Ogromne plutajuće strukture koje koriste energiju zvijezda mogu biti dom čovječanstva. Istina, izgradnja njih bit će nevjerojatan zadatak. Divovski svjetovi u orbiti oko udaljenih zvijezda postali su ikoni znanstvene fantastike. Njihovi čisti pejzaži, zatvoreni u tanke prstenaste strukture, oduševljavaju naše mašte. Svijet prstena postao je čest motiv, buduća baza čovječanstva.
"Ovo su, naravno, sve gluposti", kaže umirovljeni profesor Freeman Dyson. Upravo je Dyson popularizirao ideju tih megastruktura; na kraju su postali poznati kao Dyson-ove sfere. Dyson je zauzvrat "posudio ideju" od pisca znanstvene fantastike Olafa Stapledona u svom romanu "Star Maker" iz 1937. godine, u kojem se putujući zemljani nailazi na slične megastrukture koje apsorbiraju energiju obližnjih zvijezda. Iako je Dyson ove sfere vidio kao školjke orbitalnih struktura kako bi apsorbirao maksimalnu količinu energije iz zvijezde, pisci znanstvene fantastike priznaju mogućnost useljivih sfera koje pokrivaju zvijezdu.
Deset godina nakon što je Dysonov časopis o takvim strukturama iz 1960. godine objavljen u Scienceu, Larry Niven odlučio je koristiti ekvatorijalni prsten kao Dysonovu sferu kao osnovu svog romana Ringworld.
Svijet prstenova od tada je predstavljen u seriji videoigrica Halo, filmu Elysium iz 2013. godine i romanu Ian Banks Kultura. U Halou su to divovski umjetni svjetovi u kojima ljudi imaju mogućnost živjeti s unutarnje strane prstena, dok su izvana zaštićeni jakom školjkom. U međuvremenu, u Elysium od Neila Blomkampa, svijet prstenova vrti se oko Zemlje i više liči na svemirsku stanicu. Kako graditi takve prstenove u stvarnom svijetu?
Kao i na bilo kojem polju, veličina je bitna. Svijet prstena je megastruktura, a za njegovu izgradnju bit će potrebna ogromna količina materijala i energije.
Prikupljanje asteroida
Pisac znanstvene fantastike i bivši astronom Alastair Reynolds smatra da "u Kuiperovom pojasu ima dovoljno materijala za izgradnju bilo čega. Mogli bismo apsorbirati sve male asteroide, filtrirati hlapljive materijale, ostaviti čistu stijenu i od nje napraviti nevjerojatne strukture."
Promotivni video:
Međutim, postoje mjesta gdje ovog materijala ima u izobilju. Kuiper pojas - to je područje Sunčevog sustava koje se proteže oko 2,97 milijardi kilometara izvan orbite Neptuna. Prepuna je tijela poput asteroida koji bi mogli biti idealan izvor za sirovine.
Astronom Katie Mack se ne slaže s njim. Ona kaže: "Kuiperov pojas prilično je difuzan i morate skupiti i rastaviti dosta tijela kako biste sakupili pravu količinu materijala."
Ako - a ovo je veliko ako - društvo budućnosti ima dovoljno vremena i kapaciteta za prikupljanje i transport materijala iz Kuiperovog pojasa do potrebne orbite, bit će dovoljno sirovina za izgradnju svijeta prstenova. Međutim, ostaje pitanje hoće li ulaganje ove količine vremena i resursa biti isplativo.
Svijet zvona također mora podržavati neki oblik gravitacije; inače bi sve, uključujući atmosferu potrebnu za život, odletjelo u duboki svemir. Najčešći način stvaranja umjetne gravitacije je stvaranje centrifugalne sile rotacijom. Međutim, doći će tako ogroman objekt da se okreće potrebnom brzinom biti kolosalni zadatak.
Rotacijske sile moraju biti ravnomjerno raspoređene, u protivnom se građevina može raspasti. Srećom, nema trenja u prostoru, a rotacija željenom brzinom neće usporiti.
Što je veći promjer svijeta prstena, to će više sile djelovati na rotirajuću strukturu. Prema Macku, snaga ovih posmičnih sila koje djeluju na prsten ovisit će o tome "koliko ste blizu zvijezdi i koliko vam gravitacije treba".
Nepoznata snaga
Ako pretpostavimo da će svijet prstenova imati isti promjer kao i Zemljina orbita (oko 300 milijuna kilometara) i da mu treba gravitacija od 1G, on bi se trebao okretati brzinom od oko 1,9 milijuna kilometara na sat. Sile koje djeluju na njega bit će toliko snažne da ćemo, prema Macku, "morati pronaći novi način povezivanja atoma."
Jedno od teorijskih rješenja ovog tehničkog problema možda se krije u nekom obliku piezoelektričnosti. Jednostavno rečeno, materijal se može umjetno ojačati prolaskom struje kroz njega.
No, s obzirom na veličinu prstena i energiju koja mu je potrebna, učinkovitost ovog kolosalnog poduzeća ponovno se postavlja u pitanje. Snaga će se morati ravnomjerno rasporediti po cijeloj strukturi, istovremeno smanjujući rizik od katastrofalnog nestanka struje na nulu.
Krajnji izazov bit će održati svijet prstena u stabilnoj orbiti oko zvijezde. Reynolds podsjeća da su nedugo nakon objavljivanja filma "Ringworld" Larryja Nivena "obožavatelji izračunali da će se, ako se Ringworld pomakne malo bliže zvijezdi, ravnoteža poremetiti, struktura će se isprazniti i na kraju eksplodirati".
Niven se za to pobrinula u kasnijim romanima filma The Ring World, pričvršćujući rakete na vanjske rubove konstrukcije, što bi stalno stabiliziralo njegov položaj i osiguralo njegovo centriranje u odnosu na zvijezdu.
Ako pretpostavimo da će društvo budućnosti posjedovati velike tehničke mogućnosti za izgradnju svijeta prstena, riješit će se pitanje jačanja strukture i održavanja njene orbitalne stabilnosti, što će im dalje činiti?
U kulturi, orbitalne stanice koristile su se kao velika prebivališta, dok su u seriji Halo bili uređaji za sudnji dan dizajnirani da detoniraju i unište opasne infekcije. Dyson je svoje područje smatrao sredstvom za maksimiziranje energetske žetve neke zvijezde, a ne kao alternativu oblikovanju kako bi ih prilagodili ljudima.
Mack kaže: "Mogli bismo stvoriti svijet prstenova kako ne bismo oblikovali postojeće svjetove." Međutim, vjeruje da ovo rješenje možda nije najučinkovitije. Znanstvenik vjeruje da "svako društvo koje može lako izgraditi strukturu poput svijeta prstenova lako može naći stjenovitu planetu i oblikovati je po vlastitom nahođenju".
Iako se tehnologija oblikovanja terena razlikuje od one koja je potrebna za izgradnju orbitalnog prstena, razina cjelokupnog tehničkog napretka bit će približno ista. S druge strane, svijet prstena zbog svog teorijskog sjaja ostaje znanstveno nepristupačan i neučinkovit primjer primjera zvjezdanih inženjeringa.
Ilya Khel