Orbital yerdəyişmədən sonra Yer necə olacaq? Mühəndis baxışı

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Netflix tərəfindən yayımlanan Çin elmi-fantastik filmində bəşəriyyət planetin ətrafında quraşdırılmış nəhəng mühərriklərdən istifadə edərək, ölməkdə olan və genişlənən Günəş tərəfindən məhv edilməməsi, həmçinin Yupiterlə toqquşmasının qarşısını almaq üçün Yerin orbitini dəyişdirməyə çalışır… Kosmik apokalipsisin belə bir ssenarisi bir gün həqiqətən də baş verə bilər. Təxminən 5 milyard ildən sonra günəşimizin termonüvə reaksiyası üçün yanacağı tükənəcək, genişlənəcək və çox güman ki, planetimizi udacaq. Əlbəttə ki, hətta əvvəllər hamımız temperaturun qlobal artımından öləcəyik, lakin Yerin orbitinin dəyişdirilməsi, ən azı nəzəri cəhətdən fəlakətdən qaçmaq üçün həqiqətən də zəruri həll ola bilər.

Bəs bəşəriyyət bu qədər mürəkkəb mühəndislik işinin öhdəsindən necə gələ bilər? Qlazqo Universitetindən kosmik sistemlər mühəndisi Matteo Ceriotti The Conversetion səhifələrində bir neçə mümkün ssenari paylaşıb.

Tutaq ki, bizim vəzifəmiz Yerin orbitini yerdəyişdirmək, onu Günəşdən indiki yerindən təxminən yarısı qədər uzaqlaşdıraraq, Marsın indi olduğu yerə qədər uzaqlaşdırmaqdır. Dünyanın aparıcı kosmik agentlikləri uzun müddətdir ki, kiçik göy cisimlərini (asteroidləri) öz orbitlərindən çıxarmaq ideyasını nəzərdən keçirir və hətta üzərində işləyirlər ki, bu da gələcəkdə Yeri xarici təsirlərdən qorumağa kömək edəcək. Bəzi variantlar yüksək dağıdıcı həll təklif edir: asteroidin yaxınlığında və ya üzərində nüvə partlayışı; rolunu, məsələn, trayektoriyasını dəyişdirmək üçün yüksək sürətlə bir cisimlə toqquşmağa yönəlmiş bir kosmik gəmi ilə oynaya bilən "kinetik təsir qurğusunun" istifadəsi. Ancaq Yerə gəldikdə, bu variantlar dağıdıcı təbiətinə görə, əlbəttə ki, işləməyəcəkdir.

Digər yanaşmalar çərçivəsində asteroidlərin təhlükəli trayektoriyadan yedək kimi fəaliyyət göstərəcək kosmik gəmilərdən və ya cazibə qüvvəsinə görə təhlükəli obyekti Yer kürəsindən geri çəkəcək daha böyük kosmik gəmilərin köməyi ilə geri çəkilməsi təklif edilir. Yenə də bu, Yerlə işləməyəcək, çünki cisimlərin kütləsi tamamilə müqayisə olunmayacaqdır.

Elektrik mühərrikləri

Yəqin ki, bir-birinizi görəcəksiz, lakin biz uzun müddətdir ki, Yer kürəsini orbitimizdən sıxışdırırıq. Günəş sisteminin başqa aləmlərini öyrənmək üçün planetimizdən hər dəfə başqa bir zond ayrılanda onu daşıyan daşıyıcı raket kiçik (təbii ki, planet miqyasında) impuls yaradır və Yerdə hərəkət edərək onu öz hərəkətinin əksi istiqamətində itələyir. Məsələn, silahdan atış və nəticədə geri çəkilmə. Xoşbəxtlikdən bizim üçün (amma təəssüf ki, "Yerin orbitini yerindən çıxarmaq planımız" üçün) bu təsir planet üçün demək olar ki, görünməzdir.

Hazırda dünyada ən yüksək məhsuldarlığa malik raket SpaceX-dən Amerikanın Falcon Heavy raketidir. Ancaq Yerin orbitini Marsa köçürmək üçün yuxarıda təsvir edilən üsuldan istifadə etmək üçün bu daşıyıcıların tam yüklə təxminən 300 kvintilyon buraxılışına ehtiyacımız olacaq. Üstəlik, bütün bu raketləri yaratmaq üçün tələb olunan materialların kütləsi planetin öz kütləsinin 85 faizinə bərabər olacaq.

Elektrik mühərriklərinin, xüsusən də ion mühərriklərinin istifadəsi, sürətlənmənin baş verdiyi yüklü hissəciklər axını buraxır, kütləyə sürətlənmənin daha təsirli bir yolu olacaqdır. Planetimizin bir tərəfində bir neçə belə mühərrik quraşdırsaq, bizim qoca Yer qadınımız həqiqətən də günəş sistemi ilə səyahətə çıxa bilər.

Düzdür, bu halda həqiqətən nəhəng ölçülərə malik mühərriklər tələb olunacaq. Onları dəniz səviyyəsindən təxminən 1000 kilometr yüksəklikdə, yer atmosferindən kənarda quraşdırmaq lazımdır, lakin eyni zamanda planetin səthinə etibarlı şəkildə bərkidilir ki, ona itələyici qüvvə ötürülə bilsin. Bundan əlavə, istənilən istiqamətdə saniyədə 40 kilometr sürətlə atılan ion şüası ilə belə, biz hələ də planetin kütləsinin qalan 87 faizini hərəkət etdirmək üçün Yerin kütləsinin 13 faizi ekvivalentini ion hissəcikləri kimi atmalıyıq.

Yüngül yelkən

İşıq impuls daşıdığından, lakin kütləsi olmadığından, biz planeti yerindən tərpətmək üçün lazer kimi çox güclü davamlı və fokuslanmış işıq şüasından da istifadə edə bilərik. Bu halda Yerin kütləsindən heç bir şəkildə istifadə etmədən Günəşin özünün enerjisindən istifadə etmək mümkün olacaq. Ancaq elm adamlarının lazer şüasından istifadə edərək sistemimizə ən yaxın ulduza kiçik kosmik zond göndərmək istədikləri zirvəli Starshot layihəsində istifadə edilməsi planlaşdırılan inanılmaz dərəcədə güclü 100 giqavatlıq lazer sistemi ilə belə, bizə üç lazım olacaq. orbitə çevrilmə məqsədimizə çatmaq üçün kvintillyon illik davamlı lazer nəbzi.

Günəş işığı kosmosda olacaq, lakin Yerə lövbər salacaq nəhəng günəş yelkənindən birbaşa əks oluna bilər. Keçmiş tədqiqatların bir hissəsi olaraq, elm adamları bunun üçün planetimizin diametrindən 19 dəfə böyük əks etdirən disk tələb edəcəyini tapdılar. Ancaq bu vəziyyətdə nəticə əldə etmək üçün təxminən bir milyard il gözləməli olacaqsınız.

Planetlərarası bilyard

Yeri indiki orbitindən çıxarmağın başqa bir mümkün variantı, iki fırlanan cisim arasında sürətlənməni dəyişdirmək üçün impuls mübadiləsinin məşhur üsuludur. Bu texnika həm də cazibə köməkçisi kimi tanınır. Bu üsul tez-tez planetlərarası tədqiqat missiyalarında istifadə olunur. Məsələn, 2014-2016-cı illərdə 67P kometini ziyarət edən Rosetta kosmik gəmisi, tədqiqat obyektinə olan on illik səyahətinin bir hissəsi olaraq, 2005 və 2007-ci illərdə iki dəfə Yer ətrafında cazibə qüvvəsindən istifadə etdi.

Nəticədə, Yerin cazibə sahəsi hər dəfə Rosetta-ya artan sürətlənmə verdi, yalnız aparatın özünün mühərriklərindən istifadə etməklə nail olmaq mümkün deyildi. Yer də bu qravitasiya manevrləri çərçivəsində əks və bərabər sürətlənmə impulsu aldı, lakin təbii ki, bu, planetin özünün kütləsi səbəbindən ölçülə bilən təsir göstərmədi.

Bəs eyni prinsipdən istifadə etsəniz, ancaq kosmik gəmidən daha kütləvi bir şeylə nə etməli? Məsələn, eyni asteroidlər Yerin cazibə qüvvəsinin təsiri altında əlbəttə ki, öz trayektoriyalarını dəyişə bilər. Bəli, Yerin orbitinə birdəfəlik qarşılıqlı təsir əhəmiyyətsiz olacaq, lakin planetimizin orbitinin mövqeyini son nəticədə dəyişdirmək üçün bu hərəkət dəfələrlə təkrarlana bilər.

Günəş sistemimizin müəyyən bölgələri inkişaf baxımından uyğun və kifayət qədər real texnologiyalardan istifadə etməklə onları planetimizə yaxınlaşdıracaq qədər kütləsi kifayət qədər kiçik olan asteroidlər və kometlər kimi çoxlu kiçik göy cisimləri ilə kifayət qədər sıx şəkildə “təchiz olunub”.

Trayektoriyanın çox diqqətlə hesablanması ilə, kiçik bir cismin Yerə yaxından yaxınlaşması nəticəsində öz orbitindən kənara çıxa bildiyi zaman "delta-v-yer dəyişdirmə" adlanan üsuldan istifadə etmək olduqca mümkündür. planetimizə daha böyük təkan verəcək. Bütün bunlar, əlbəttə ki, çox gözəl səslənir, lakin əvvəllər tədqiqatlar aparıldı ki, bu halda bir milyon belə yaxın asteroid keçidinə ehtiyacımız olacaq və onların hər biri bir neçə min il ərzində baş verməlidir, əks halda biz Günəş o qədər genişləndi ki, yer üzündə həyat qeyri-mümkün olur.

nəticələr

Bu gün təsvir edilən bütün variantlardan cazibə qüvvəsi üçün çoxlu asteroidlərdən istifadə etmək ən real görünür. Lakin gələcəkdə nəhəng kosmik strukturların və ya super güclü lazer sistemlərinin yaradılmasını öyrənsək, təbii ki, işıqdan istifadə daha uyğun alternativ ola bilər. Hər halda, bu texnologiyalar gələcək kosmos tədqiqatlarımız üçün də faydalı ola bilər.

Bununla belə, nəzəri imkana və gələcəkdə praktiki mümkünlüyün ehtimalına baxmayaraq, bizim üçün xilas olmaq üçün bəlkə də ən uyğun variant başqa bir planetə, məsələn, Günəşimizin ölümündən sağ çıxa bilən eyni Marsa köçmək olardı. Axı bəşəriyyət çoxdan ona sivilizasiyamız üçün potensial ikinci ev kimi baxır. Yerin orbitinin yerdəyişməsi ideyasını həyata keçirməyin nə qədər çətin olacağını düşünsəniz, Marsı koloniyalaşdırmaq və planetə daha yaşayış üçün əlverişli bir görünüş vermək üçün onu terraformasiya etmək imkanları o qədər də çətin iş kimi görünməyəcək.