Ar Galėtume Perkelti Visą Planetos Žemę Į Naują Orbitą?

{h1}

Didelis žingsnis galėtų padėti mūsų uolėtai planetai ištrūkti iš besiskleidžiančios saulės ir užkirsti kelią susidūrimui su jupiteriu.

Žemės planeta su saule ir mėnuliu.

Kaip sunku būtų perkelti mūsų planetą į kitą orbitą?

Neseniai „Netflix“ išleistame kinų mokslinės fantastikos filme „Klajojanti žemė“ žmonija bando pakeisti Žemės orbitą, naudodama milžiniškus stūmoklius, kad galėtų pabėgti iš besiskleidžiančios saulės - ir užkirsti kelią susidūrimui su Jupiteriu.

Scenarijus vieną dieną gali išsipildyti. Per penkis milijardus metų saulė pritrūks degalų ir išsiplės, greičiausiai apimdama Žemę. Greitesnė grėsmė yra visuotinio atšilimo apokalipsė. Žemės perkėlimas į platesnę orbitą galėtų būti sprendimas - ir tai teoriškai įmanoma.

Bet kaip mes galime tai išspręsti ir kokie yra inžineriniai iššūkiai? Argumentuokime, tarkime, kad mes siekiame Žemę perkelti iš dabartinės jos orbitos į orbitą 50% toliau nuo saulės, panašiai kaip Marsas “.

Daugybę metų mes kūrėme būdus, kaip mažus kūnus - asteroidus - pajudinti iš jų orbitos, daugiausia siekiant apsaugoti mūsų planetą nuo smūgių. Kai kurie jų grindžiami impulsyviu ir dažnai destruktyviu veiksmu: branduolinis sprogimas šalia asteroido paviršiaus arba ant jo paviršiaus arba „kinetinis smogtuvas“, pavyzdžiui, erdvėlaivis, dideliu greičiu susidūręs su asteroidu. Jie akivaizdžiai netaikomi Žemei dėl jų destruktyvaus pobūdžio.

Vietoj kitų metodų reikia labai švelnaus, nenutrūkstamo ilgą laiką stūmimo, kurį suteikia vilkikas, pritvirtintas prie asteroido paviršiaus, arba šalia jo kabantis erdvėlaivis (stumiantis per sunkumą ar kitais būdais). Bet tai būtų neįmanoma Žemei, nes jos masė yra didžiulė, palyginti su net didžiausiais asteroidais.

Elektriniai stūmokliai

Mes iš tikrųjų jau judėjome Žemę iš jos orbitos. Kiekvieną kartą, kai zondas palieka Žemę kitai planetai, jis į Žemę nukreipia nedidelį impulsą priešinga kryptimi, panašų į ginklo atkūrimą. Mūsų laimei, bet, deja, siekiant perkelti Žemę, šis poveikis yra neįtikėtinai mažas.

„SpaceX“ „Falcon Heavy“ yra šiuo metu pajėgiausia paleidimo priemonė. Mums reikės 300 milijardų milijardų paleidimų visu pajėgumu, kad orbita pasikeistų į Marsą. Medžiaga, sudaranti visas šias raketas, būtų lygi 85% Žemės, o Marso orbitoje liktų tik 15% Žemės.

Elektrinis stūmoklis yra daug efektyvesnis būdas pagreitinti masę - ypač jonų pavaros, kurios veikia išleidžiant įkrautų dalelių srautą, stumiantį indą į priekį. Galėtume nukreipti elektrinį variklį ir nukreipti jį žaibiška Žemės orbitos kryptimi.

Negabaritinis prožektorius turėtų būti 1000 kilometrų aukštyje virš Žemės atmosferos, bet vis tiek tvirtai pritvirtintas prie Žemės standžia sija, kad galėtų perduoti stūmimo jėgą. Kai jonų pluoštas kūrenamas 40 kilometrų per sekundę teisinga kryptimi, mums vis tiek reikės išstumti 13% Žemės masės ekvivalento jonuose, kad judėtume likusiais 87%.

Plaukiojimas lengvu

Kadangi šviesa įgauna pagreitį, bet neturi masės, mes taip pat galime nuolat maitinti fokusuotą šviesos pluoštą, pavyzdžiui, lazerį. Reikiama energija būtų surenkama iš saulės, o žemės masė nebūtų sunaudojama. Net naudojant didžiulį 100 GW lazerio įrenginį, kurį numatė projektas „Breakthrough Starshot“, kurio tikslas - išstumti erdvėlaivius iš Saulės sistemos ir ištirti kaimynines žvaigždes, vis tiek prireiks trijų milijardų milijardų metų nuolatinio naudojimo, norint pasiekti orbitos pokyčius.

Šviesą taip pat galima atspindėti tiesiai iš saulės į Žemę, naudojant šalia Žemės esančią saulės burę. Tyrėjai parodė, kad norint pasiekti orbitalės pokyčius per milijardą metų, prireiks 19 kartų didesnio nei Žemės skersmuo atspindžiojo disko.

Tarpplanetinis biliardas

Gerai žinoma technika, leidžianti dviem orbita besikeičiančiais kūnais keistis pagreičiu ir pakeisti jų greitį yra artima eisena arba gravitacinis karabinas. Šio tipo manevrus plačiai naudoja tarpplanetiniai zondai. Pavyzdžiui, kosminis laivas „Rosetta“, kuris 2014–2016 m. Aplankė kometą 67P, per dešimties metų kelionę į kometą du kartus, 2005 m. Ir 2007 m., Praleido netoli Žemės.

Dėl to Žemės gravitacijos laukas suteikė žymų pagreitį „Rosetta“, kuris būtų buvęs neįmanomas vien naudojant variklius. Todėl Žemė gavo priešingą ir vienodą impulsą - nors dėl Žemės masės tai neturėjo jokio išmatuojamo poveikio.

O kas būtų, jei mes galėtume atlikti šūvį, naudodami ką nors daug masyvesnio nei erdvėlaivis? Asteroidus neabejotinai gali nukreipti Žemė, ir nors abipusis poveikis Žemės orbitai bus mažas, šis veiksmas gali būti pakartotas daugybę kartų, kad galų gale būtų pasiektas didelis Žemės orbitos pokytis.

Kai kurie Saulės sistemos regionai yra tankūs su mažais kūnais, tokiais kaip asteroidai ir kometos, kurių daugelio masė yra pakankamai maža, kad būtų galima perkelti pasitelkiant realistiškas technologijas, tačiau vis tiek yra didesnio masto, nei galima realiai paleisti iš Žemės.

Tikslia trajektorijos konstrukcija įmanoma išnaudoti vadinamąjį „Δv svertą“ - mažas kūnas gali būti išstumtas iš savo orbitos ir dėl to pasislinkti pro Žemę, suteikdamas daug didesnį impulsą mūsų planetai. Tai gali atrodyti įdomu, tačiau apskaičiuota, kad mums reikės milijono tokių asteroidų artimųjų perėjimų, kurių kiekvienas būtų maždaug kelių tūkstančių metų atstumu, kad neatsiliktume nuo saulės plėtimosi.

Verdiktas

Iš visų galimų variantų šiuo metu atrodo lengviausia pasiekti kelis asteroidų šūvius. Bet ateityje šviesos panaudojimas gali būti svarbiausias dalykas - jei išmoksime sukurti milžiniškas kosmoso struktūras ar ypač galingas lazerių matricas. Jie taip pat galėtų būti naudojami tyrinėti kosmosą.

Nors teoriškai tai įmanoma ir vieną dieną gali būti techniškai įmanoma, iš tikrųjų gali būti lengviau perkelti mūsų rūšis į kaimyninį planetos kaimyną Marsą, kuris gali išgyventi saulės sunaikinimą. Galų gale mes jau kelis kartus nusileidome ant žemės ir apvažiavome jos paviršių.

Galvodami apie tai, kaip sudėtinga būtų perkelti Žemę, kolonizuoti Marsą, padaryti jį tinkamu gyventi ir perkelti Žemės gyventojus ten laikui bėgant, gali pasirodyti ne taip sunku.

Matteo Ceriotti, kosminių sistemų inžinerijos dėstytojas, Glazgo universitetas

Šis straipsnis yra pakartotinai paskelbtas leidinyje „The Conversation“ pagal „Creative Commons“ licenciją. Perskaitykite originalų straipsnį.


Vaizdo Papildas: Global Warming or a New Ice Age: Documentary Film.




Tyrimas


Vidurio Atolas Netrukus Tikisi Japonijos Cunamio Šiukšlių
Vidurio Atolas Netrukus Tikisi Japonijos Cunamio Šiukšlių

Puikus Vaizdas: 3D Snaigių Nuotraukos
Puikus Vaizdas: 3D Snaigių Nuotraukos

Mokslas Naujienos


Kas Slypi Mite, Kurį Gandrai Pagimdo Kūdikiams?
Kas Slypi Mite, Kurį Gandrai Pagimdo Kūdikiams?

Antidepresantai Veikia Partnerio Meilės Jausmus
Antidepresantai Veikia Partnerio Meilės Jausmus

Atskleista Lozoriaus Microbe'O Nemirtingumo Paslaptis
Atskleista Lozoriaus Microbe'O Nemirtingumo Paslaptis

Billo Nye'O Grįžimas Į „Gelbėk Pasaulį“
Billo Nye'O Grįžimas Į „Gelbėk Pasaulį“

Paslėptas Maras? Nauja Teorija, Kaip Liga Plinta Taip Pavojingai
Paslėptas Maras? Nauja Teorija, Kaip Liga Plinta Taip Pavojingai


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com