technológia

Lehetséges-e a Föld pályája? És ami a legfontosabb, miért csinálod ezt?

Az új kínai sci-fi filmbenA „Wandering Earth”, amelyet a Netflix nemrég kiadott, az emberiség a világ minden táján telepített hatalmas motorokkal próbálja megváltoztatni a Föld pályáját, hogy elkerülje annak pusztulását a haldokló és bővülő Nap hatására, valamint hogy megakadályozza a Jupiterrel való ütközést. Egy ilyen kozmikus apokalipszis-forgatókönyv egy nap valójában megtörténhet. Körülbelül 5 milliárd év elteltével a Napunk elfogy az üzemanyag a termonukleáris reakcióhoz, majd bővül, és valószínűleg elnyeli a bolygónkat. Természetesen még korábban is mindannyian meghalunk a globális hőmérsékletnövekedés miatt, de a Föld pályáján bekövetkező változás valóban szükséges megoldás lehet a katasztrófa elkerülése érdekében, legalábbis elméletileg.

De hogyan lehet megbirkózni az emberiséggelszuper kihívást jelentő mérnöki kihívás? A Glasgowi Egyetem Matteo Cheriotti űrrendszer-mérnöke több forgatókönyvet osztott meg a Conversetion portál oldalain.

Tegyük fel, hogy feladatunkmozgassa a Föld pályáját a Naptól kb. a jelenlegi helyétől való távolság felén, ahol a Mars most van. A világ vezető űrügynökségei már régóta fontolóra veszik és kidolgozzák ötleteiket a kis égitestek (aszteroidák) kiszorítására a pályájukról, amely hosszú távon segít megvédeni a Földet a külső hatásoktól. Néhány opció nagyon romboló megoldást kínál: egy nukleáris robbanás az aszteroida közelében vagy annak felületén; egy „kinetikus ütközésmérő” használata, amelynek szerepét például egy olyan űrhajó játszhatja, amelynek célja egy nagy sebességű tárgyral való ütközés, hogy megváltoztassa a pályáját. De, mint a Föld, ezek a lehetőségek természetesen nem fognak működni a pusztító jellegük miatt.

Más megközelítések keretében javasoljuk, hogy irányítsák átveszélyes pályával rendelkező aszteroidák űrhajókkal, amelyek a vontatók szerepét hajtják végre, vagy nagyobb űrhajót használnak, ami gravitációjuk miatt a veszélyes objektumot a Földről irányítja. A Földkel együtt ez nem egy út, mert az objektumok tömege teljesen összehasonlíthatatlan lesz.

Elektromos motorok

Valószínűleg látni fogja egymást, de sokáig mozogunk.Föld a pályájáról. Minden alkalommal, amikor a bolygónk egy másik szondát hagy el a Naprendszer más világainak felfedezésére, a hordozó rakéta apró (természetesen a bolygó méretére) impulzust hoz létre, és a Földön cselekszik, és mozgását ellenkező irányba tolja. Példa erre a fegyverből készített lövés és az ennek eredményeként létrejövő visszahúzódás. Szerencsére számunkra (de sajnos a „Föld pályájának eltolására vonatkozó tervünk”), ez a hatás a bolygón szinte észrevehetetlen.

Jelenleg a legeredményesebba világ rakétája az American Falcon Heavy a SpaceX cégtől. De ezeknek a fuvarozóknak kb. Ebben az esetben az összes rakéta létrehozásához szükséges anyagok tömege a bolygó tömegének 85% -ának felel meg.

Elektromos motorok használataKülönösen a feltöltött részecskék ionáramlása, amely miatt gyorsulás következik be, hatékonyabb módja lesz a tömeg gyorsulásának. És ha több ilyen motort telepítünk bolygónk egyik oldalára, akkor a régi földünk valóban utazhat a Naprendszeren.

Ebben az esetben azonban motorokra lesz szükség.igazán gigantikus méretek. Ezeket a tengerszint feletti magasságban, a Föld légkörén kívül kell telepíteni, de ugyanakkor biztonságosan rögzíteni kell a bolygó felszínéhez úgy, hogy képes legyen rávenni egy nyomóerőt. Ezen túlmenően, még egy 40 km / s sebességű, megfelelő irányban kibocsátott ionsugárral, még mindig ki kell dobnunk a Föld tömegének 13% -át ionos részecskék formájában, hogy a fennmaradó 87% -át a bolygó tömegének eltolják.

Könnyű vitorla

Mivel a fény lendületet hordoz, de nincs tömege, miHasználhat egy nagyon erős, tartós és fókuszált fénysugarat, például lézert, hogy kiszorítsa a bolygót. Ebben az esetben magának a Napnak az energiáját lehet használni, semmiképpen sem a Föld tömegét. De még egy hihetetlenül erős, 100 gigawattos lézerrendszerrel is, amelyet a Breakthrough Starshot projektben terveznek használni, amelyben a tudósok lézersugarat használnak, hogy egy kis űrszondát küldjenek a rendszerünkhöz legközelebbi csillaghoz, három kvintillionnyi folyamatos lézerimpulzusra lesz szükségünk annak érdekében, hogy elérjük a pályát.

A napfény közvetlenül tükröződikóriási napsütő vitorla, amely az űrben lesz, de a Földön rögzül. A múltbeli kutatások részeként a tudósok azt találták, hogy ez 19-szer nagyobb visszaverő lemezt igényelne, mint a bolygónk átmérője. De ebben az esetben az eredmény eléréséhez egy milliárd éves rendet kell várnia.

Interplanetáris biliárd

Egy másik lehetséges lehetőség a Föld eltávolításáraAz aktuális pálya jól ismert módszer lehet a két forgó test közötti impulzusok cseréjére a gyorsulás megváltoztatására. Ez a módszer gravitációs manőverként is ismert. Ezt a módszert gyakran használják a bolygóközi kutatási missziókban. Például a Rosetta űrhajó, amely 2014–2016-ban az üstökös 67P-t látogatta meg, a tízéves utazás részeként, a Föld körül kétszer, 2005-ben és 2007-ben a gravitációs manővert használták.

Ennek eredményeként mindegyik a Föld gravitációs mezőjecsak megnövekedett "Rosette" gyorsulást adott, amit csak a készülék motorjaival lehetetlen elérni. A Föld ezen gravitációs manőverek keretein belül ellenkező és egyenlő lendületet kapott a gyorsulásnak, de természetesen ez nem volt mérhető hatása a bolygó tömegének köszönhetően.

És mi van, ha ugyanazt az elvet használja, devalamivel nagyobb, mint egy űrhajó? Például ugyanazok az aszteroidák természetesen megváltoztathatják pályáikat a Föld gravitációjának hatása alatt. Igen, egyszeri kölcsönös befolyás a Föld pályájára jelentéktelen lesz, de ez a művelet többször megismételhető, hogy végül megváltoztassuk bolygónk pályájának helyzetét.
Naprendszerünk néhány területemeglehetősen sűrűn „sok személyzet” áll a sok égi testtel, például aszteroidákkal és üstökösökkel, amelyek tömege elég kicsi ahhoz, hogy közelebb hozzák őket a bolygónkhoz a megfelelő és meglehetősen reális technológiai fejlődés szempontjából.

A pálya nagyon óvatos kiszámítása meglehetősenLehetőség van az úgynevezett „delta-v-elmozdulás” módszer alkalmazására, amikor egy kis testet a Föld körüli szoros megközelítés eredményeként eltolhatunk a pályájáról, ami sokkal nagyobb lendületet ad a bolygónknak. Mindez természetesen nagyon hűvösnek tűnik, de korábbi tanulmányokat hajtottak végre, amelyek megállapították, hogy ebben az esetben egy millió ilyen szoros aszteroidákra lenne szükségünk, és mindegyiknek több ezer év alatt kell történnie, különben későn fogunk késni amikor a Nap annyira kinyílik, hogy a Földön való élet lehetetlenné válik.

megállapítások

A ma leírt opciók közül mindegyik használa legsúlyosabbnak tűnik a gravitációs manőverre vonatkozó aszteroidák. A jövőben azonban a fény felhasználása természetesen megfelelőbb alternatívává válhat, ha óriási kozmikus struktúrákat vagy szuper teljesítményű lézerrendszereket készítünk. Mindenesetre ezek a technológiák hasznosak lehetnek a jövőbeli űrkutatásunkban is.

És mégis, az elméleti lehetőség ellenére ésa gyakorlati megvalósíthatóság valószínűsége a jövőben, talán talán az üdvösség legmegfelelőbb lehetősége lesz egy másik bolygón való áthelyezés, például ugyanaz a Mars, amely túlélheti Napunk halálát. Végül az emberiséget már régóta a civilizációnk potenciális második otthonának tekintik. És ha azt is figyelembe vesszük, hogy milyen nehéz lesz megvalósítani a Föld pályájának elmozdulását, a Mars gyarmatosítását és annak terepformálódásának lehetőségét, hogy a bolygónak több lakható megjelenést adjon, nem tűnik olyan nehéznek.

A cikket megvitathatja a Telegram-csevegésünkben.