Ի՞նչ կլինի Երկիրը ուղեծրի տեղաշարժից հետո: Ինժեների տեսակետը

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Netflix-ի թողարկած «Wandering Earth» չինական գիտաֆանտաստիկ ֆիլմում մարդկությունը, օգտագործելով մոլորակի շուրջ տեղադրված հսկայական շարժիչները, փորձում է փոխել Երկրի ուղեծիրը՝ խուսափելու մեռնող և ընդարձակվող Արեգակի կողմից դրա ոչնչացումից, ինչպես նաև Յուպիտերի հետ բախումից խուսափելու համար:.. Տիեզերական ապոկալիպսիսի նման սցենարը մի օր իրականում կարող է տեղի ունենալ: Մոտ 5 միլիարդ տարի հետո մեր արևի վառելիքը կսպառվի ջերմամիջուկային ռեակցիայի համար, այն կընդլայնվի և, ամենայն հավանականությամբ, կուլ կտա մեր մոլորակը: Իհարկե, նույնիսկ ավելի վաղ մենք բոլորս կմահանանք ջերմաստիճանի գլոբալ աճից, բայց Երկրի ուղեծրի փոփոխությունն իսկապես կարող է անհրաժեշտ լուծում լինել աղետից խուսափելու համար, գոնե տեսականորեն:

Բայց ինչպե՞ս կարող է մարդկությունը հաղթահարել նման չափազանց բարդ ինժեներական խնդիրը: Տիեզերական համակարգերի ինժեներ Մատեո Սերիոտտին Գլազգոյի համալսարանից կիսվել է մի քանի հնարավոր սցենարներով The Conversetion-ի էջերում:

Ենթադրենք, որ մեր խնդիրն է տեղաշարժել Երկրի ուղեծիրը՝ այն Արեգակից հեռացնելով իր ներկայիս գտնվելու վայրից մոտավորապես կես հեռավորության վրա, մոտավորապես այնտեղ, որտեղ գտնվում է Մարսը: Աշխարհի առաջատար տիեզերական գործակալությունները երկար ժամանակ քննարկում և նույնիսկ աշխատում են փոքր երկնային մարմինները (աստերոիդներ) իրենց ուղեծրից հեռացնելու գաղափարի վրա, ինչը ապագայում կօգնի Երկիրը պաշտպանել արտաքին ազդեցություններից: Որոշ տարբերակներ առաջարկում են խիստ կործանարար լուծում. միջուկային պայթյուն աստերոիդի մոտ կամ դրա վրա; «կինետիկ հարվածիչի» օգտագործումը, որի դերը, օրինակ, կարող է խաղալ տիեզերանավը, որը նպատակաուղղված է մեծ արագությամբ բախվել օբյեկտի հետ՝ փոխելու նրա հետագիծը։ Բայց ինչ վերաբերում է Երկրին, ապա այս տարբերակները, անշուշտ, չեն աշխատի իրենց կործանարար բնույթի պատճառով:

Այլ մոտեցումների շրջանակում առաջարկվում է աստերոիդներին դուրս բերել վտանգավոր հետագծից տիեզերանավերի միջոցով, որոնք կգործեն որպես քարշակ կամ ավելի մեծ տիեզերանավերի օգնությամբ, որոնք իրենց ձգողականության պատճառով վտանգավոր օբյեկտը դուրս կբերեն Երկրից։ Կրկին, սա չի աշխատի Երկրի հետ, քանի որ օբյեկտների զանգվածը լիովին անհամեմատելի կլինի:

Էլեկտրական շարժիչներ

Դուք հավանաբար կտեսնեք միմյանց, բայց մենք երկար ժամանակ է, ինչ Երկիրը տեղափոխում ենք մեր ուղեծրից։ Ամեն անգամ, երբ մեկ այլ զոնդ հեռանում է մեր մոլորակից՝ ուսումնասիրելու Արեգակնային համակարգի այլ աշխարհներ, այն կրող հրթիռը ստեղծում է մի փոքրիկ (իհարկե, մոլորակային մասշտաբով) իմպուլս և գործում Երկրի վրա՝ հրելով այն իր շարժմանը հակառակ ուղղությամբ: Օրինակ՝ կրակոցը զենքից և դրանից բխող հետքայլը։ Բարեբախտաբար մեզ համար (բայց, ցավոք սրտի, մեր «Երկրի ուղեծրը տեղափոխելու ծրագրի» համար) այս էֆեկտը գրեթե անտեսանելի է մոլորակի համար:

Այս պահին աշխարհում ամենաբարձր արդյունավետության հրթիռը ամերիկյան Falcon Heavy-ն է SpaceX-ից։ Բայց մեզ անհրաժեշտ կլինի այս կրիչների մոտ 300 կվինտիլիոն արձակում ամբողջ բեռով, որպեսզի օգտագործենք վերը նկարագրված մեթոդը՝ Երկրի ուղեծիրը դեպի Մարս տեղափոխելու համար: Ավելին, այս բոլոր հրթիռների ստեղծման համար անհրաժեշտ նյութերի զանգվածը համարժեք կլինի հենց մոլորակի զանգվածի 85 տոկոսին։

Զանգվածին արագացում հաղորդելու ավելի արդյունավետ միջոց կլինի էլեկտրական շարժիչների, մասնավորապես՝ իոնային շարժիչների օգտագործումը, որոնք թողարկում են լիցքավորված մասնիկների հոսք, որի պատճառով առաջանում է արագացում։Եվ եթե մի քանի նման շարժիչներ տեղադրենք մեր մոլորակի մի կողմում, մեր տարեց երկրային կինը իսկապես կարող է ճանապարհորդել Արեգակնային համակարգով:

Ճիշտ է, այս դեպքում կպահանջվեն իսկապես հսկա չափսերի շարժիչներ։ Դրանք պետք է տեղադրվեն ծովի մակարդակից մոտ 1000 կիլոմետր բարձրության վրա, երկրագնդի մթնոլորտից դուրս, բայց միևնույն ժամանակ ապահով կերպով ամրացվեն մոլորակի մակերեսին, որպեսզի հրում ուժ փոխանցվի նրան։ Բացի այդ, նույնիսկ եթե իոնային ճառագայթը վայրկյանում 40 կիլոմետր արագությամբ արտանետվի ցանկալի ուղղությամբ, մենք դեռ պետք է Երկրի զանգվածի 13 տոկոսին համարժեք արտանետենք որպես իոնային մասնիկներ, որպեսզի տեղափոխենք մոլորակի զանգվածի մնացած 87 տոկոսը:

Թեթև առագաստ

Քանի որ լույսը իմպուլս է կրում, բայց չունի զանգված, մենք կարող ենք նաև օգտագործել շատ հզոր շարունակական և կենտրոնացված լույսի ճառագայթ, ինչպիսին է լազերը, մոլորակը տեղափոխելու համար: Այս դեպքում հնարավոր կլինի օգտագործել հենց Արեգակի էներգիան՝ ոչ մի կերպ չօգտագործելով հենց Երկրի զանգվածը։ Բայց նույնիսկ աներևակայելի հզոր 100 գիգավատ հզորությամբ լազերային համակարգով, որը նախատեսվում է օգտագործել Starshot նախագծում, որտեղ գիտնականները ցանկանում են լազերային ճառագայթով փոքր տիեզերական զոնդ ուղարկել մեր համակարգին մոտակա աստղին, մեզ անհրաժեշտ կլինի երեք Կվինտիլիոն տարի շարունակական լազերային իմպուլս՝ հասնելու ուղեծրի հակադարձման մեր նպատակին:

Արևի լույսը կարող է ուղղակիորեն արտացոլվել արևային հսկա առագաստից, որը կլինի տիեզերքում, բայց խարսխված է Երկրի վրա: Նախկին հետազոտությունների շրջանակում գիտնականները պարզել են, որ դրա համար կպահանջվի ռեֆլեկտիվ սկավառակ, որը 19 անգամ գերազանցում է մեր մոլորակի տրամագիծը: Բայց այս դեպքում արդյունքի հասնելու համար պետք է սպասել մոտ մեկ միլիարդ տարի։

Միջմոլորակային բիլիարդ

Երկիրը ներկայիս ուղեծրից հեռացնելու մեկ այլ հնարավոր տարբերակ երկու պտտվող մարմինների միջև իմպուլսի փոխանակման հայտնի մեթոդն է՝ դրանց արագացումը փոխելու համար։ Այս տեխնիկան հայտնի է նաև որպես գրավիտացիոն օգնություն: Այս մեթոդը հաճախ օգտագործվում է միջմոլորակային հետազոտական առաքելություններում: Օրինակ, Rosetta տիեզերանավը, որն այցելել է 67P գիսաստղ 2014-2016 թվականներին, իր տասնամյա ճանապարհորդության շրջանակներում դեպի ուսումնասիրության օբյեկտ, երկու անգամ օգտագործել է գրավիտացիոն օգնությունը Երկրի շուրջ՝ 2005-ին և 2007-ին:

Արդյունքում, Երկրի գրավիտացիոն դաշտը ամեն անգամ ավելի մեծ արագացում էր հաղորդում Ռոզետային, ինչին անհնար կլիներ հասնել միայն բուն ապարատի շարժիչների օգտագործմամբ: Այս գրավիտացիոն զորավարժությունների շրջանակներում Երկիրը նույնպես ստացել է հակառակ և հավասար արագացման իմպուլս, սակայն, իհարկե, դա չափելի ազդեցություն չի ունեցել հենց մոլորակի զանգվածի պատճառով։

Բայց ի՞նչ կլինի, եթե օգտագործեք նույն սկզբունքը, բայց ավելի զանգվածային բանով, քան տիեզերանավը: Օրինակ, նույն աստերոիդները, անշուշտ, կարող են փոխել իրենց հետագծերը Երկրի ձգողության ազդեցության տակ: Այո, միանգամյա փոխադարձ ազդեցությունը Երկրի ուղեծրի վրա աննշան կլինի, բայց այս գործողությունը կարող է կրկնվել բազմիցս, որպեսզի ի վերջո փոխվի մեր մոլորակի ուղեծրի դիրքը:

Մեր արեգակնային համակարգի որոշ շրջաններ բավականին խիտ «հագեցված են» բազմաթիվ փոքր երկնային մարմիններով, ինչպիսիք են աստերոիդները և գիսաստղերը, որոնց զանգվածը բավական փոքր է, որպեսզի նրանց մոտենա մեր մոլորակին՝ օգտագործելով զարգացման առումով համապատասխան և բավականին իրատեսական տեխնոլոգիաներ:

Հետագծի շատ զգույշ հաշվարկով միանգամայն հնարավոր է օգտագործել այսպես կոչված «դելտա-վ-տեղաշարժման» մեթոդը, երբ Երկրին մոտենալու արդյունքում փոքր մարմինը կարող է տեղահանվել իր ուղեծրից, ինչը. շատ ավելի մեծ թափ կհաղորդի մեր մոլորակին: Այս ամենը, իհարկե, շատ զով է թվում, բայց ավելի վաղ ուսումնասիրություններ են իրականացվել, որոնք պարզել են, որ այս դեպքում մեզ անհրաժեշտ կլինի միլիոնավոր նման մոտիկ աստերոիդների անցումներ, և դրանցից յուրաքանչյուրը պետք է տեղի ունենա մի քանի հազար տարվա միջակայքում, այլապես մենք կկատարվենք. ուշ այն ժամանակ, երբ Արևն այնքան է ընդլայնվում, որ Երկրի վրա կյանքը անհնար է դառնում:

եզրակացություններ

Այսօր նկարագրված բոլոր տարբերակներից մի քանի աստերոիդների օգտագործումը գրավիտացիոն աջակցության համար ամենաիրատեսականն է թվում:Այնուամենայնիվ, ապագայում լույսի օգտագործումը կարող է ավելի հարմար այլընտրանք դառնալ, իհարկե, եթե մենք սովորենք ստեղծել հսկա տիեզերական կառույցներ կամ գերհզոր լազերային համակարգեր։ Ամեն դեպքում, այս տեխնոլոգիաները կարող են օգտակար լինել նաև մեր ապագա տիեզերական հետազոտության համար:

Եվ այնուամենայնիվ, չնայած տեսական հնարավորությանը և ապագայում գործնական իրագործելիության հավանականությանը, մեզ համար, թերևս, փրկության ամենահարմար տարբերակը կլինի վերաբնակեցումը մեկ այլ մոլորակ, օրինակ՝ նույն Մարս, որը կարող է գոյատևել մեր Արեգակի մահից հետո: Չէ՞ որ մարդկությունը վաղուց է նրան դիտարկում որպես մեր քաղաքակրթության պոտենցիալ երկրորդ տուն: Եվ եթե հաշվի առնեք նաև, թե որքան դժվար կլինի իրականացնել Երկրի ուղեծրի տեղաշարժի գաղափարը, ապա Մարսը գաղութացնելը և մոլորակին ավելի բնակելի տեսք հաղորդելու համար երկրագնդի ձևավորման հնարավորությունը կարող է այդքան բարդ խնդիր չթվալ: