Je možné presunúť na obežnú dráhu Zeme? A čo je najdôležitejšie, prečo to urobil?

Nový čínsky sci-fi film "Putovanie Zeme," nedávno vydanej Netflix, humanity, pomocou obrovské motorov inštalovaných po celom svete, sa snaží zmeniť obežnú dráhu Zeme, aby sa predišlo jeho zničenie pod vplyvom umierajúcich a rozširujúce sa Slnko, rovnako ako nedošlo ku kolízii s Jupiterom. Takýto vesmírny apokalypsa scenár sa dá vlastne stalo. Asi 5000000000rok naše Slnko vyčerpá palivo pre fúzny reakcie, bude rozširovať a je pravdepodobné, že pohltí našu planétu. Samozrejme, že pred tým všetci zomrieme globálne zvýšenie teploty, ale zmena v zemskej obežnej dráhe môže byť skutočne tým pravým riešením, aby sa zabránilo katastrofe, aspoň teoreticky.

Ale ako môže ľudstvo byť schopné vyrovnať sa s takou veľmi zložité inžinierske úlohu? Kozmické systémy inžinier Matteo Cheriotti University of Glasgow Podiel na Portáli Conversetion niekoľko variantov možných scenárov.

Dajme tomu, že našou úlohou je presunúť na obežnú dráhu Zeme, transfokácie ju od Slnka asi o polovicu vzdialenosti od aktuálneho umiestnenia, o tom, kde Mars je teraz. Predné kozmickej agentúry po celom svete už dlhú dobu považovaná, a dokonca pracuje na myšlienke odsunu malých nebeských telies (asteroidy) s ich obežných dráhach, ktoré sa v budúcnosti bude chrániť Zem pred vonkajšími otrasmi. Niektoré možnosti ponúkajú veľmi deštruktívne riešenie: jadrový výbuch v blízkosti asteroidu alebo na jeho povrchu; použitie "kinetické nárazového", role, ktoré, napríklad, môže hrať sonda je zameraný na kolízii s objektom pri vysokej rýchlosti pre zmenu jej trajektóriu. Ale ako na Zemi, tieto rozdiely, samozrejme, nebude fungovať, pretože jeho deštruktívne povahy. V rámoch ostatných prístupov navrhnutých na odvrátenie asteroidy s nebezpečnú cestu od kozmickej lode, ktorá bude slúžiť ako remorkér, alebo pomocou väčšieho kozmickej lode, ktorá bude mať mimo nebezpečný objekt zo zeme vzhľadom k svojej závažnosti. Na Zemi znova, to nie je jazda, pretože hmotnosť objektov je úplne neporovnateľná.

Elektromotory

Môžete vidieť, ale my sme dlho vytláčajú Zemi zo svojej obežnej dráhy. Zakaždým, keď sa naša planéta opustí ďalšie sondy pre štúdium iných planétach slnečnej sústavy, nesúci jeho raketa vytvára nepatrný (v celosvetovom meradle samozrejme) dynamiku a ovplyvňuje je na Zemi, tlačí v opačnom smere jeho pohybu. Ako príklad možno uviesť, výstrel z pištole a vytvoril v dôsledku jeho návrate. Našťastie pre nás (ale, bohužiaľ, pre naše "plán kompenzácie obežnej dráhy Zeme"), tento efekt je takmer nepostrehnuteľné na planétu.

V súčasnej dobe je najviac vysoko výkonná raketa na svete je americká Falcon Heavy od firmy SpaceX. Ale my potrebujeme asi 300 quintillion štarty týchto nosičov s plným zaťažením, s pomocou vyššie opísanej metódy, aby sa zasadila obežnú dráhu Zeme k Marsu. Hmotnosť materiálov potrebných na vytvorenie všetkých týchto striel bude ekvivalentná 85 percent hmotnosti samotnej planéty.

Použitie elektrických motorov, najmä iónové, produkujúce prúd nabitých častíc, pričom zrýchlenie je účinnejšie metódou prepožičanie hmotnosť zrýchlenie. A ak nainštalujete niektoré z týchto motorov na jednej strane našej planéty, naša stará dáma Earth môžete naozaj ísť na cestu cez slnečnú sústavu.

Avšak v tomto prípade by to vyžadovalo motory skutočne gigantických rozmerov. Musia byť stanovená v nadmorskej výške asi 1000 kilometrov nad morom, za hranice zemskej atmosféry, ale je pevne pripevnená k povrchu planéty, aby bolo možné prenášať tlačnú silu na to. Okrem toho, aj keď zväzok iónov emitované z rýchlosti 40 km za sekundu v správnom smere, stále je potrebné hodiť 13 ekvivalentných percent hmotnosti na zemi vo forme iónov pohybovať zostávajúce percento 87 hmotnostných planéty.

Svetlo plachta

Vzhľadom k tomu, svetlo nesie hybnosť, ale nemá žiadnu hmotnosť, možno tiež použiť na vyrovnanie planéty je veľmi silný a dlho zaostrený lúč svetla, ako je laser. V tomto prípade bude možné využiť energiu samotného slnka, v žiadnom prípade za použitia hmotnosti Zeme. Ale aj v prípade, že je neuveriteľne silný 100 gigawatt laserový systém, ktorý bude zahŕňať do projektu Breakthrough Starshot, v ktorom laserový lúč vedci chcete poslať malú vesmírnu sondu k najbližšej našej hviezdnej sústavy, budeme potrebovať tri quintillion ročnou laserový pulz na účely aby bolo dosiahnuté nášho cieľa pre zmenu obežnej dráhy.

Slnečné svetlo môže odrážať priamo z obrieho slnečné plachta, ktorá bude umiestnená v priestore, ale je pripevnený k Zemi. V rámci posledných štúdií, vedci zistili, že by to vyžadovalo reflexné veľkosť disku 19 krát väčšie, než je priemer našej planéty. Ale v tomto prípade, aby dosiahol výsledok bude musieť počkať asi miliarda roky.

medziplanetárneho biliard

Ďalšie možné vyhotovenie stiahnutie Zeme sa existujúcim obežnej dráhy by mohla byť dobre známa výmena metóda hybnosti medzi dvoma otáčajúcimi sa orgány k zmene ich zrýchlenie. Táto metóda je tiež známa ako gravitačný manéver. Táto metóda je často používaný ako súčasť medziplanetárnej prieskumu misie. Napríklad sonda "Rosetta", ktorý navštívil kométy 67P v rokoch 2014-2016 ako súčasť svojej desaťročnej ceste k predmetu štúdie používa gravitačný manéver okolo Zeme dvakrát, v rokoch 2005 a 2007.

Výsledkom je, že gravitačné pole Zeme zakaždým dal vysokú zrýchlenie "Rosetta", čo by bolo možné dosiahnuť iba s jedným motorom zariadení. Pozemky v týchto gravitačných manévrov tiež dostal opak a rovná zrýchlenie hybnosti, ale samozrejme, že nemá merateľný efekt vzhľadom k hmotnosti samotnej planéty.

A čo keď budeme používať na rovnakom princípe, ale s niečím masívnejšie ako kozmickej lodi? Napríklad rovnaké asteroidy iste môže zmeniť svoju dráhu pod vplyvom zemskej gravitácie. Áno, jednorazový vzájomný vplyv na zemskej obežnej dráhe bude zanedbateľný, ale tento účinok sa môže opakovať mnohokrát nakoniec zmení polohu na obežnej dráhe planéty.

Niektoré oblasti našej slnečnej sústavy je pomerne tesný, "vybavený" mnohých malých nebeských telies, ako sú asteroidy a kométy, ktorých hmotnosť je dostatočne nízka, aby im priblížiť našu planétu pomocou vhodnej a celkom realistický, pokiaľ ide o rozvoj technológií.

S veľmi starostlivom vykresľovanie dráhy je možné použiť metódu zvanú "delta-v-offset", kedy môžu byť malé telo premiestnený zo svojej obežnej dráhy silným stretnutie so Zemou, ktorá bude poskytovať omnoho väčšiu impulz k našej planéte. To všetko samozrejme znie veľmi cool, ale predchádzajúce štúdie, ktorá zistila, že v tomto prípade potrebujeme milión takej blízkosti letenej asteroidy, každý z nich by mal byť v rozmedzí od niekoľkých tisíc rokov, inak prídeme neskoro v čase, keď slnko bude expandovať do takej miery, že život na Zemi by bolo nemožné.

Záver

Zo všetkých možností popísaných dnes, použitie viacnásobného asteroid gravitačný manéver zdá najreálnejší. Avšak do budúcnosti, použitie svetla môže byť vhodnejšie alternatíva, samozrejme, ak sa naučíme, ako vytvoriť obrie kozmický štruktúru alebo laserové systémy super-power. V každom prípade môže byť užitočné pre naše budúce výskum vesmíru aj tieto technológie. A napriek tomu, aj napriek teoretické možnosti a pravdepodobnosti uskutočniteľnosti v budúcnosti, pre nás možno najvhodnejším riešením by bolo spasenie premiestnenie na inú planétu, napríklad, rovnaký Mars, ktoré môžu prežiť smrť nášho Slnka. Na konci, ľudstvo má dlhý pohľad na neho ako potenciálny druhého domova na našej civilizácie. A ak vezmeme do úvahy, aké ťažké to bude realizovať myšlienku zemskej obežnej dráhe posunu, kolonizácie Marsu a možnosť terraformování, aby sa planéta viac obývateľný vzhľad môže vyzerať nie je tak náročné.

Diskutujte článok môže byť v našej telegrame-chat.