Obrovské plávajúce štruktúry, ktoré využívajú energiu hviezd, môžu byť domovom ľudstva. Je pravda, že ich zostavenie bude neuveriteľnou úlohou. Obrovské prstencové svety obiehajúce vzdialené hviezdy sa stali ikonou sci-fi. Ich čistá krajina, uzavretá v tenkých prstencových štruktúrach, vzrušuje našu fantáziu. Prstencový svet sa stal spoločným motívom, budúcou základňou pre ľudstvo.
„To je všetko nezmysel,“hovorí profesor Freeman Dyson na dôchodku. Myšlienku týchto megastruktur popularizoval práve Dyson; nakoniec sa stali známymi ako Dysonove gule. Dyson zase „požičal si ideu“od spisovateľa sci-fi Olafa Stapledona vo svojom románe Star Maker z roku 1937, v ktorom sa cestujúci pozemšťan stretáva s podobnými megastrukturami, ktoré absorbujú energiu blízkych hviezd. Aj keď Dyson videl tieto gule ako škrupiny orbitálnych štruktúr, aby absorboval čo najväčšie množstvo energie z hviezdy, autori sci-fi pripúšťajú možnosť obývateľných sfér pokrývajúcich hviezdu.
Desať rokov po publikovaní článku Dysona z roku 1960 o takýchto štruktúrach vo vede, Larry Niven sa rozhodol použiť rovníkový prsteň ako guľu Dyson ako základ pre svoj román Ringworld.
Krúžkové svety sa odvtedy objavili v sérii videohier Halo, filme Elysium z roku 2013 a románu Ian Banks Kultúra. V Halo sú to obrovské umelé svety, v ktorých majú ľudia možnosť žiť na vnútornej strane kruhu, zatiaľ čo vonkajšia strana je chránená silným plášťom. V Elyziu Neila Blomkampa sa svet prsteňov otáča okolo Zeme a vyzerá skôr ako vesmírna stanica. Ako postavíte takéto prstene v reálnom svete?
Ako pri každom poli, na veľkosti záleží. Prstencový svet je megastruktúra a jeho konštrukcia bude vyžadovať obrovské množstvo materiálov a energie.
Zber asteroidov
Spisovateľ sci-fi a bývalý astronóm Alastair Reynolds verí, že „v Kuiperovom páse je dosť materiálu na to, aby mohol niečo postaviť. Mohli by sme absorbovať všetky malé asteroidy, odfiltrovať prchavé materiály, nechať čistú horninu a vybudovať z nej neuveriteľné štruktúry. ““
Propagačné video:
Existujú však miesta, kde je tento materiál hojný. Kuiper Belt - je to oblasť slnečnej sústavy, ktorá siaha približne 2,97 miliárd kilometrov za obežnú dráhu Neptúna. Je plná telies podobných asteroidom, ktoré by mohli byť ideálnym zdrojom surovín.
Astronómka Katie Mack s ním nesúhlasí. Hovorí: „Kuiperov pás je dosť rozptýlený a musíte zhromaždiť a rozobrať niekoľko telies, aby ste zhromaždili správne množstvo materiálu.“
Ak má spoločnosť budúcnosti - a to je veľká -, ak má dostatok času a kapacity na zhromažďovanie a prepravu materiálu z Kuiperovho pásu na požadovanú obežnú dráhu, bude k dispozícii dostatok surovín na vybudovanie kruhového sveta. Otázkou však zostáva, či investovanie tohto množstva času a zdrojov bude užitočné.
Krúžkový svet musí tiež podporovať určitú formu gravitácie; inak by všetko, vrátane atmosféry potrebnej pre život, prešlo do hlbokého vesmíru. Najbežnejším spôsobom generovania umelej gravitácie je generovanie odstredivej sily prostredníctvom rotácie. Získanie takého obrovského objektu, ktorý sa bude otáčať požadovanou rýchlosťou, bude však obrovskou úlohou.
Rotujúce sily musia byť rovnomerne rozložené, inak sa môže štruktúra odtrhnúť. Našťastie tu nie je žiadne trenie v priestore a rotácia pri požadovanej rýchlosti sa nespomalí.
Čím väčší je priemer prstencového sveta, tým viac síl bude pôsobiť na rotujúcu štruktúru. Podľa Macka bude sila týchto šmykových síl pôsobiacich na prsteň závisieť od toho, „ako blízko ste ku hviezde a koľko gravitácie potrebujete“.
Neznáma sila
Ak predpokladáme, že prstencový svet bude mať rovnaký priemer ako obežná dráha Zeme (približne 300 miliónov kilometrov) a bude vyžadovať gravitáciu 1G, bude sa musieť otáčať rýchlosťou približne 1,9 milióna kilometrov za hodinu. Sily, ktoré na to pôsobia, budú také silné, že podľa Macka „musíme nájsť nový spôsob, ako spojiť atómy dohromady.“
Jedno z teoretických riešení tohto technického problému môže byť skryté v určitej forme piezoelektriky. Jednoducho povedané, materiál môže byť umelo vystužený tým, že ním prechádza elektrina.
Avšak vzhľadom na veľkosť kruhu a energiu, ktorú potrebuje, účinnosť tohto kolosálneho podniku sa opäť začína spochybňovať. Sila bude musieť byť rovnomerne rozložená v celej štruktúre, pričom sa riziko katastrofického výpadku energie zníži na nulu.
Konečnou výzvou bude udržať kruhový svet na stabilnej obežnej dráhe okolo hviezdy. Reynolds pripomína, že krátko po vydaní „Ringworldu“Larryho Nivena „fanúšikovia vypočítali, že ak by sa Ringworld posunul trochu bližšie k hviezde, rovnováha by bola narušená, štruktúra by sa posunula a nakoniec explodovala.““
Niven sa o to postaral v neskorších románoch Prsteňového sveta, pričom k vonkajším okrajom štruktúry pripevnil rakety, čím sa stabilne stabilizovala jeho poloha a zabezpečilo sa centrovanie vzhľadom na hviezdu.
Ak predpokladáme, že spoločnosť budúcnosti bude mať rozsiahle technické možnosti na výstavbu kruhového sveta, vyrieši sa otázka posilnenia štruktúry a udržania jej orbitálnej stability, čo s ňou budú robiť ďalej?
V oblasti kultúry boli orbitálne stanice používané ako veľké obydlia, zatiaľ čo v sérii Halo to boli zariadenia doomsday určené na detonáciu a zničenie nebezpečnej infekcie. Dyson videl jeho ríše ako prostriedok na maximalizáciu energetického výnosu z hviezdy, nie ako alternatívu k terraformingu, aby boli vhodné pre ľudí.
Mack hovorí: „Mohli by sme vytvoriť prstencový svet, aby sme terraformovali existujúce svety.“Domnieva sa však, že toto riešenie nemusí byť najúčinnejšie. Vedec verí, že „každá spoločnosť, ktorá dokáže ľahko vybudovať štruktúru ako prstencový svet, môže ľahko nájsť skalnú planétu a terraform ju podľa vlastného uváženia.“
Aj keď sa technológia terraformingu líši od technológie, ktorá je potrebná na vybudovanie orbitálneho kruhu, úroveň celkového technického pokroku bude približne rovnaká. Na druhej strane prstencové svety zostávajú pre všetky svoje teoretické nádhery vedecky neprístupné a neúčinné príklady hviezdneho inžinierstva.
Ilja Khel