in Sichtweite der Teleskope der Erde. Darüber hinaus müsste ein Autopilot auf andere Objekte im Weltraum reagieren, die von der Erde (oder einem anderen Ausgangspunkt) nicht sichtbar sind. Ich bin mir sicher, dass Steine, die kleiner als 50 km sind, für ein Raumschiff gefährlich sind, siehe: neugierig.astro.cornell.edu/question.php?number=588 Und obwohl ein Computer fliegende Steine ​​erkennen und darauf reagieren könnte, habe ich keine Ahnung, ob es könnte andere Dinge geben, die eine Kurskorrektur (oder Rückkehr) notwendig machen würden.
Ein Computersystem könnte einen Asteroiden auf Kollisionskurs viel schneller und effizienter erkennen und darauf reagieren als jeder menschliche Pilot. Außerdem werden Sie umso weniger Asteroiden begegnen, je weiter Sie von einem großen Gravitationsfeld (Planet oder Stern) entfernt sind.
Wie viele Leute braucht man für den parallelen Park? Vor 10 Jahren brauchte es mindestens einen ... jetzt können Autos alleine PP fahren. In 10 Jahren werden Autos voraussichtlich selbst fahren können – und alle relevanten Entscheidungen treffen. Ähnlich, wie werden Autos mit „unvorhergesehenen Folgen“ wie Katzen, Vögeln, Kindern, anderen Autos umgehen? Wenn die Technologie erweitert wird, sollte eine richtig abgestimmte KI in der Lage sein, sich entsprechend anzupassen. Erweitern Sie diese Art von Technologie auf Raumschiffe, und es ist leicht zu glauben, dass irgendwann vollständig autonome Schiffe möglich sein werden.
Okay. Ich weiß, dass ich pathologisch stur erscheinen muss, aber ich möchte sicherstellen, dass nichts übersehen wurde. Da Menschen Straßen gebaut haben und da wir alle Straßen, die wir gebaut haben, befahren haben und auf alle wahrscheinlichen Hindernisse gestoßen sind, denen ein Auto etwa eine Million Mal begegnen könnte, wissen wir, für welche Eventualitäten wir ein computergesteuertes Auto programmieren müssen. Aber wir waren noch nie im Weltall, und selbst nach hundert Jahren Weltraumreisen werden wir nicht alles gesehen haben, was dort passieren könnte, also wie sollen wir einen Computer programmieren, um mit dem umzugehen, von dem wir nicht wissen, dass es passieren könnte? ?
Oder glauben Sie wirklich, dass, wie Gerrit es ausdrückte, der Weltraum "besonders langweilig" ist und dort (einem Schiff) nichts Ereignisreiches passieren wird?
@what: Alles, was von der Erde aus unsichtbar ist, ist per Definition klein und kann daher leicht vermieden werden, indem nach links, rechts, oben oder unten gesteuert wird. Der Weltraum ist im Vergleich zur Erdoberfläche unglaublich langweilig.
Ich denke, Dinge in der Nähe von Alpha Centauri sind nicht unbedingt klein, nur weil wir sie von der Erde aus nicht sehen können, @MSalters

Antworten (3)

Null.

Voyager 1 hat das Sonnensystem verlassen und ist daher ein interstellares Raumschiff. Ich bin mir nicht sicher, was ein Schiff qualifiziert , aber es gibt keinen Grund, warum es Menschen aufnehmen sollte. Übrigens brauchen Yachten (oder Autos) auch keine Menschen zur Navigation.

Der interstellare Raum ist besonders langweilig. Sie werden viele Jahre unterwegs sein, ohne dass absolut nichts passiert. Einen Menschen zum Steuern eines Schiffes zu beschäftigen, würde buchstäblich bedeuten, ihn oder sie von der Geburt bis zum Tod dort sitzen zu lassen, ohne dass während seines oder ihres ganzen Lebens Ereignisse passieren. Das kann man den Menschen nicht antun. Dafür sind Computer da.

Der Kommentar von Mike Adler ist eine gute Ergänzung, und ich werde ihn hier vollständig zitieren:

Autonomie bezieht sich immer auf eine Zeitskala. Raumfahrzeuge waren zwangsläufig schon immer auf der Zeitskala von Minuten autonom. Moderne Raumfahrzeuge sind auf der Zeitskala von Tagen bis Wochen autonom. Rosetta kümmerte sich mehr als zwei Jahre lang um sich selbst. Ich würde erwarten, dass ein interstellares Schiff so konzipiert ist, dass es über viel längere Zeiträume autonom ist, aber so konzipiert ist, dass die Erde etwa alle zehn Jahre eincheckt, um zu sehen, wie die Dinge laufen, und um alle aufgedeckten Probleme neu zu programmieren. Die "Crew" kann sehr wohl eingefrorene Embryonen sein, die bei ihrer Ankunft auf die Sprengung warten.

Sie sagen also, es gibt keine unvorhergesehenen Hindernisse beim interstellaren Flug, mit denen ein Computer nicht umgehen kann?
@was es keine gibt, mit denen ein Mensch besser umgehen könnte. Abgesehen von technischen Problemen mit dem Raumfahrzeug selbst natürlich, aber Sie haben die Wartung von Ihrer Frage ausgeschlossen.
Um fair zu sein, gibt es derzeit mehrere Leute, die Voyager 1 und 2 fliegen. Aber der Kern der Antwort ist immer noch richtig.
@MarkAdler Das wirft die Frage auf, was das Fliegen eines Raumfahrzeugs ausmacht ?
Es ist erwähnenswert, dass diese Antwort, obwohl sie für unser aktuelles Verständnis der Physik völlig richtig ist, nicht das Potenzial anspricht, dass eine noch unentdeckte Methode des FTL-Reisens (wie es in Science-Fiction Standard ist) eine Crew in Unternehmensgröße erfordern könnte .
@Bobson Das ist Spekulation, aber es fällt mir schwer, mir vorzustellen, dass spekulative Computer in einer spekulativen Zukunft und spekulativen Technologie diese Aufgabe nicht besser als Menschen erfüllen würden.
@Bobson Die Enterprise hat keine Crew, sie hat eine Besetzung.
@gerrit - Es gibt definitiv Science-Fiction, die FTL-Methoden postuliert, bei denen ein Computer entweder nicht funktionieren kann, nicht einmal die gleichen Dinge wie ein Mensch sehen kann oder auf andere Weise unfähig wäre. Sie sind jedoch im Allgemeinen diejenigen, die auf der „Fiktion“-Seite des Spektrums härter ankommen als auf der „Wissenschafts“-Seite.
@MarkAdler Das wundert mich. Wenn wir ein bemanntes interstellares Schiff hätten, wer würde es steuern? Ein Team auf der Erde oder ein Team auf dem Schiff? Selbst wenn eine Methode der suspendierten Animation verwendet würde, könnte eine rotierende Besatzung das Schiff immer noch bedienen (vorausgesetzt, dass die suspendierte Animation mehrmals verlassen und wieder betreten werden könnte).
Dies setzt voraus, dass die Autopilotierung nicht weit genug fortgeschritten ist, um keine menschliche Wartung mehr zu benötigen, wenn ein bemanntes interstellares Schiff möglich ist.
Autonomie bezieht sich immer auf eine Zeitskala. Raumfahrzeuge waren zwangsläufig schon immer auf der Zeitskala von Minuten autonom. Moderne Raumfahrzeuge sind auf der Zeitskala von Tagen bis Wochen autonom. Rosetta kümmerte sich mehr als zwei Jahre lang um sich selbst. Ich würde erwarten, dass ein interstellares Schiff so konzipiert ist, dass es über viel längere Zeiträume autonom ist, aber so konzipiert ist, dass die Erde etwa alle zehn Jahre eincheckt, um zu sehen, wie die Dinge laufen, und um alle aufgedeckten Probleme neu zu programmieren. Die "Crew" kann sehr wohl eingefrorene Embryonen sein, die bei ihrer Ankunft auf die Sprengung warten.
@gerrit Ich denke, die obigen Informationen von Mark Adler wären großartig, wenn Sie sie in Ihrer Antwort hätten!

Schiff definieren

Wenn man ein Schiff so definiert, dass es mindestens einen menschlichen Besatzungsmann hat ...

Kein FTL

In Ermangelung von FTL-Antrieben ist ein Minimum an aktiver menschlicher Besatzung erforderlich, jedoch sind viele erforderlich, um die Wartungsaufgaben an den Lebenserhaltungs-, Antriebs- und Stromversorgungssystemen durchzuführen.

