U novom kineskom znanstvenofantastičnom filmu „Wandering Earth“koji je nedavno objavio Netflix, čovječanstvo pokušava izmijeniti Zemljinu orbitu kako bi izbjeglo uništavanje umirućeg i širećeg Sunca i kako bi spriječilo sudar. s Jupiterom. Takav scenarij kozmičke apokalipse može se jednog dana i dogoditi. Za oko 5 milijardi godina, našem Suncu će ponestati goriva za termonuklearnu reakciju, ono će se proširiti i najvjerojatnije zahvatiti naš planet. Naravno, i ranije ćemo svi umrijeti od globalnog porasta temperature, ali promjena zemljine orbite možda je pravo rješenje za izbjegavanje katastrofe, barem teoretski.
Ali kako se čovječanstvo može suočiti s tako izuzetno složenim inženjerskim zadatkom? Inženjer svemirskih sustava Matteo Ceriotti sa Sveučilišta u Glasgowu podijelio je nekoliko mogućih scenarija na stranicama The Conversetion.
Pretpostavimo da je naš zadatak pomaknuti Zemljinu orbitu, odmaknuvši je od Sunca na približno pola udaljenosti od njegovog trenutnog položaja, otprilike do mjesta gdje je sada Mars. Vodeće svemirske agencije širom svijeta već dugo razmatraju i čak rade na ideji o izmještanju malih nebeskih tijela (asteroida) iz svojih orbita, što će u budućnosti pomoći zaštiti Zemlje od vanjskih utjecaja. Neke opcije nude vrlo destruktivno rješenje: nuklearna eksplozija u blizini asteroida ili na njegovoj površini; upotreba "kinetičkog udarca", čiju ulogu, na primjer, može igrati svemirski brod koji ima za cilj sudariti se s objektom velikom brzinom kako bi promijenio putanju. Ali što se Zemlje tiče, ove opcije sigurno neće raditi zbog svoje destruktivne prirode.
U okviru drugih pristupa, predlaže se povlačenje asteroida s opasne putanje pomoću svemirskih letjelica, koje će djelovati kao tegljači, ili uz pomoć većih svemirskih brodova, koji će zbog svoje gravitacije povući opasni objekt sa Zemlje. Ponovno, ovo neće raditi sa Zemljom, jer će masa predmeta biti potpuno neusporediva.
Elektromotori
Vjerojatno ćete se vidjeti, ali mi Zemlju već udaljavamo iz svoje orbite. Svaki put kada druga sonda napusti naš planet kako bi proučavala druge svjetove Sunčevog sustava, raketa nosača koja ga nosi stvara maleni (naravno, planetarni) impuls i djeluje na Zemlju, gurajući je u smjeru suprotnom od svog kretanja. Primjer je pucanje iz oružja i rezultirajući povrat. Srećom po nas (ali nažalost zbog našeg "plana pomicanja Zemljine orbite"), ovaj je efekt za planetu gotovo nevidljiv.
Promotivni video:
Trenutno je najzaslužnija raketa na svijetu američki Falcon Heavy iz SpaceX-a. Ali trebat će nam oko 300 kvintilionskih lansiranja ovih nosača s punim opterećenjem da bismo koristili gore opisanu metodu za pomicanje Zemljine orbite prema Marsu. Štoviše, masa materijala potrebnih za stvaranje svih ovih raketa bit će jednaka 85 posto mase same planete.
Upotreba elektromotora, posebno ionskih koji oslobađaju tok nabijenih čestica, uslijed kojih dolazi do ubrzanja, bit će učinkovitiji način prenošenja ubrzanja u masu. A ako instaliramo nekoliko takvih motora s jedne strane našeg planeta, naša stara Zemlja žena zaista može krenuti putem Sunčevog sustava.
Istina, u ovom slučaju bit će potrebni motori istinski gigantskih dimenzija. Morat će ih biti instaliran na nadmorskoj visini od oko 1000 kilometara, izvan zemljine atmosfere, ali istodobno sigurno pričvršćen na površinu planeta kako bi se potisna sila mogla prenijeti na njega. Uz to, čak i ako ionska zraka izbačena brzinom od 40 kilometara u sekundi u željenom smjeru, još uvijek bismo trebali izbaciti ekvivalent od 13 posto mase Zemlje kao ionske čestice kako bismo premjestili preostalih 87 posto mase planeta.
Lagano jedro
Budući da svjetlost nosi zamah, ali nema masu, za pomicanje planeta možemo upotrijebiti i vrlo snažni kontinuirani i fokusirani snop svjetlosti, poput lasera. U ovom će slučaju biti moguće koristiti energiju samog Sunca, bez korištenja mase same Zemlje na bilo koji način. Ali čak i s nevjerojatno snažnim laserskim sustavom od 100 gigavata, koji se planira koristiti u projektu Breakthrough Starshot, u kojem znanstvenici žele pomoću laserskog snopa poslati mali svemirski sonda do najbliže zvijezde našem sustavu, trebat će nam tri kvintilijunske godine neprekidnog laserskog impulsa da bismo da bismo postigli cilj promjene orbite.
Sunčeva svjetlost može se reflektirati izravno s džinovskog solarnog jedra koje će biti u svemiru, ali usidreno na Zemlji. U okviru prošlih istraživanja, znanstvenici su otkrili da će za to trebati reflektirajući disk 19 puta veći od promjera našeg planeta. Ali u ovom slučaju, da biste postigli rezultat, morat ćete pričekati oko milijardu godina.
Međuplanetarni bilijar
Druga moguća opcija uklanjanja Zemlje iz njene trenutne orbite je poznata metoda razmjene zamaha između dva rotirajuća tijela kako bi se promijenilo njihovo ubrzanje. Ova tehnika je poznata i kao pomoć u gravitaciji. Ova se metoda često koristi u interplanetarnim istraživačkim misijama. Na primjer, svemirska letjelica Rosetta koja je posjetila komet 67P u 2014.-2016., U sklopu desetogodišnjeg putovanja do objekta proučavanja, koristila je pomoć gravitacije oko Zemlje dva puta, 2005. i 2007. godine.
Kao rezultat toga, Zemljino je gravitacijsko polje svaki put davalo povećano ubrzanje Rosetti, što bi bilo nemoguće postići samo korištenjem motora samog uređaja. Zemlja je također dobila suprotan i jednak moment ubrzanja u okviru ovih gravitacijskih manevara, međutim, naravno, to nije imalo mjerljivog učinka zbog mase samog planeta.
Što ako koristimo isti princip, ali s nečim masivnijim od svemirske letjelice? Na primjer, isti asteroidi sigurno mogu promijeniti svoje putanje pod utjecajem Zemljine gravitacije. Da, jednokratni međusobni utjecaj na Zemljinu orbitu bit će beznačajan, ali ta se radnja može ponoviti više puta kako bi se na kraju promijenio položaj orbite našeg planeta.
Određene regije našeg sunčevog sustava prilično su gusto „opremljene“s mnogim malim nebeskim tijelima, poput asteroida i kometa, čija je masa dovoljno mala da ih približi našem planetu koristeći primjerene i prilično realne tehnologije u smislu razvoja.
Vrlo pažljivim pogrešnim računanjem putanje sasvim je moguće koristiti takozvanu metodu "delta-v-pomaka", kada se malo tijelo može izmaknuti iz svoje orbite kao rezultat bliskog približavanja Zemlji, što će pružiti puno veći zamah našem planetu. Sve to, naravno, zvuči vrlo cool, ali rađena su ranija istraživanja koja su utvrdila da će nam u ovom slučaju trebati milijun tako bliskih prolaza asteroida, a svaki od njih mora se pojaviti u razmaku od nekoliko tisuća godina, inače ćemo do tog vremena zakasniti kad se Sunce toliko proširi da život na Zemlji postaje nemoguć.
zaključci
Od svih danas opisanih opcija čini se da je najrealnija upotreba više asteroida za pomoć u gravitaciji. Međutim, u budućnosti upotreba svjetlosti može postati prikladnija alternativa, naravno ako naučimo kako stvarati divovske kozmičke strukture ili super-moćne laserske sustave. U svakom slučaju, ove bi tehnologije mogle biti korisne i za buduće istraživanje svemira.
Pa ipak, usprkos teorijskoj mogućnosti i vjerojatnosti praktične izvedivosti u budućnosti, za nas će možda najprikladnija opcija spasenja biti preseljenje na drugi planet, na primjer, isti Mars, koji može preživjeti smrt našeg Sunca. Napokon, čovječanstvo to dugo gleda kao potencijalni drugi dom naše civilizacije. A ako također uzmete u obzir koliko će biti teško provesti ideju o pomicanju Zemljine orbite, koloniziranju Marsa i mogućnosti da se on oblikuje kako bi planeti dao izgledniji izgled možda neće izgledati kao težak zadatak.
Nikolaj Khizhnyak