Vom vreodata … sa construim lumi inelare?

Vom vreodata … sa construim lumi inelare?

(Credit de imagine:

Biblioteca foto stiintifica

)

Imensele structuri plutitoare ar putea deveni casa umanitatii, valorificand puterea stelelor. Dar, scrie Peter Ray Allison, construirea lor va fi o provocare colosala.

H

Lumi uriase in forma de inel care orbiteaza stele indepartate au devenit o imagine iconica a stiintei-fictiune. Peisajul lor curat, cuprins intr-o structura subtire, asemanatoare inelului, ne-a atras imaginatia. Lumea inelara a devenit un motiv comun, o baza viitoare pentru omenire ..

Array

.

„Desigur, toate acestea sunt o prostie”, spune profesorul pensionar Freeman Dyson. Dyson a popularizat ideea acestor megastructuri; in cele din urma vor deveni cunoscute sub numele de Sferele Dyson. Dyson „a imprumutat ideea” din romanul scriitorului de science fiction Olaf Stapledon din 1937 Star Maker, in care un pamantean calator intalneste megastructuri construite pentru a valorifica puterea stelelor din apropiere. In timp ce Dyson a imaginat aceste sfere ca pe o coaja de structuri orbitante, folosite pentru colectarea energiei maxime posibile de la o stea, autorii de science fiction au presupus ca sunt o sfera locuibila care inconjoara steaua.

La zece ani dupa lansarea articolului lui Dyson despre astfel de structuri intr-o editie din 1960 a revistei Science, autorul Larry Niven a decis sa foloseasca inelul ecuatorial al unei sfere Dyson ca decor pentru romanul sau Ringworld.

Ringworlds a aparut de atunci in jocurile video Halo, in filmul Elysium din 2013 si in romanele Culture de Iain M Banks.

In seria de jocuri pe computer Halo, o mare parte din actiune se desfasoara pe lumi inelare (credit: Microsoft)

Cele din Halo sunt lumi artificiale gigantice, unde oamenii pot trai pe masele de pamant intinse pe partea interioara a inelului, in timp ce o coaja intarita protejeaza partea exterioara.

In Eliseul lui Neill Blomkamp, ​​intre timp, lumea inelului orbiteaza Pamantul si este mai asemanatoare cu o statie spatiala.

Dar, in lumea reala, cat de probabil este ca aceste inele ar putea fi construite vreodata?

La fel ca in toate lucrurile, marimea conteaza. Lumile inelare sunt megastructuri – si ca atare ar necesita o cantitate incredibila de material si energie pentru a construi.

Recoltarea asteroizilor

Dar exista locuri in care acel material este disponibil. Centura Kuiper este o regiune a sistemului solar care se extinde pe aproximativ 1,97 miliarde de mile (2,97 miliarde de kilometri) dincolo de orbita Neptunului. Este plin de corpuri asemanatoare asteroizilor, considerate a fi o sursa ideala de materii prime.

Autorul stiintifico-fantastic si fostul astronom de cercetare Alastair Reynolds spune: „Exista suficient material in Centura Kuiper pentru a construi ceva acolo. Am putea inghiti toti micii asteroizi, filtrand toate materialele volatile, lasandu-ne cu bucati de piatra si folosindu-le pentru a crea niste structuri incredibile. ”

Cu toate acestea, astronomul Dr. Katie Mack nu este de acord. Ea spune: „Centura Kuiper este destul de difuza si ar trebui sa strangeti si sa demontati multe corpuri pentru a obtine suficiente lucruri impreuna”.

Daca – si aceasta este o mare situatie – o societate viitoare are atat timpul cat si capacitatea de a recolta si transporta material de la Centura Kuiper la orbita necesara, atunci va exista suficienta materie prima din care ar putea fi construita o lume inelara. Cu toate acestea, acest lucru pune la indoiala daca cantitatea imensa de timp si resurse necesare poate justifica un astfel de efort.

O lume inelara ar trebui, de asemenea, sa mentina o forma de gravitatie; altfel totul, inclusiv atmosfera de care ar avea nevoie pentru a-si mentine locuitorii in viata, ar pluti in spatiul adanc. Cel mai comun mod de a crea gravitatie artificiala este prin generarea fortei centrifuge prin rotatie. Cu toate acestea, a face un astfel de obiect masiv sa se roteasca la viteza necesara ar fi o intreprindere colosala.

Lumea inelului miniatural din Elysium are dimensiunea unei statii spatiale mari (credit: TriStar)

Trebuie avut grija sa se asigure distribuirea uniforma a fortelor de rotatie, altfel structura s-ar putea rupe. Din fericire, deoarece spatiul este un mediu fara frecare, odata ce se invarte la viteza corecta, vor fi putine lucruri care sa o incetineasca.

Cu cat diametrul lumii inelare este mai mare, cu atat sunt mai mari fortele de forfecare care vor fi exercitate asupra acesteia atunci cand structura se roteste. Potrivit lui Mack, puterea acestor forte de forfecare care actioneaza asupra unei lumi inelare depinde de „cat de aproape sunteti de stea si de cata greutate aveti nevoie”.

Putere imensa

Presupunand ca lumea inelului are acelasi diametru ca si orbita Pamantului (aproximativ 186 milioane de mile sau 300 milioane km in medie) si ar necesita aproximativ 1G de gravitatie, lumea inelului ar trebui sa se roteasca la aproximativ 1.200.000 mph. Fortele de forfecare ar fi atat de imense incat Mack spune ca „probabil ar trebui sa gasim o noua modalitate de a lega atomii impreuna, mai puternica decat orice stim”.

„Fortele sunt suficient de rele atunci cand construiesti o mica statie spatiala”, explica Reynolds, „dar imagineaza-le pe ceva de marimea unui sistem solar”.

O solutie teoretica pentru depasirea acestei probleme de inginerie ar putea fi printr-o forma de piezoelectricitate. Pur si simplu, asta inseamna ca un material ar putea fi intarit artificial prin trecerea puterii prin el.

Cu toate acestea, avand in vedere dimensiunea lumilor inelare si cat de multa putere ar fi necesara, aceasta ar fi, din nou, o intreprindere colosala si extrem de ineficienta. In mod similar, utilizarea unei astfel de metode vine, de asemenea, cu necesitatea de a asigura o distributie uniforma a energiei in intreaga structura si, cu aceasta, riscul unei defectiuni catastrofale de energie.

Ultima problema cu care se confrunta lumea inelara este mentinerea stabilitatii lor orbitale in jurul stelei. Reynolds isi aminteste cum, la scurt timp dupa publicarea Ringworld-ului lui Larry Niven, „fanii au calculat ca, daca lumea inelara ar fi deplasata putin mai aproape de stea, aceasta isi va pierde situatia de echilibru si se va apropia de stea si va arunca in aer”.

Niven a abordat acest lucru in romanele ulterioare Ringworld, avand rachete de altitudine atasate la marginea exterioara a lumii inelare, pentru a-si stabiliza in mod regulat pozitia si a se asigura ca ramane exact centrat pe stea.

Construirea unei lumi inelare va necesita cantitati enorme de material si energie (Credit: Science Photo Library)

Presupunand ca o societate viitoare poseda capacitatea de inginerie stelara pe scara larga de a construi o lume inelara, a dezvoltat o modalitate de a intari structura astfel incat sa poata rezista fortelor de forfecare care actioneaza asupra ei si a conceput o metoda adecvata pentru a-si mentine integritatea orbitala, ce ai face de fapt cu unul?

Romanele orbitale din cultura bancilor au fost concepute ca habitate spatiale vaste, in timp ce Halos din jocurile video Halo au fost concepute ca un dispozitiv galactic al zilei de judecata, pregatit pentru a detona si a sterge o infectie extraterestra virulenta. Cu toate acestea, Dyson si-a imaginat sferele ca un mijloc prin care sa maximizeze colectarea de energie de la o stea, nu ca o alternativa la terraformarea unei planete pentru a o face locuibila pentru oameni.

Mack spune: „Am putea crea o lume inelara in loc sa trebuim sa terraformam lumile care exista deja”. Cu toate acestea, crede ea, aceasta nu ar fi cea mai eficienta solutie. Ea continua sa explice ca „orice societate care ar putea construi cu succes [o lume inelara] ar putea, la fel de usor, sa gaseasca o planeta stancoasa care se afla pe o orbita favorabila si sa-si transforme suprafata”.

In timp ce tehnologia pentru terraformare este diferita de cea necesara pentru construirea unei lumi inelare, nivelul de progres tehnologic necesar ar fi similar. Cu toata maretia lor epica, lumile inelare sunt exemple imposibil de realizat din punct de vedere stiintific si extrem de ineficiente de inginerie stelara. „Sunt o solutie in cautarea unei probleme”, spune Reynolds.

Distribuiti pe Facebook , Google+ sau Twitter .