Da dies je nach Automatisierung und Haltbarkeit äußerst variabel ist, kann nur gesagt werden: "Sie brauchen eine Ingenieursmannschaft."

Das menschliche Bedürfnis nach Interaktion

Angesichts des menschlichen Interaktionsbedarfs setzt dies einen weiteren Mindeststandard für die Besatzung. Das Militär hat seit Jahren eine Reihe kleiner Außenposten. Die minimale Besatzungsgröße für diese korreliert direkt mit der maximalen Einsatzdauer. Bei einer 4-5-köpfigen Besatzung treten in der Regel Probleme auf, wenn sie nach 2 bis 6 Monaten isoliert eingesetzt werden, selbst bei routinemäßigem Arbeitskontakt über Funk mit externen Personen. Eine 20-30-köpfige Crew kann 4-6 Monate vor ähnlichen Problemen arbeiten. Nach dieser anfänglichen schwierigen Phase sind viele Crews in der Lage, die Dinge zu klären, und es entwickelt sich ein langfristig stabiler Status quo; aber wenn dies nicht der Fall ist, sind die Ergebnisse oft tragisch. NASA-Langzeitmissionen bestanden normalerweise aus 3-5-köpfigen Besatzungen, und die Besatzungen wurden während des Trainings für die erforderlichen mehreren Monate isoliert; diejenigen, die damit nicht umgehen können, wurden vor dem Flug gejätet.

Betrachtet man kleine Gemeinschaften, scheinen die kleinsten psychologisch stabilen Gemeinschaften im Bereich von 20 bis 30 Personen zu liegen; kleinere Gemeinden (wie McGrath, Alaska) neigen dazu, stabil zu bleiben, bis es zu Stress kommt, dann kommt es zu Gewalt; normalerweise entsteht kurz darauf ein neuer Stall. Das Problem ist, dass sich ein Raumschiff solche Gewalt nicht leisten kann.

Für ein STL-Schiff benötigen Sie also mindestens 20 aktive Personen, die 20 wechseln, wenn dies praktikabel ist, um das Dorfgemeinschaftsniveau aufrechtzuerhalten, das das Minimum für langfristige psychologische Stabilität zu sein scheint.

Koloniale genetische Stabilität

Da jede Mission zu einem anderen Sternensystem in einem STL-Flugzeug wahrscheinlich nur in eine Richtung geht, muss auch die gesamte Missionsbesatzung berücksichtigt werden. Und die Grenze dort ist die genetische Lebensfähigkeit der Kolonie. Wenn von völlig unabhängigen Individuen und absoluter Zuchtautorität ausgegangen werden kann, können nur 30 Individuen lebensfähig sein. Langfristig scheinen die niedrigsten genetisch stabilen isolierten Populationen etwa 100 Individuen zu umfassen - ein kleines Dorf oder mehrere Weiler. Bei etwa 200 hat die Auswahl der Blutsverwandtschaft für die gesendeten Kolonisten eine niedrige Priorität.

FTL - Alcubierre-White Warp Drive

Unter der Annahme, dass Dr. Whites Annahme der 10C-Fähigkeit richtig ist, bringt dies viele Sterne in der Nähe in weniger als einem Jahr in die Ferne. Innerhalb eines Jahres übertrumpfen die technischen Anforderungen der Hardware die Psychologie der Crew. Halten Sie sie beschäftigt, und jeder mit privatem Raum, und eine Besatzung von 3-5 sollte langfristig funktionsfähig sein. Sogar bis zu 2 Jahre, um eine Hin- und Rückfahrt zu ermöglichen, kann ein Warp-Antrieb bei 10 ° C jeden von einem Dutzend Sternen erreichen, insbesondere jedes von 9 Systemen.

Die erforderlichen Engineering-/Wartungszeiten können wir noch nicht abschätzen.

Wir können feststellen, dass im Gegensatz zu STL-Schiffen nicht alle Einwegfahrten sind. Daher kann auch das koloniale Bedürfnis ignoriert werden.

FTL - andere

Es gibt derzeit kein anderes FTL-Laufwerk, das für möglich gehalten wird. Daher können keine praktischen Überlegungen angestellt werden.

Sehr nützliche Antwort. Danke, @aramis. Wenn ich nicht ausdrücklich nur nach dem Fliegen (dh der Navigation) des Schiffes gefragt hätte, würde ich diese Antwort akzeptieren.
@what - die Antwort auf diesen Teil ist ¶ 2 & 3 ... Navigation ist nicht erforderlich. Wartung ist.
Die Pläne für den (ausrangierten) von Apollo Applications bemannten Venus-Vorbeiflug sahen eine Drei-Mann-Mission vor, die ungefähr 13 Monate dauern sollte. Diese Besatzung wäre im Wesentlichen isoliert worden; Während Funkkommunikation sicherlich eine Möglichkeit gewesen wäre, würde die Zeitverzögerung die Sprachkommunikation im Grunde unpraktisch machen, was bedeutet, dass textbasierte Kommunikationsmethoden (irgendeine Form von "E-Mail über Funk") das Beste gewesen wären, was ohne weiteres machbar gewesen wäre. Dies ähnelt dem, was Sie unter der Überschrift Alcubierre-White beschreiben.
Beachten Sie, dass FTL aufgrund der relativistischen Zeitdilatation für lebenslange Reisen des Menschen zu anderen Sternen nicht erforderlich ist. "Alles", was erforderlich ist, ist eine anhaltende Beschleunigung, um hochgradig relativistische Geschwindigkeiten zu erhalten. Dies wäre mit keinem bekannten Bordbrennstoff möglich, da die Fusion nur für einen geringen Anteil an c gut wäre und Antimaterie für einen hohen Anteil. Abgesehen von diesem kleinen Problem könnte ein Schiff mit einem hypothetischen Antrieb mit freier Energie und genügend Beschleunigung aus Sicht der Passagiere in beliebig kurzer Zeit überall im Universum ankommen.
Blake, Eine lebenslange Mission für Menschen bedeutet im Allgemeinen sowohl für die Menschen an Bord als auch für die Menschen zu Hause. Darüber hinaus ist jede reale Geschwindigkeit, die schnell genug ist, um die Lebensdauer erheblich zu verlängern, auch schnell genug, um die Besatzung in die Nichtexistenz zu versetzen und die vordere Abschirmplatte nicht nur nicht optional, sondern positiv ablativ zu machen. Dieser vordere Schild muss auch am hinteren Ende gespiegelt werden; Ohne Alcubierre-White FTL ist Alpha Centauri über 100 gefühlte Jahre entfernt, wenn man einen Nutzlastanteil von 0,01 % und das beste Delta-V bedenkt, das wir aufbringen können. (Und wird etwa 110 Jahre zu Hause brauchen.)

Technisch gesehen ist keine menschliche Anwesenheit erforderlich, wie in der vorherigen Antwort erläutert. Betrachtet man jedoch die Teilmenge der bemannten interstellaren Missionen:

Unter der Annahme , dass Sonny White in den nächsten Jahren keine FTL herausfindet, schreibt die aktuelle und kurzfristige Technologie in Antriebssystemen eine extrem lange Dauer für jeden interstellaren Flug vor. Sogar das Team von Icarus Interstellar , die Leute, die die Sonde Daedalus umgestaltet haben, gehen von einer Flugzeit nach Alpha Centauri von 100 Jahren aus. Daher wird die Frage der Besatzungsgröße für eine bemannte interstellare Mission entweder durch Fortschritte in der schwebenden Animation (Schlafschiff) oder durch die Mindestpopulationsgröße für die genetische Lebensfähigkeit nach einer bestimmten Anzahl von Generationen (Weltschiff) bestimmt.

Etwas Licht zur zweiten Option finden Sie hier: Was ist die kleinste Anzahl von Menschen, die für eine Kolonisierung benötigt werden?

Obwohl Ihre Antwort interessant ist, hat das OP ausdrücklich nach der Anzahl der Personen gefragt, die das Schiff steuern sollen, nicht nach einer anderen Art von Besatzung.
In dieser speziellen Frage müsste ich @gerrit zustimmen, es sind keine Menschen erforderlich. Die Formulierung der Frage scheint jedoch (für mich) einen bemannten Flug zu implizieren. Ich werde meine Antwort überarbeiten, um dies widerzuspiegeln.
Wie viele Männer oder Frauen braucht man, um ein interstellares Raumschiff zu fliegen?
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