Didžiulės plūduriuojančios konstrukcijos, panaudojančios žvaigždžių energiją, gali būti žmonijos namai. Tiesa, pastatyti juos bus neįtikėtina užduotis. Milžiniški žiedų pasauliai, skriejantys aplink tolimas žvaigždes, tapo mokslinės fantastikos ikona. Jų grynas peizažas, uždaras plonomis žiedinėmis struktūromis, jaudina mūsų vaizduotę. Žiedų pasaulis tapo įprastu motyvu, būsimu žmonijos pagrindu.
„Visa tai, be abejo, yra nesąmonė“, - sako pensininkas profesorius Freemanas Dysonas. Būtent Dysonas išpopuliarino šių megastruktūrų idėją; jie galiausiai tapo žinomi kaip „Dyson“sferos. Savo ruožtu Dysonas „pasiskolino idėją“iš mokslinės fantastikos rašytojo Olafo Stapledono 1937 m. Romane „Žvaigždžių kūrėjas“, kuriame keliaujantis žemietis susiduria su panašiomis megastruktūromis, sugeriančiomis šalia esančių žvaigždžių energiją. Nors Dysonas šias sferas matė kaip orbitinių struktūrų apvalkalus, kad sugertų maksimalų energijos kiekį iš žvaigždės, mokslinės fantastikos rašytojai pripažįsta apgyvendinamų sferų, dengiančių žvaigždę, galimybę.
- „Salik.biz“
Dešimt metų po to, kai 1960 m. Dysono straipsnis apie tokias struktūras buvo paskelbtas žurnale, Larry Nivenas savo romano „Ringworld“pagrindu nusprendė naudoti pusiaujo žiedą kaip Dysono sferą.
„Žiedų pasauliai“nuo tada rodomi vaizdo žaidimų serijoje „Halo“, 2013 m. Filme „Elysium“ir Ian Banks romane „Kultūra“. Halo saloje jie yra milžiniški dirbtiniai pasauliai, kuriuose žmonės turi galimybę gyventi žiedo viduje, o išorę saugo stiprus apvalkalas. Tuo tarpu Neilo Blomkampo „Elysium“, žiedų pasaulis sukasi aplink Žemę ir labiau primena kosminę stotį. Kaip jūs statote tokius žiedus realiame pasaulyje?
Kaip ir bet kuriame lauke, dydis yra svarbus. Žiedo pasaulis yra milžiniška struktūra, o jo statybai reikės milžiniškų medžiagų ir energijos.
Kolekcionuoja asteroidus
Mokslinės fantastikos rašytojas ir buvęs astronomas Alastair Reynolds mano, kad „Kuiperio juostoje yra pakankamai medžiagų, kad būtų galima ką nors pastatyti. Mes galėtume absorbuoti visus mažus asteroidus, išfiltruoti lakias medžiagas, palikti gryną uolieną ir iš jos pastatyti neįtikėtinas struktūras “.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tačiau yra vietų, kur šios medžiagos gausu. Kuiperi diržas - Tai Saulės sistemos regionas, besitęsiantis maždaug 2,97 milijardo kilometrų už Neptūno orbitos. Jis užpildytas asteroidus primenančiais kūnais, kurie galėtų būti idealus žaliavų šaltinis.
Astronomė Katie Mack su juo nesutinka. Ji sako: "Kuiperio diržas yra gana difuzinis ir jūs turite surinkti ir išardyti daugybę kėbulų, kad surinktumėte reikiamą kiekį medžiagos."
Jei - ir tai yra didelis, jei - ateities visuomenė turi pakankamai laiko ir galimybių rinkti ir gabenti medžiagas iš Kuiperio juostos į reikiamą orbitą, pakaks žaliavų, kad būtų galima sukurti žiedo pasaulį. Vis dėlto išlieka klausimas, ar verta investuoti tiek laiko ir išteklių.
Žiedų pasaulis taip pat turi palaikyti tam tikrą gravitacijos formą; kitaip viskas, įskaitant gyvenimui reikalingą atmosferą, išskris į gilią erdvę. Dažniausias dirbtinės gravitacijos generavimo būdas yra sukant išcentrinę jėgą. Tačiau priversti tokį masyvų objektą pasukti reikiamu greičiu bus didžiulė užduotis.
Sukimosi jėgos turi būti paskirstytos tolygiai, kitaip konstrukcija gali subyrėti. Laimei, erdvėje nėra trinties, o sukimasis norimu greičiu nebus sulėtėjęs.
Kuo didesnis žiedo pasaulio skersmuo, tuo daugiau jėgų veiks sukamoji konstrukcija. Anot Macko, šių žiedą veikiančių šlyties jėgų stiprumas priklausys nuo to, „kiek arti esi žvaigždė ir kiek tau reikia gravitacijos“.
Nežinoma galia
Jei manytume, kad žiedo pasaulis bus tokio paties skersmens kaip Žemės orbita (apie 300 milijonų kilometrų) ir jam reikės 1G sunkio jėgos, jis turėtų suktis maždaug 1,9 milijono kilometrų per valandą greičiu. Jį veikiančios jėgos bus tokios galingos, kad, pasak Macko, „turėsime rasti naują būdą, kaip susieti atomus“.
Vienas iš teorinių šios techninės problemos sprendimų gali būti paslėptas tam tikroje pjezoelektrinėje formoje. Paprasčiau tariant, medžiagą galima dirbtinai sustiprinti, per ją perduodant elektrą.
Tačiau, atsižvelgiant į žiedo dydį ir jam reikalingą energiją, vėl pradedama abejoti šios kolosalios įmonės efektyvumu. Galia turės būti tolygiai paskirstyta visoje konstrukcijoje, tuo pačiu sumažinant katastrofiško elektros energijos tiekimo sutrikimo riziką iki nulio.
Didžiausias iššūkis bus išlaikyti žiedo pasaulį stabilioje orbitoje aplink žvaigždę. Reynoldsas primena, kad netrukus po Larry Niveno „Ringworld“išleidimo „gerbėjai paskaičiavo, kad jei„ Ringworld “pasislinktų šiek tiek arčiau žvaigždės, pusiausvyra bus sutrikdyta, struktūra nukryps ir galiausiai sprogs“.
Nivenas tuo pasirūpino vėlesniuose „Žiedo pasaulio“romanuose, prie išorinių konstrukcijos kraštų pritvirtindamas raketas, kurios nuolat stabilizuotų jos padėtį ir užtikrintų jos centravimą žvaigždės atžvilgiu.
Jei darysime prielaidą, kad ateities visuomenė turės didelių techninių galimybių žiedo pasauliui statyti, bus išspręstas konstrukcijos stiprinimo ir jos orbitos stabilumo palaikymo klausimas, ką jie su ja darys toliau?
Kultūroje orbitalinės stotys buvo naudojamos kaip dideli būstai, o „Halo“serijoje jie buvo pastūmimo įtaisai, skirti pavojingai infekcijai sprogdinti ir sunaikinti. Dysonas savo sferas laikė priemone maksimaliai padidinti energijos derlių iš žvaigždės, o ne kaip alternatyva reljefiniam formavimui, kad jos būtų tinkamos žmonėms.
Mackas sako: „Mes galėtume sukurti žiedo pasaulį, kad neterorizuotume esamų pasaulių“. Vis dėlto ji mano, kad šis sprendimas gali būti ne pats efektyviausias. Mokslininkas mano, kad "bet kuri visuomenė, kuri gali lengvai sukurti tokią struktūrą, kaip žiedų pasaulis, gali lengvai rasti uolėtą planetą ir ją formuoti savo nuožiūra".
Nors reljefo formavimo technologija skiriasi nuo to, ko reikia orbitos žiedui pastatyti, bendro techninio progreso lygis bus maždaug toks pat. Kita vertus, žiedų pasauliai, nepaisant visų jų teorinių puošnumų, lieka moksliškai neprieinami ir neveiksmingi žvaigždžių inžinerijos pavyzdžiai.
Ilja Khel