Hvad Bliver Der Af Jorden Efter Kredsløbskiftet? - Alternativ Visning

Indholdsfortegnelse:

Hvad Bliver Der Af Jorden Efter Kredsløbskiftet? - Alternativ Visning
Hvad Bliver Der Af Jorden Efter Kredsløbskiftet? - Alternativ Visning

Video: Hvad Bliver Der Af Jorden Efter Kredsløbskiftet? - Alternativ Visning

Video: Hvad Bliver Der Af Jorden Efter Kredsløbskiftet? - Alternativ Visning
Video: Vandets kredsløb 2024, Marts
Anonim

I den kinesiske science fiction-film Wandering Earth, frigivet af Netflix, forsøger menneskeheden ved hjælp af enorme motorer installeret over hele planeten at ændre Jordens bane for at undgå ødelæggelse af den døende og ekspanderende sol, samt for at forhindre en kollision med Jupiter … Et sådant scenarie med en kosmisk apokalypse kan en dag faktisk ske. Om cirka 5 milliarder år vil vores sol løbe tør for brændstof til en termonuklear reaktion, den vil udvide sig og mest sandsynligt opsøge vores planet. Selvfølgelig vil vi allerede tidligere dø alle af en global temperaturstigning, men at ændre Jordens bane kan faktisk være den rigtige løsning til at undgå en katastrofe, i det mindste i teorien.

Men hvordan kan menneskeheden klare en så ekstremt kompleks teknisk opgave? Rumsystemingeniør Matteo Ceriotti fra University of Glasgow har delt flere mulige scenarier på siderne af The Conversetion.

Image
Image

Antag, at vores opgave er at fortrænge Jordens bane og flytte den væk fra Solen omkring halvdelen af afstanden fra dens nuværende placering, omtrent til hvor Mars er nu. Ledende rumbureauer over hele verden har længe overvejet og endda arbejdet med ideen om at fortrænge små himmellegemer (asteroider) fra deres kredsløb, som i fremtiden vil hjælpe med at beskytte Jorden mod eksterne påvirkninger. Nogle muligheder tilbyder en meget destruktiv løsning: en atomeksplosion nær asteroiden eller på dens overflade; brugen af en "kinetisk påvirker", hvis rolle f.eks. kan spilles af et rumfartøj, der sigter mod at kollidere med et objekt i høj hastighed for at ændre dets bane. Men hvad Jorden angår, vil disse muligheder bestemt ikke fungere på grund af deres destruktive natur.

Inden for rammerne af andre tilgange foreslås det at trække asteroider ud af en farlig bane ved hjælp af rumfartøjer, der fungerer som slæbebåde, eller ved hjælp af større rumskibe, som på grund af deres tyngdekraft vil trække en farlig genstand ud af Jorden. Igen vil dette ikke arbejde med Jorden, da massen af genstande vil være fuldstændig uforlignelig.

Elektriske motorer

I vil sandsynligvis se hinanden, men vi har bevæget jorden ud af vores bane i lang tid. Hver gang en anden sonde forlader vores planet for at undersøge andre verdener i solsystemet, skaber bæreraketten, der bærer den, en lille (selvfølgelig på planetarisk skala) impuls og virker på Jorden og skubber den i modsat retning af dens bevægelse. Et eksempel er et skud fra et våben og den resulterende rekyl. Heldigvis for os (men desværre for vores "plan om at skifte Jordens bane") er denne virkning næsten usynlig for planeten.

Salgsfremmende video:

I øjeblikket er den mest højtydende raket i verden den amerikanske Falcon Heavy fra SpaceX. Men vi har brug for omkring 300 quintillion lanceringer af disse bærere ved fuld belastning for at bruge den ovenfor beskrevne metode til at flytte Jordens bane til Mars. Derudover vil massen af materialer, der kræves for at skabe alle disse raketter, svare til 85 procent af selve planetens masse.

Brugen af elektriske motorer, især ioniske, der frigiver en strøm af ladede partikler, på grund af hvilken acceleration finder sted, vil være en mere effektiv måde at overføre acceleration til masse på. Og hvis vi installerer flere sådanne motorer på den ene side af vores planet, kan vores gamle jordkvinde virkelig tage på en rejse gennem solsystemet.

Det er sandt, at i dette tilfælde kræves motorer med virkelig gigantiske dimensioner. De skal installeres i en højde af ca. 1000 kilometer over havets overflade uden for jordens atmosfære, men på samme tid sikkert fastgjort til planets overflade, så skubbe kraften kan overføres til den. Selv med en ionstråle, der kastes ud med 40 kilometer pr. Sekund i den ønskede retning, ville vi stadig have behov for at skubbe ud ækvivalenten til 13 procent af jordens masse som ioniske partikler for at bevæge de resterende 87 procent af planetens masse.

Let sejl

Da lys bærer fart, men ikke har nogen masse, kan vi også bruge en meget kraftig kontinuerlig og fokuseret lysstråle, såsom en laser, til at fortrænge planeten. I dette tilfælde vil det være muligt at bruge selve solens energi uden at bruge selve jordens masse på nogen måde. Men selv med en utroligt kraftig 100-gigawatt-laserfacilitet, som er planlagt brugt i det gennembrudte Starshot-projekt, hvor forskere ønsker at sende en lille rumføler til den nærmeste stjerne til vores system ved hjælp af en laserstråle, har vi brug for tre kvintillions år med kontinuerlig laserpuls til for at nå vores mål om ændring af kredsløb.

Sollys kan reflekteres direkte fra et kæmpe solsejl, der vil være i rummet, men forankret til Jorden. Inden for rammerne af tidligere forskning har forskere fundet, at dette ville kræve en reflekterende disk 19 gange diameteren på vores planet. Men i dette tilfælde bliver du nødt til at vente en milliard år for at opnå resultatet.

Interplanetære billard

En anden mulig mulighed for at fjerne Jorden fra dens nuværende bane er den velkendte metode til at udveksle momentum mellem to roterende legemer for at ændre deres acceleration. Denne teknik er også kendt som gravitation assist. Denne metode bruges ganske ofte i interplanetære forskningsmissioner. F.eks. Anvendte Rosetta-rumfartøjet, der besøgte kometen 67P i 2014-2016, som en del af sin ti-årige rejse til genstanden for studiet, tyngdekraften rundt om Jorden to gange, i 2005 og i 2007.

Som et resultat overførte Jordens tyngdefelt hver gang en øget acceleration til Rosetta, hvilket ville have været umuligt at opnå ved brug af kun motorerne i selve apparatet. Jorden modtog også et modsat og lige accelerationsmomentum inden for rammerne af disse tyngdekraftmanøvrer, men dette har naturligvis ikke haft nogen målbar effekt på grund af massen af selve planeten.

Hvad hvis vi bruger det samme princip, men med noget mere massivt end et rumfartøj? For eksempel kan de samme asteroider helt sikkert ændre deres bane under påvirkning af jordens tyngdekraft. Ja, gensidig indflydelse på jordens bane vil være ubetydelig, men denne handling kan gentages mange gange for i sidste ende at ændre positionen på vores planetes bane.

Visse områder af vores solsystem er ganske tæt "udstyret" med mange små himmellegemer, såsom asteroider og kometer, hvis masse er lille nok til at trække dem tættere på vores planet ved hjælp af passende og ganske realistiske teknologier med hensyn til udvikling.

Med en meget omhyggelig forkert beregning af banen er det meget muligt at anvende den såkaldte "delta-v-forskydning" -metode, når et lille legeme kan forskydes fra sin bane som et resultat af en tæt tilgang til Jorden, hvilket vil give et meget større momentum til vores planet. Alt dette lyder naturligvis meget cool, men tidligere undersøgelser blev foretaget, der viste, at vi i dette tilfælde ville have brug for en million så tæt asteroide passager, og hver af dem skal forekomme i intervallet på flere tusinde år, ellers vil vi være sent på det tidspunkt når Solen udvides så meget, at livet på Jorden bliver umuligt.

konklusioner

Af alle de muligheder, der er beskrevet i dag, ser det ud til at være mest realistisk at bruge flere asteroider til tyngdekraften. I fremtiden kan brug af lys imidlertid blive et mere passende alternativ, selvfølgelig, hvis vi lærer, hvordan man skaber gigantiske kosmiske strukturer eller superkraftige lasersystemer. Under alle omstændigheder kan disse teknologier også være nyttige til vores fremtidige rumudforskning.

Og alligevel, trods den teoretiske mulighed og sandsynligheden for praktisk gennemførlighed i fremtiden, for os, er den måske mest velegnede mulighed for frelse måske genbosættelse til en anden planet, for eksempel den samme Mars, der kan overleve vores sols død. Når alt kommer til alt har menneskeheden længe set på det som et potentielt andet hjem for vores civilisation. Og hvis du også overvejer, hvor vanskeligt det vil være at implementere ideen om en forskydning af Jordens bane, at kolonisere Mars og muligheden for at terraformere den for at give planeten et mere beboelig udseende, måske ikke synes som en så vanskelig opgave.