V čínskom sci-fi filme Putovanie po Zemi, ktorý vydal Netflix, sa ľudstvo pomocou obrovských motorov inštalovaných po celej planéte pokúša zmeniť obežnú dráhu Zeme, aby sa zabránilo jej zničeniu umierajúcim a rozširujúcim sa Slnkom, ako aj zabrániť kolízii s Jupiterom. … Takýto scenár kozmickej apokalypsy sa môže jedného dňa skutočne stať. Za približne 5 miliárd rokov sa nášmu Slnku vyčerpá palivo na termonukleárnu reakciu, rozšíri sa a pravdepodobne pohltí našu planétu. Samozrejme, ešte skôr všetci zomrieme na globálny nárast teploty, ale zmena teoretickej dráhy môže byť skutočne tým pravým riešením, ako sa vyhnúť katastrofe, prinajmenšom teoreticky.
Ako sa však dokáže ľudstvo vyrovnať s tak extrémne zložitou inžinierskou úlohou? Inžinier vesmírnych systémov Matteo Ceriotti z University of Glasgow zdieľal niekoľko možných scenárov na stránkach The Conversetion.
Predpokladajme, že našou úlohou je posunúť obežnú dráhu Zeme a posunúť ju od Slnka približne o polovicu vzdialenosti od jej súčasnej polohy, zhruba na miesto, kde je teraz Mars. Popredné vesmírne agentúry na celom svete už dlho uvažujú a dokonca pracujú na myšlienke vysídlenia malých nebeských telies (asteroidov) z ich obežných dráh, čo v budúcnosti pomôže chrániť Zem pred vonkajšími vplyvmi. Niektoré možnosti ponúkajú veľmi deštruktívne riešenie: jadrový výbuch v blízkosti asteroidu alebo na jeho povrchu; použitie „kinetického nárazového telesa“, ktorého úlohu môže hrať napríklad kozmická loď zameraná na zrážku s objektom pri vysokej rýchlosti, aby sa zmenila jeho dráha. Pokiaľ však ide o Zem, tieto možnosti určite nebudú fungovať kvôli ich deštruktívnej povahe.
V rámci iných prístupov sa navrhuje stiahnuť asteroidy z nebezpečnej dráhy pomocou kozmickej lode, ktorá bude pôsobiť ako remorkéry alebo pomocou väčších kozmických lodí, ktoré z dôvodu svojej gravitácie stiahnu nebezpečný objekt zo Zeme. Opäť to nebude fungovať so Zemou, pretože množstvo objektov bude úplne neporovnateľné.
Elektrické motory
Pravdepodobne sa navzájom uvidíte, ale Zem sme z našej obežnej dráhy vysídľovali už dlho. Zakaždým, keď iná sonda opustí našu planétu, aby študovala iné svety slnečnej sústavy, jej nosná raketa vytvorí malý (samozrejme na planétovej stupnici) samozrejme impulz a pôsobí na Zem, tlačí ju v opačnom smere, ako je jej pohyb. Príkladom je strela zo zbrane a výsledný odraz. Našťastie pre nás (ale nanešťastie pre náš „plán presunúť obežnú dráhu Zeme“) je tento efekt pre planétu takmer neviditeľný.
Propagačné video:
V súčasnosti je najvýkonnejšou raketou na svete americký Falcon Heavy od SpaceX. Potrebujeme však asi 300 miliónov vypustení týchto nosičov pri plnom zaťažení, aby sme mohli použiť vyššie opísaný spôsob na presun obežnej dráhy Zeme na Mars. Okrem toho bude množstvo materiálov potrebných na vytvorenie všetkých týchto rakiet zodpovedať 85 percentám hmoty samotnej planéty.
Použitie elektrických motorov, najmä iónových, ktoré uvoľňujú prúd nabitých častíc, v dôsledku ktorých dochádza k zrýchleniu, bude efektívnejším spôsobom, ako urýchliť hromadenie. A ak nainštalujeme niekoľko takýchto motorov na jednu stranu našej planéty, môže naša stará Zemská žena skutočne ísť na cestu cez slnečnú sústavu.
Pravda, v tomto prípade budú potrebné motory skutočne obrovských rozmerov. Musia byť inštalované v nadmorskej výške asi 1000 kilometrov mimo zemskej atmosféry, ale zároveň musia byť bezpečne pripevnené k povrchu planéty, aby na ňu mohla byť prenášaná tlačná sila. Okrem toho, aj keď je iónový lúč vytlačený rýchlosťou 40 kilometrov za sekundu v požadovanom smere, stále musíme vyslať ekvivalent 13 percent zemskej hmoty ako iónové častice, aby sme presunuli zvyšných 87 percent hmotnosti planéty.
Ľahká plachta
Pretože svetlo nesie hybnosť, ale nemá žiadnu hmotu, môžeme na presun planéty použiť aj veľmi silný súvislý a sústredený lúč svetla, napríklad laser. V tomto prípade bude možné využiť energiu samotného Slnka bez toho, aby sa akýmkoľvek spôsobom využilo množstvo samotnej Zeme. Ale aj s neuveriteľne výkonným 100 gigawattovým laserovým systémom, ktorý sa plánuje použiť v špičkovom projekte Starshot, v ktorom vedci chcú pomocou laserového lúča poslať do nášho systému malú vesmírnu sondu, budeme potrebovať nepretržitý laserový pulz tri kvintilióny rokov. dosiahnuť náš cieľ zmeny orbity.
Slnečné svetlo sa môže odraziť priamo z obrovskej slnečnej plachty, ktorá bude vo vesmíre, ale bude ukotvená na Zemi. V rámci minulého výskumu vedci zistili, že by to vyžadovalo odrazový disk 19-krát väčší ako je priemer našej planéty. Ale v tomto prípade, na dosiahnutie výsledku, budete musieť počkať asi jednu miliardu rokov.
Medziplanetárny biliard
Ďalšou možnou možnosťou odstránenia Zeme z jej aktuálnej obežnej dráhy je dobre známy spôsob výmeny hybnosti medzi dvoma rotujúcimi telesami na zmenu ich zrýchlenia. Táto technika je známa aj ako gravitačná asistencia. Táto metóda sa často používa v medziplanetárnych výskumných misiách. Napríklad kozmická loď Rosetta, ktorá navštívila kométu 67P v rokoch 2014 - 2016, ako súčasť svojej desaťročnej cesty k objektu štúdie, použila gravitačnú asistenciu okolo Zeme dvakrát, v roku 2005 a 2007.
Výsledkom bolo, že zemské gravitačné pole zakaždým spôsobilo Rosette zvýšené zrýchlenie, čo by nebolo možné dosiahnuť iba s použitím motorov samotného prístroja. Zem tiež získala opačnú a rovnomernú akceleráciu v rámci týchto gravitačných manévrov, samozrejme to nemalo žiadny merateľný účinok v dôsledku hmoty samotnej planéty.
Čo keď použijeme ten istý princíp, ale s niečím masívnejším ako kozmická loď? Napríklad rovnaké asteroidy môžu určite zmeniť svoju trajektóriu pod vplyvom gravitácie Zeme. Áno, jednorazový vzájomný vplyv na obežnú dráhu Zeme bude zanedbateľný, ale túto akciu je možné mnohokrát opakovať, aby sa nakoniec zmenila poloha obežnej dráhy našej planéty.
Niektoré oblasti našej slnečnej sústavy sú dosť husto „vybavené“mnohými malými nebeskými telesami, ako sú napríklad asteroidy a kométy, ktorých hmotnosť je dosť malá na to, aby ich pritiahli bližšie k našej planéte pomocou vhodných a celkom realistických technológií z hľadiska rozvoja.
Pri veľmi starostlivom nesprávnom výpočte trajektórie je možné použiť takzvanú metódu „delta-v-displacement“, keď sa malé telo môže premiestniť zo svojej obežnej dráhy v dôsledku blízkeho prístupu k Zemi, ktorý poskytne našej planéte omnoho väčšiu hybnosť. To všetko, samozrejme, znie veľmi dobre, ale uskutočnili sa predchádzajúce štúdie, ktoré preukázali, že v tomto prípade by sme potrebovali milión takýchto blízkych asteroidových pasáží, a každý z nich sa musí vyskytnúť v intervale niekoľkých tisíc rokov, inak budeme v tom čase neskoro. keď sa Slnko rozšíri tak, že život na Zemi sa stane nemožným.
závery
Zo všetkých dnes popísaných možností sa zdá byť najrealistickejšie použitie viacerých asteroidov na gravitačnú asistenciu. V budúcnosti sa však použitie svetla môže stať vhodnejšou alternatívou, ak sa naučíme, ako vytvárať obrovské kozmické štruktúry alebo super-výkonné laserové systémy. V každom prípade môžu byť tieto technológie užitočné aj pre naše budúce skúmanie vesmíru.
A predsa, napriek teoretickej možnosti a pravdepodobnosti praktickej uskutočniteľnosti v budúcnosti, pre nás bude možno najvhodnejšou možnosťou záchrany presídlenie na inú planétu, napríklad na rovnaký Mars, ktorý môže prežiť smrť nášho Slnka. Koniec koncov, ľudstvo to už dlho vnímalo ako potenciálny druhý domov pre našu civilizáciu. Ak uvažujete aj o tom, aké ťažké bude realizovať myšlienku premiestnenia orbity Zeme, kolonizácia Marsu a možnosť jeho terraformovania na vytvorenie obývateľnejšieho vzhľadu sa nemusí zdať ako taká náročná úloha.