تريد الكويكبات أن "تقلب رأسا على عقب": لماذا هذا ضروري وماذا سيحدث في النهاية؟

أعادت مجموعة من العلماء من جامعة روتشستر التفكير في فكرة إنشاء موطن فضائي.

حجم المدينة التي يعيش فيها الناسيمكن أن يعيش على أساس دائم. هدفهم هو حل المشاكل المرتبطة بإطلاق جميع مواد البناء إلى الفضاء من الأرض.

المفتاح موجود في الكويكبات

الكويكبات هي سماوية صغيرة نسبياأجسام النظام الشمسي التي تتحرك في مدار حول النجم. وهي أصغر بكثير من الكواكب، وغالبًا ما تكون ذات أشكال غير منتظمة. ليس لديهم غلاف جوي، على الرغم من أن لديهم في بعض الأحيان أقمار صناعية طبيعية.

مثل النيازك، فهي تتكون من الحديد،النيكل والصخور المختلفة. في تكوينها فهي قريبة من الكواكب الأرضية. حصلت الكويكبات على اسمها من تشابهها مع النجوم عند مراقبتها من خلال التلسكوب. ولكونها صغيرة الحجم، تظهر الكويكبات، مثل النجوم، على شكل نقاط.

ويرى مؤلفو الدراسة الجديدةلهم مثل أكوام ضخمة من المواد. يوضح آدم فرانك، المؤلف المشارك للدراسة وأستاذ الفيزياء وعلم الفلك: "يمكن لهذه الجبال الطائرة التي تدور حول الشمس أن توفر لنا طريقًا أسرع وأرخص وأكثر كفاءة لإنشاء مدن فضائية".

ما هي المشكلة؟

بدت فكرة عظيمة أن نستقر.على الكويكبات. لكن المشكلة هي أنها ليست كبيرة بما يكفي لتوفير الجاذبية المفيدة الكافية. وهذا أمر مهم، فقد أظهرت العديد من الدراسات أن الفترات الطويلة في ظروف انعدام الوزن أو الجاذبية المنخفضة تسبب مشاكل صحية لدى رواد الفضاء. الحد الأدنى للقيمة الممكنة، وفقا للعلماء، هو 0.3 غرام.

انطباع الفنان عن الكويكب المقذوف 2004 EW95. الائتمان: ESO ، ويكيميديا ​​كومنز

لخلق بعض الجاذبية على الأقل،من الناحية النظرية، من المحتمل أن "تأخذ" كويكبًا ضخمًا و"تدوره" مثل محطة حلقية، باستخدام قوة الطرد المركزي لإنشاء 0.3 جرام. ثم قم ببناء مدينة بالكامل داخل الجسم الدوار. وفقا للعلماء، فإن الحجر سيحمي الناس من الإشعاع الكوني الضار. قد ينجح هذا إذا كان الكويكب مصنوعًا من صخرة أصلب ذات قوة شد عالية.

ولكن مشكلة أخرى هي أنتتكون معظم الكويكبات من صخور ليست صلبة بما فيه الكفاية، على الأقل في النظام الشمسي. ووجدت الدراسة أن معظمها عبارة عن "أكوام أنقاض عملاقة"، وهي عبارة عن مجموعات من الصخور ذات الأحجام المختلفة التي يصعب تماسكها معًا بسبب الجاذبية المتبادلة. إذا قمت بتدوير مثل هذا الكائن، فسوف ينكسر إلى قطع.

هل هناك حل

ونتيجة لذلك، نظر العلماء إلى هذا الأمر بشكل مختلفكومة من الحطام الفضائي. وكان ردهم هو حشوها في "حقيبة عملاقة". وتخيل العلماء حقيبة أسطوانية أكبر قليلاً من الكويكب نفسه، مصنوعة من شبكة مرنة وخفيفة الوزن للغاية وقوية للغاية من ألياف الكربون النانوية. وهذا، وفقًا للمؤلف الرئيسي ومرشح الدكتوراه بيتر ميسلافسيتش، سيكون مناسبًا لإنشاء موائل خارج كوكب الأرض.

