Ученые рассказали, как можно сдвинуть Землю с ее орбиты и зачем это надо

pixabay.com

В китайском научно-фантастическом фильме «Блуждающая земля», вышедшем недавно на Netflix, человечество пытается изменить орбиту Земли, используя огромные двигатели, чтобы избежать растущего Солнца и предотвратить столкновение с Юпитером.

Однажды этот сценарий может сбыться. Через пять миллиардов лет наша звезда исчерпает топливо и расширится, скорее всего, поглотив Землю. Однако на сегодняшний день более актуальная проблема — апокалипсис из-за глобального потепления. Перемещение Земли на более дальнюю дистанцию от Солнца теоретически может быть одним из решений этой проблемы.

Но как мы можем это сделать и каковы основные препятствия на пути к цели? Предположим, что нам надо переместить Землю с ее нынешней орбиты на 50% дальше от Солнца, то есть примерно, на орбиту Марса.

В течение многих лет ученые разрабатывают методы для смещения космических небольших тел - астероидов - с их орбиты, главным образом для защиты нашей планеты от потенциальных столкновений. Некоторые из них основаны на импульсном и часто разрушительном действии: ядерный взрыв вблизи или на поверхности астероида или «кинетический удар», в качестве источника которого может быть, например, космический корабль, сталкивающийся с астероидом на высокой скорости. Однако к Земле все это не применимо из-за катастрофических последствий таких решений.

Другие методы, предлагают очень плавный, постепенный толчок в течение длительного времени, который обеспечивает “буксир”, установленный на поверхности астероида, или космический корабль, парящий рядом с ним (толкающий его под действием силы тяжести или другими способами). Но опять же в земных масштабах это невозможно, поскольку масса планеты огромна по сравнению даже с самыми большими астероидами.

Электрические двигатели

Фактически, мы уже сдвигали Землю с ее орбиты. Каждый раз, когда космический зонд взлетает с планеты, он посылает на Землю небольшой импульс в противоположном направлении, похожий на отдачу от выстрела. К счастью для нас - но к сожалению для нашей цели - этот эффект невероятно мал.

Гораздо более эффективный способ — электрический двигатель, в частности, ионные двигатели, которые работают, выпуская поток заряженных частиц, двигающих вперед корабль. Мы могли бы установить и запустить электрический двигатель в обратном от орбиты Земли направлении.

Подруливающее устройство негабаритного размера должно находиться на высоте 1000 км над уровнем моря, за пределами атмосферы Земли, но при этом должно быть жестко прикреплено к Земле для передачи толкающей силы. Тем не менее, даже с ионным пучком, запускаемым со скоростью 40 километров в секунду в правильном направлении, нам все равно нужно выбросить их в эквиваленте 13% массы Земли, чтобы переместить оставшиеся 87%.

Солнечный парус

Поскольку свет несет импульс, но не имеет массы, мы можем непрерывно питать сфокусированный луч света, такой как лазер. Требуемая энергия будет собрана от Солнца, и в этом случае масса Земли уже неважна. Все дело в том, что даже при использовании огромной лазерной установки мощностью 100 ГВт, предусмотренной проектом Breakthrough Starshot, целью которого является вывод космического корабля из Солнечной системы для исследования соседних звезд, потребуется три миллиарда миллиардов лет непрерывного использования для изменения орбиты планеты.

Но мы также можем и отразить свет от Солнца напрямую с помощью солнечного паруса, расположенного рядом с Землей. Исследования показали, что для достижения изменения орбиты в течение одного миллиарда лет потребуется отражающий диск, в 19 раз превышающий диаметр Земли.

Межпланетный бильярд

Эта хорошо известная техника, которая применяется для двух вращающихся тел, чтобы использовать их гравитацию для изменения скорости движения получила название "гравитационной рогатки". Такой тип маневра широко использовался при запуске межпланетных зондов. Например, космический корабль Rosetta, который посетил комету 67P в 2014–2016 годах, во время своего десятилетнего путешествия дважды проходил вблизи Земли, чтобы получить от нее ускорение. Без этого миссия была бы невыполнима.

С другой стороны, планета также получила противоположный и равный импульс, хотя для нее это не имело никакого эффекта опять же из-за своей массы.

Но что, если бы мы могли осуществить "рогатку", применив что-то более массивное, чем космический корабль? Например, те же астероиды. Они, безусловно, могут повлиять на траекторию Земли. И хотя однократно это влияние будет незначительным, действие можно повторить много раз, чтобы в конечном итоге достичь цели.

Некоторые области Солнечной системы заполнены небольшими астероидами и кометами. Масса многих из них достаточно мала, чтобы их можно было перемещать с помощью имеющихся на сегодня технологий, но все же на несколько порядков больше массы техники, которую мы можем запустить с Земли.

Вердикт

На сегодняшний день самым доступным кажется способ гравитационной "рогатки". Однако в будущем ключевым фактором может стать использование света, если мы научимся строить гигантские космические структуры или сверхмощные лазерные матрицы. Они также могут быть использованы для освоения космоса.

Но хотя это теоретически возможно и когда-нибудь будет технически осуществимо, на самом деле, скорее всего, будет легче перевезти наш вид на ближайшего соседа — Марс. По мнению ученых, у этой планеты есть большой шанс пережить губительное разрушение Солнца.

Добавляйте CСб в свои источники дзен

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: