Vad Blir Av Jorden Efter Omloppsskiftet? - Alternativ Vy

Innehållsförteckning:

Vad Blir Av Jorden Efter Omloppsskiftet? - Alternativ Vy
Vad Blir Av Jorden Efter Omloppsskiftet? - Alternativ Vy

Video: Vad Blir Av Jorden Efter Omloppsskiftet? - Alternativ Vy

Video: Vad Blir Av Jorden Efter Omloppsskiftet? - Alternativ Vy
Video: Vad händer om vi flyttar jorden till en ny bana 2024, Mars
Anonim

I den kinesiska science fiction-filmen Wandering Earth, släppt av Netflix, försöker mänskligheten med stora motorer installerade över hela planeten att ändra jordens bana för att undvika att den förstörs och den expanderande solen samt för att förhindra en kollision med Jupiter … Ett sådant scenario med en kosmisk apokalyp kan hända en dag. Om cirka 5 miljarder år kommer vår sol att bli tom för bränsle för en termonukleär reaktion, den kommer att expandera och troligen uppsluka vår planet. Naturligtvis kommer vi alla tidigare att dö av en global temperaturökning, men att ändra jordens bana kan verkligen vara den rätta lösningen för att undvika en katastrof, åtminstone i teorin.

Men hur kan mänskligheten hantera en så extremt komplex teknisk uppgift? Rymdsystemingenjör Matteo Ceriotti från University of Glasgow har delat flera möjliga scenarier på sidorna till The Conversetion.

Image
Image

Anta att vår uppgift är att förskjuta jordens omloppsbana, flytta den från solen ungefär hälften av avståndet från dess nuvarande plats, ungefär dit Mars befinner sig nu. Ledande rymdbyråer runt om i världen har länge övervägt och till och med arbetat med idén att förskjuta små himmelkroppar (asteroider) från sina banor, som i framtiden kommer att hjälpa till att skydda jorden från yttre påverkan. Vissa alternativ erbjuder en mycket destruktiv lösning: en kärnkraftsexplosion nära asteroiden eller på ytan; användningen av en "kinetisk påverkan", vars roll exempelvis kan spelas av ett rymdskepp som syftar till att kollidera med ett föremål i hög hastighet för att ändra banan. Men när det gäller jorden kommer dessa alternativ verkligen inte att fungera på grund av deras destruktiva natur.

Inom ramen för andra tillvägagångssätt föreslås att man drar tillbaka asteroider från en farlig bana med hjälp av rymdskepp, som kommer att fungera som bogserbåtar, eller med hjälp av större rymdskepp, som på grund av deras allvar dra tillbaka ett farligt föremål från jorden. Återigen kommer detta inte att fungera med jorden, eftersom massan av objekt kommer att vara helt ojämförlig.

Elektriska motorer

Ni kommer förmodligen att se varandra, men vi har förskjutit jorden från vår bana länge. Varje gång en annan sond lämnar vår planet för att studera andra världssystem i solsystemet, skapar bärarraketten som bär den en liten (på planisk skala, naturligtvis) impuls och verkar på jorden, och skjuter den i motsatt riktning mot dess rörelse. Ett exempel är ett skott från ett vapen och den resulterande rekylen. Lyckligtvis för oss (men tyvärr för vår "plan för att flytta jordens bana") är denna effekt nästan osynlig för planeten.

Kampanjvideo:

Just nu är världens mest högpresterande raket den amerikanska Falcon Heavy från SpaceX. Men vi kommer att behöva cirka 300 kvintilljoner lanseringar av dessa bärare vid full belastning för att använda metoden som beskrivs ovan för att flytta jordens bana till Mars. Dessutom kommer massan av material som krävs för att skapa alla dessa raketer motsvara 85 procent av själva planeten.

Användningen av elektriska motorer, i synnerhet joniska, som släpper ut en ström av laddade partiklar, på grund av vilken acceleration sker, kommer att vara ett mer effektivt sätt att överföra acceleration till massan. Och om vi installerar flera sådana motorer på ena sidan av vår planet, kan vår gamla jordkvinna verkligen åka på en resa genom solsystemet.

Det är sant att i detta fall krävs motorer med riktigt gigantiska dimensioner. De kommer att behöva installeras på en höjd av cirka 1000 kilometer över havet, utanför jordens atmosfär, men samtidigt säkert fästa vid planets yta så att drivkraften kan överföras till den. Dessutom, även med en jonstråle som kastas ut 40 kilometer per sekund i önskad riktning, skulle vi fortfarande behöva mata ut motsvarigheten till 13 procent av jordens massa som jonpartiklar för att flytta de återstående 87 procent av planetens massa.

Lätt segel

Eftersom ljus bär fart, men inte har någon massa, kan vi också använda en mycket kraftfull kontinuerlig och fokuserad ljusstråle, till exempel en laser, för att förskjuta planeten. I det här fallet kommer det att vara möjligt att använda solens energi utan att använda själva jordmassan på något sätt. Men även med ett oerhört kraftfullt 100-gigawatt-lasersystem, som planeras användas i det genomgående Starshot-projektet, där forskare vill skicka en liten rymdsond till den närmaste stjärnan till vårt system med en laserstråle, kommer vi att behöva tre kvintillion års kontinuerlig laserpuls för att för att uppnå vårt omloppsförändringsmål.

Solljus kan reflekteras direkt från ett gigantiskt solsegel som kommer att vara i rymden men förankrat till jorden. Inom ramen för tidigare forskning har forskare funnit att detta skulle kräva en reflekterande skiva 19 gånger diametern på vår planet. Men i detta fall måste du vänta ungefär en miljard år för att uppnå resultatet.

Interplanetära biljard

Ett annat möjligt alternativ för att ta bort jorden från dess nuvarande bana är den välkända metoden för att utbyta fart mellan två roterande kroppar för att ändra deras acceleration. Denna teknik är också känd som gravitation assist. Denna metod används ganska ofta i interplanetära forskningsuppdrag. Till exempel använde rymdskeppet Rosetta som besökte kometen 67P under 2014-2016, som en del av sin tioåriga resa till studieobjektet, tyngdhjälp runt jorden två gånger, 2005 och 2007.

Som ett resultat gav jordens gravitationsfält varje gång en ökad acceleration till Rosetta, vilket skulle ha varit omöjligt att uppnå med användning av bara motorerna i själva apparaten. Jorden fick också en motsatt och lika accelerationsmoment inom ramen för dessa gravitationsmanövrar, men detta hade naturligtvis inte någon mätbar effekt på grund av själva planeten.

Tänk om vi använder samma princip, men med något mer massivt än ett rymdskepp? Till exempel kan samma asteroider säkert ändra sina banor under påverkan av jordens tyngdkraft. Ja, engångseffektivt ömsesidigt inflytande på jordens omloppsbana kommer att vara obetydligt, men denna åtgärd kan upprepas många gånger för att i slutändan ändra positionen för vår planets omloppsbana.

Vissa regioner i vårt solsystem är ganska tätt "utrustade" med många små himmelkroppar, till exempel asteroider och kometer, vars massa är liten nog för att dra dem närmare vår planet med hjälp av lämpliga och ganska realistiska tekniker när det gäller utveckling.

Med en mycket noggrann felberäkning av banan är det fullt möjligt att använda den så kallade "delta-v-förträngningen" -metoden, när en liten kropp kan förflyttas från sin bana som ett resultat av en nära tillvägagångssätt till jorden, vilket kommer att ge en mycket större fart på vår planet. Allt detta låter naturligtvis väldigt coolt, men tidigare studier genomfördes som visade att vi i detta fall skulle behöva en miljon så nära asteroidpassager, och var och en av dem måste inträffa i intervallet på flera tusen år, annars kommer vi att vara sena vid den tiden när solen expanderar så mycket att livet på jorden blir omöjligt.

Slutsatser

Av alla alternativ som beskrivs idag verkar det vara mest realistiskt att använda flera asteroider för tyngdkraftsassistans. I framtiden kan användningen av ljus emellertid bli ett mer lämpligt alternativ, naturligtvis, om vi lär oss att skapa jätte kosmiska strukturer eller superkraftiga lasersystem. Hur som helst kan dessa tekniker också vara användbara för vår framtida rymdutforskning.

Och ändå, trots den teoretiska möjligheten och sannolikheten för praktisk genomförbarhet i framtiden, för oss, är det kanske det mest lämpliga alternativet för frälsning ombosättning till en annan planet, till exempel samma Mars, som kan överleva vår sols död. När allt kommer omkring har mänskligheten länge sett det som ett potentiellt andra hem för vår civilisation. Och om du också funderar på hur svårt det kommer att vara att genomföra idén om en förskjutning av jordens omloppsbana, kan koloniseringen av Mars och möjligheten att terraformera den för att ge planeten ett mer bebörligt utseende kanske inte verkar vara en så svår uppgift.