موطن دوار أسطواني،مغطاة بالألواح الشمسية. يوجد في الداخل طبقة سميكة من أنقاض الكويكب والثرى الذي يحمي من الإشعاع. مباشرة أسفل الألواح الشمسية توجد حاوية قوية وصلبة تمنع الحطام من التطاير. يدور الموطن حول محوره الطولي، مما يخلق جاذبية على السطح الداخلي.
المصدر: فرونتيرز

على سبيل المثال، قام العلماء بمحاكاة هذه العمليةحول كويكب صغير يشبه بينو، ونصف قطره 300 متر. وتتمثل الخطة في استخدام كيس من الألياف النانوية بنصف قطر أولي يكفي لتغليف الكويكب، ولكنه مصمم للتوسع إلى نصف قطر حوالي 3 كيلومترات، ومزود بغطاء مدمج. معوضات امتصاص الطاقة.

ثم يقترح العلماء كسر الكويكب إلىقطع وقلبها من الداخل للخارج. وقرر الباحثون أن هذا يمكن أن يكون ممكنا باستخدام الأسلحة التي تعمل بالطاقة الشمسية. يجب أن تعلق على السطح الخارجي للشبكة الواقية. سوف يقومون بالتقاط قطع من حطام الكويكب باستخدام سيور ناقلة أو براغي أرخميدس. وبعد ذلك - قم برميهم بشكل عرضي في الفضاء، مما يؤدي إلى إنشاء عزم دوران.

По мере того, как астероид будет вращаться все быстрее и быстрее, его щебнистая масса выбросится наружу, заполняя и расширяя мешок из нановолокна. Предоставлено: Университет Рочестера

ومع دوران الكويكب بشكل أسرع وأسرع، سيتم إلقاء حطامه إلى الخارج، مما يملأ ويوسع كيس الألياف النانوية.

كيف سيبدو؟

اعتمادا على المعلمات المختلفة (المبلغالطاقة الشمسية والبنادق وقطع الركام)، قام الفريق بإنشاء صيغة. إنه يوضح المدة التي ستستغرقها تدوير مادة الكويكب إلى الحالة المطلوبة وبأي سرعة لتحقيق جاذبية اصطناعية مفيدة. تبدو الصيغة كما يلي:

المصدر: فرونتيرز

على سبيل المثال، يمكن تسريع جسم بحجم بينو خلال بضعة أشهر.

وبناء على حسابات العلماء فإن الكويكبيمكن بالتالي "توسيعها" بقطر 300 متر إلى موطن فضائي أسطواني بمساحة معيشة تبلغ حوالي 56.9 كيلومتر مربع. إنها بحجم مانهاتن تقريبًا. في هذه الحالة، سيكون الضغط المؤثر على شبكة ألياف الكربون النانوية ضمن نطاق العديد من مواد البناء الموجودة اليوم.

وينتج عن ذلك وسط دوار أسطوانيالموطن مغطى بالألواح الشمسية. يوجد في الداخل طبقة سميكة من أنقاض الكويكب والثرى الذي يحمي من الإشعاع. مباشرة أسفل الألواح الشمسية توجد حاوية قوية وصلبة تمنع الحطام من التطاير. يدور الموطن حول محوره الطولي، مما يخلق جاذبية على السطح الداخلي.

ما هو الحد الأدنى؟

وبعد الحسابات توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أنإن تحويل الكويكبات من الداخل إلى الخارج في أكياس شبكية من الألياف النانوية هو في الواقع طريقة مجدية لوضع الأساس لمدينة فضائية. وكما تبين، فإن هذا أرخص وأسهل بكثير من إطلاق مواد البناء من الأرض.

قراءة المزيد:

ابتكر مهندس يبلغ من العمر 17 عامًا محركًا غير مغناطيسي: يمكن استخدامه في السيارات الكهربائية

تم العثور على كواكب ليست بعيدة عن الأرض. ربما هم مأهولون

أعاد نيزك فريد كتابة تاريخ النظام الشمسي: من أين أتى

صورة الغلاف مقدمة من جامعة روتشستر