Възможно ли е да се измести орбитата на Земята? И най-важното, защо правите това?

В новия китайски научно-фантастичен филм„Блуждащата Земя”, наскоро освободена от Netflix, човечеството, използвайки огромни двигатели, инсталирани навсякъде по планетата, се опитва да промени орбитата на Земята, за да избегне разрушаването му под влиянието на умиращото и разширяващо се Слънце, както и да предотврати сблъсък с Юпитер. Един такъв космически апокалипсисен сценарий може един ден действително да се случи. След около 5 милиарда години нашето Слънце ще загуби гориво за термоядрена реакция, ще се разшири и най-вероятно ще абсорбира нашата планета. Разбира се, още по-рано всички ще умрем от глобалното покачване на температурата, но промяна в орбитата на Земята наистина може да бъде необходимо решение, за да се избегне катастрофа, поне на теория.

Но как човечеството може да се справи с товасупер предизвикателно инженерно предизвикателство? Инженерът по космически системи Матео Черьоти от Университета в Глазгоу сподели няколко сценария на страниците на портала за разговори.

Да предположим, че нашата задача е дапреместите орбитата на Земята от Слънцето около половината от разстоянието от сегашното му местоположение, където Марс е сега. Водещи космически агенции по света отдавна обмислят и дори разработват идеи за изместване на малки небесни тела (астероиди) от орбитите си, което в дългосрочен план ще помогне да се защити Земята от външни въздействия. Някои опции предлагат много разрушително решение: ядрена експлозия в близост до астероида или на повърхността му; използването на “кинетичен удар”, ролята на който например може да се играе от космически кораб, чиято цел е да се сблъска с обект с висока скорост, за да промени своята траектория. Но що се отнася до Земята, тези опции, разбира се, няма да работят поради деструктивния им характер.

В рамките на други подходи се предлага да се отклонятастероиди с опасна траектория, използвайки космически кораб, който ще изпълнява ролята на влекачи, или използва по-голям космически кораб, който поради тежестта си ще отклони опасния обект от Земята. С Земята отново това не е возене, защото масата на обектите ще бъде напълно несравнима.

Електрически двигатели

Вероятно ще се виждате, но се движим дълго време.Земята от орбитата си. Всеки път, когато нашата планета оставя друга сонда, за да изследва други светове на Слънчевата система, нейната ракета-носител създава малък (по скалата на планетата мащаб) импулс и действа на Земята, като го бута в обратната посока на движението си. Пример за това е изстрел от оръжие и откат, създаден в резултат на това. За щастие за нас (но за съжаление за нашия "план за промяна на орбитата на Земята") този ефект за планетата е почти незабележим.

В момента най-високопроизводителнитеракета в света е американският Falcon Heavy от компанията SpaceX. Но ние ще се нуждаем от около 300 хиляди пускания на тези носители с пълен товар, за да преместим орбитата на Земята до Марс, като използваме описания по-горе метод. В този случай, масата на материалите, необходими за създаването на всички тези ракети, ще бъде еквивалентна на 85% от масата на самата планета.

Използването на електрически двигатели, в. \ TПо-специално, йонни, освобождаващи поток от заредени частици, поради което настъпва ускорение, ще има по-ефективен начин за придаване на ускорение на масата. И ако инсталирате няколко такива двигателя от едната страна на нашата планета, нашата стара Земя наистина може да отиде на пътешествие през Слънчевата система.

В този случай обаче ще са необходими двигатели.наистина гигантски размери. Те ще трябва да бъдат инсталирани на височина от около 1000 километра над морското равнище, извън земната атмосфера, но в същото време сигурно прикрепени към повърхността на планетата, така че да могат да предават натиск към нея. Освен това, дори и при лъчите на йони, излъчвани от скорост 40 километра в секунда в правилната посока, ние все още трябва да изхвърлим еквивалента на 13 процента от масата на Земята под формата на йонни частици, за да изместим останалите 87 процента от масата на планетата.

Светло платно

Тъй като светлината носи инерция, но няма маса, ниеМоже също да използва много мощен, дълготраен и фокусиран лъч светлина, като например лазер, за да измести планетата. В този случай ще бъде възможно да се използва енергията на самото Слънце, по никакъв начин не се използва масата на самата Земя. Но дори и с невероятно мощна лазерна система от 100 gigawatt, която се планира да се използва в проекта Breakthrough Starshot, в който учените използват лазерен лъч за изпращане на малка космическа сонда до най-близката до нашата звезда звезда, ще ни трябват три трилионни години непрекъснат лазерен импулс за за да постигнем нашата цел за промяна на орбитата.

Слънчевата светлина може да бъде отразена директно отгигантско слънчево платно, което ще бъде в космоса, но фиксирано на Земята. Като част от минали изследвания, учените са открили, че това би изисквало отразяващ диск 19 пъти по-голям от диаметъра на нашата планета. Но в този случай, за да се постигне резултатът, ще трябва да изчакате около милиард години.

Междупланетния билярд

Друга възможна възможност за премахване на Земята от нейнатаТекущата орбита може да бъде добре известен метод за обмен на импулси между две въртящи се тела, за да се промени тяхното ускорение. Този метод е известен също като гравитационна маневра. Този метод се използва често в междупланетните изследователски мисии. Например, космическият кораб Rosetta, който е посетил комета 67P през 2014–2016 г. като част от своето десетгодишно пътуване до обекта на изследване, е използвал гравитационната маневра около Земята два пъти - през 2005 г. и през 2007 г.

В резултат на това, всяко гравитационно поле на Земятапросто даде увеличено ускорение "Розетка", което би било невъзможно да се постигне само с помощта на двигателите на самото устройство. Земята, в рамките на тези гравитационни маневри, също получи обратен и равен импулс на ускорение, но, разбира се, това няма измерим ефект поради масата на самата планета.

И какво, ако използвате същия принцип, нос нещо по-масивно от космически кораб? Например, едни и същи астероиди със сигурност могат да променят траекториите си под влиянието на гравитацията на Земята. Да, еднократно взаимно влияние върху орбитата на Земята ще бъде незначително, но това действие може да се повтори многократно, за да се промени евентуално позицията на орбитата на нашата планета.
Някои области на нашата слънчева системадоста гъсто „екипиран“ с множество малки небесни тела, като астероиди и комети, чиято маса е достатъчно малка, за да ги приближи до нашата планета с помощта на подходящо и доста реалистично по отношение на технологичното развитие.

С много внимателно изчисляване на траекторията е достаВъзможно е да се използва т.нар. Метод "делта-v-изместване", когато малко тяло може да бъде изместено от орбитата си в резултат на близък подход към Земята, което ще даде много по-голям тласък на нашата планета. Всичко това, разбира се, звучи много хладно, но бяха проведени по-ранни проучвания, които установиха, че в този случай ще се нуждаем от един милион такива близки астероиди, и всеки от тях трябва да се появи в продължение на няколко хиляди години, в противен случай ще закъснем до този момент. когато Слънцето се разширява толкова много, че животът на Земята ще стане невъзможен.

данни

От всички описани възможности днесастероидите за гравитационната маневра изглежда най-реалистична. Обаче, в бъдеще използването на светлина може да се превърне в по-подходяща алтернатива, разбира се, ако се научим да създаваме гигантски космически структури или свръхмощни лазерни системи. Във всеки случай, тези технологии могат да бъдат полезни и за бъдещите ни космически изследвания.

И все пак, въпреки теоретичната възможност ивероятността за практическа реализация в бъдеще, за нас, може би, най-подходящата възможност за спасение ще бъде преместването в друга планета, например, същия Марс, който може да оцелее след смъртта на нашето Слънце. В крайна сметка човечеството отдавна се възприема като потенциален втори дом на нашата цивилизация. И ако помислите и колко трудно ще бъде да осъзнаете идеята за изместване на земната орбита, колонизацията на Марс и възможността за нейното терраформиране да придадат на планетата по-обитаем вид може да не изглежда толкова трудно.

Можете да обсъдите статията в нашия чат.