Naujame Kinijos mokslinės fantastikos filme „Wandering Earth“, kurį neseniai išleido „Netflix“, žmonija bando pakeisti Žemės orbitą, kad ją sunaikintų mirštanti ir besiplečianti Saulė, ir užkirsti kelią susidūrimui. su Jupiteriu. Toks kosminės apokalipsės scenarijus vieną dieną gali iš tikrųjų įvykti. Maždaug per 5 milijardus metų mūsų Saulėje pritrūks degalų termobranduolinei reakcijai, ji išsiplės ir greičiausiai apims mūsų planetą. Be abejo, dar anksčiau mes visi mirsime nuo globalios temperatūros kilimo, tačiau Žemės orbitos pakeitimas iš tiesų gali būti tinkamas sprendimas išvengti katastrofos, bent jau teoriškai.
Tačiau kaip žmonija gali susidoroti su tokia nepaprastai sudėtinga inžinerijos užduotimi? Kosmoso sistemų inžinierius Matteo Ceriotti iš Glazgo universiteto „The Converstion“puslapiuose pasidalijo keliais įmanomais scenarijais.
- „Salik.biz“
Tarkime, kad mūsų užduotis yra išstumti Žemės orbitą, atitraukiant ją nuo Saulės maždaug per pusę atstumo nuo dabartinės jos vietos, maždaug ten, kur dabar yra Marsas. Pirmaujančios kosmoso agentūros visame pasaulyje ilgai svarstė ir net svarstė idėją išstumti mažus dangaus kūnus (asteroidus) iš jų orbitų, o tai ateityje padės apsaugoti Žemę nuo išorės poveikio. Kai kurios galimybės siūlo labai destruktyvų sprendimą: branduolinis sprogimas šalia asteroido ar jo paviršiaus; „kinetinio smogtuvo“, kurio vaidmenį, pavyzdžiui, gali atlikti erdvėlaivis, kurio tikslas - dideliu greičiu susidurti su objektu, pakeisti jo trajektoriją. Bet, kalbant apie Žemę, šios galimybės tikrai neveiks dėl jų destruktyvaus pobūdžio.
Remiantis kitais požiūriais, siūloma ištraukti asteroidus iš pavojingos trajektorijos, naudojant erdvėlaivius, kurie veiks kaip vilkikai, arba pasitelkiant didesnius erdvėlaivius, kurie dėl savo sunkumo išmes iš Žemės pavojingą objektą. Vėlgi, tai neveiks su Žeme, nes objektų masė bus visiškai nepalyginama.
Elektriniai varikliai
Tikriausiai pamatysite vienas kitą, bet mes ilgą laiką atstumėme Žemę nuo savo orbitos. Kiekvieną kartą, kai kitas zondas palieka mūsų planetą tyrinėti kitų Saulės sistemos pasaulių, jos nešančioji raketa sukuria mažytį (planetų mastu, žinoma) impulsą ir veikia Žemę, pastumdama ją priešinga jo judėjimo kryptimi. Pavyzdys yra šūvis iš ginklo ir jo rezultatas. Mūsų laimei (bet, deja, dėl mūsų „plano perkelti Žemės orbitą“) šis poveikis planetai yra beveik nepastebimas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Šiuo metu pati aukščiausio našumo raketa yra amerikietiška „Falcon Heavy“iš „SpaceX“. Bet mums reikės maždaug 300 kvintilinų šių nešėjų paleidimo pilnai pakraunant, kad būtų galima naudoti aukščiau aprašytą metodą Žemės orbitai perkelti į Marsą. Be to, medžiagų, reikalingų visoms šioms raketoms sukurti, masė bus lygi 85 procentams pačios planetos masės.
Elektros varikliai, ypač joniniai, kurie išskiria įkrautų dalelių srautą, dėl kurio atsiranda pagreitis, bus veiksmingesnis būdas suteikti pagreitį masei. Ir jei mes sumontuosime kelis tokius variklius vienoje savo planetos pusėje, mūsų sena Žemės moteris tikrai galės leistis į kelionę per Saulės sistemą.
Tiesa, tokiu atveju reikės išties milžiniškų matmenų variklių. Jie turės būti įrengti maždaug 1000 kilometrų aukštyje virš jūros lygio, ne žemės atmosferoje, bet tuo pat metu tvirtai pritvirtinti prie planetos paviršiaus, kad į jį galėtų perduoti stūmimo jėga. Be to, net jei jonų pluoštas yra išmestas 40 kilometrų per sekundę norima kryptimi, mes vis tiek turime išmesti 13 procentų Žemės masės ekvivalentą kaip jonines daleles, kad judėtume likusiais 87 procentais planetos masės.
Lengva burė
Kadangi šviesa įgauna pagreitį, bet neturi masės, planetos išstūmimui taip pat galime naudoti labai galingą nuolatinį ir fokusuotą šviesos pluoštą, pavyzdžiui, lazerį. Tokiu atveju bus galima panaudoti pačios Saulės energiją, jokiu būdu nenaudojant pačios Žemės masės. Bet net ir su neįtikėtinai galinga 100 gigavatų lazerio sistema, kurią planuojama naudoti „Breakthrough Starshot“projekte, kuriame mokslininkai nori lazerio spinduliu išsiųsti mažą kosminį zondą į artimiausią žvaigždę į mūsų sistemą, mums prireiks trijų kvintiilijonų metų nenutrūkstamo lazerio impulso. pasiekti savo orbitos keitimo tikslą.
Saulės šviesa gali atsispindėti tiesiai nuo milžiniškos saulės burės, kuri bus kosmose, bet pritvirtinta prie Žemės. Remdamiesi ankstesniais tyrimais, mokslininkai nustatė, kad tam reikalingas atspindintis diskas, 19 kartų didesnis už mūsų planetos skersmenį. Bet tokiu atveju, norint pasiekti rezultatą, teks laukti maždaug milijardą metų.
Tarpplanetinis biliardas
Kitas galimas būdas pašalinti Žemę iš dabartinės jos orbitos yra gerai žinomas metodas, kai keičiamasi impulsu tarp dviejų besisukančių kūnų, norint pakeisti jų pagreitį. Ši technika taip pat žinoma kaip gravitacijos pagalba. Šis metodas gana dažnai naudojamas tarpplanetinių tyrimų misijose. Pavyzdžiui, kosminis laivas „Rosetta“, kuris 2014–2016 m. Aplankė kometą 67P, kaip dešimties metų kelionės į tyrimo objektą dalį, 2005 m. Ir 2007 m. Aplink Žemę naudojo gravitacijos pagalbinę priemonę.
Dėl to Žemės gravitacinis laukas kaskart padidindavo Rosetta pagreitį, kurio būtų buvę neįmanoma pasiekti naudojant tik paties aparato variklius. Šių gravitacinių manevrų metu Žemė taip pat įgavo priešingą ir vienodą pagreitį, tačiau, žinoma, tai neturėjo jokio išmatuojamo efekto dėl pačios planetos masės.
O kas, jei mes naudosime tą patį principą, bet su kažkuo masyvesniu už erdvėlaivį? Pavyzdžiui, tie patys asteroidai, veikdami Žemės gravitaciją, tikrai gali pakeisti savo trajektoriją. Taip, vienkartinė abipusė įtaka Žemės orbitai bus nereikšminga, tačiau šį veiksmą galima pakartoti daugybę kartų, kad galiausiai pakeistume mūsų planetos orbitos padėtį.
Tam tikros mūsų Saulės sistemos sritys yra gana tankiai „aprūpintos“daugybe mažų dangaus kūnų, tokių kaip asteroidai ir kometos, kurių masė yra pakankamai maža, kad pritrauktų juos arčiau mūsų planetos, naudojant tinkamas ir gana realias technologijas vystymosi prasme.
Labai atsargiai apskaičiavus trajektoriją, visiškai įmanoma naudoti vadinamąjį „delta-v-poslinkio“metodą, kai mažas kūnas gali būti pasislinkęs iš savo orbitos artimo požiūrio į Žemę rezultatas, kuris suteiks daug didesnį impulsą mūsų planetai. Visa tai, be abejo, skamba labai šauniai, tačiau buvo atlikti ankstesni tyrimai, kurie nustatė, kad šiuo atveju mums reikės milijono tokių artimų asteroidų perėjimų, ir kiekvienas iš jų turi įvykti kelių tūkstančių metų intervale, kitaip mes iki to laiko vėluosime. kai Saulė išsiplės tiek, kad gyvybė Žemėje taps neįmanoma.
išvados
Iš visų šiandien aprašytų variantų atrodo realistiškiausia naudoti kelis asteroidus sunkio jėgos pagalbinei įrangai. Vis dėlto ateityje šviesos naudojimas gali tapti tinkamesne alternatyva, žinoma, jei išmoksime sukurti milžiniškas kosmines struktūras ar ypač galingas lazerių sistemas. Bet kokiu atveju šios technologijos taip pat gali būti naudingos mūsų būsimam kosmoso tyrinėjimui.
Ir vis dėlto, nepaisant teorinės galimybės ir praktinio pagrįstumo tikimybės ateityje, mums, galbūt, tinkamiausias išgelbėjimo variantas bus persikėlimas į kitą planetą, pavyzdžiui, tą patį Marsą, kuris gali išgyventi mūsų Saulės mirtį. Juk žmonija jau seniai į tai žiūrėjo kaip į galimus antruosius mūsų civilizacijos namus. Ir jei jūs taip pat atsižvelgsite į tai, kaip sunku bus įgyvendinti Žemės orbitos poslinkio idėją, kolonizuoti Marsą ir galimybę jį reljefiškai pakeisti taip, kad planetai būtų lengviau gyventi, gali neatrodyti tokia sunki užduotis.
Nikolajus Khizhnyak