HERITAGE：一种用于评估多代人乘组星际旅行可行性的蒙特卡洛代码
天体物理仪器与方法
2017-08-30 v1 科普物理
摘要
为评估长时间载人太空飞行的可行性，考虑在受限空间内多代人乘组的选择与生存至关重要。负面效应，如不育、人口过剩和近亲繁殖，若人口未受严格生育控制，很容易导致乘组灭绝或遗传不健康。本文中，我们提出一个名为HERITAGE的蒙特卡洛代码，用于模拟基于亲属关系的乘组演化。该计算机模型属首创，考虑了大量自由的人因参数，可主动研究以确保任务可行。我们通过检验三种基于已发表计算的人口类型来证明HERITAGE的可靠性。第一种是无生育/人口控制的通用模型，迅速导致致命的过度拥挤。第二种是Moore (2003)提出的模型，在200年飞行中成功将定居者带到另一个地球，但最终乘组大幅减少（约为初始乘组的三分之一），其中约20%表现出不同程度的近亲繁殖。第三种情景是Smith (2014)的模型，在相同旅程时长下更成功地维持了遗传多样性。我们发现，Moore和Smith情景若能将基于亲属的乘组与精子/卵子/胚胎的低温库结合，都将极大受益，以确保遗传健康的第一代定居者。我们还证明，若初始社会工程约束确实需要在数百年的旅程中维持健康乘组存活，则有必要在每一代后重新评估这些原则，以补偿不平衡的出生与死亡，并权衡近亲繁殖系数和最大化遗传多样性的需求。
引用
@article{arxiv.1708.08649,
title = {HERITAGE: a Monte Carlo code to evaluate the viability of interstellar travels using a multi-generational crew},
author = {F. Marin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.08649},
year = {2017}
}
备注
12 pages, 13 figures, 2 tables. Accepted for publication in JBIS