En gruppe videnskabsmænd fra University of Rochester har gentænket ideen om at skabe et rumhabitat.
Nøglen er i asteroiderne
Asteroider er relativt små himmelskekroppe af solsystemet, der bevæger sig i kredsløb om en stjerne. De er meget mindre end planeter, ofte uregelmæssigt formet. De har ingen atmosfære, selvom de nogle gange har naturlige satellitter.
Ligesom meteoritter består de af jern,nikkel og forskellige sten. I sammensætning er de tæt på de jordiske planeter. Asteroider har fået deres navn fra deres lighed med stjerner, når de observeres gennem et teleskop. Da de er små, optræder asteroider som stjerner som punkter.
Forfatterne af den nye undersøgelse overvejerdem som enorme bunker af materialer. "Disse flydende bjerge, der kredser om solen, kunne give os en hurtigere, billigere og mere effektiv vej til at skabe rumbyer," forklarer Adam Frank, medforfatter af undersøgelsen og professor i fysik og astronomi.
Hvad er problemet?
Det virkede som en god idé bare at slå sig ned.på asteroider. Men problemet er, at de ikke er nær store nok til at give nok brugbar tyngdekraft. Og dette er vigtigt, talrige undersøgelser har vist, at lange perioder i vægtløshed eller lav tyngdekraft forårsager sundhedsproblemer hos astronauter. Den mindst mulige værdi er ifølge videnskabsmænd 0,3 g.
Kunstnerens indtryk af den udskudte asteroide 2004 EW95. Kredit: ESO, Wikimedia Commons
For at skabe i det mindste noget tyngdekraft,I teorien kunne du potentielt "tage" en enorm asteroide og "snurre" den som en ringstation ved at bruge centrifugalkraft til at skabe de 0,3 g. Så byg en by helt inde i det roterende objekt. Ifølge videnskabsmænd vil stenen beskytte mennesker mod skadelig kosmisk stråling. Dette kunne virke, hvis asteroiden var lavet af en hårdere sten med høj trækstyrke.
Men et andet problem er detDe fleste asteroider er lavet af sten, der ikke er hårde nok, i hvert fald i solsystemet. Undersøgelsen viste, at de fleste af dem er "gigantiske murbrokkerbunker" - klynger af sten af varierende størrelse, der er svagt holdt sammen af gensidig tyngdekraft. Hvis du spinder sådan en genstand, vil den bryde i stykker.
Der er en løsning
Som et resultat tog forskerne et andet blik på detteen bunke rumaffald. Deres svar er at proppe det i en “gigantisk taske”. Forskere forestillede sig en cylindrisk pose, der var lidt større end selve asteroiden, lavet af et fleksibelt, ultralet og ultrastærkt net af kulstofnanofibre. Dette ville ifølge hovedforfatter og ph.d.-kandidat Peter Miklavcic være velegnet til at skabe udenjordiske levesteder.
Cylindrisk roterende habitat,dækket med solpaneler. Indeni er et tykt lag af asteroidebrokker og regolit, der beskytter mod stråling. Direkte under solpanelerne er en stærk, stiv beholder, der forhindrer affald i at flyve rundt. Habitatet roterer omkring sin længdeakse og skaber tyngdekraft på den indre overflade.
Kilde: Frontiers
Som et eksempel simulerede videnskabsmænd processenomkring en lille asteroide, der ligner Bennu, med en radius på 300 m. Planen er at bruge en nanofiberpose med en initial radius, der er tilstrækkelig til at omslutte asteroiden, men designet til at udvide sig til en radius på omkring 3 km og med indbygget energiabsorberende kompensatorer.
Så foreslår videnskabsmænd at bryde asteroiden indstykker og vend det vrangen ud. Forskerne besluttede, at dette kunne lade sig gøre ved at bruge våben, der kører på solenergi. De skal fastgøres til den ydre overflade af beskyttelsesnettet. De vil fange stykker af asteroideaffald ved hjælp af transportbånd eller Archimedes-skruer. Og så - kast dem tangentielt ud i rummet, hvilket skaber et drejningsmoment.
Efterhånden som asteroiden spinder hurtigere og hurtigere, vil dens murbrokker blive smidt udad, hvilket fylder og udvider posen med nanofibre. Kredit: University of Rochester
Efterhånden som asteroiden spinder hurtigere og hurtigere, vil dens murbrokker blive smidt udad, hvilket fylder og udvider posen med nanofibre.
Hvordan vil det se ud?
Afhængig af forskellige parametre (mængdesolenergi, kanoner og murbrokker), skabte holdet en formel. Det viser, hvor lang tid det vil tage at spinde asteroidematerialet til den ønskede tilstand og med hvilken hastighed for at opnå nyttig kunstig tyngdekraft. Formlen ser således ud:
Kilde: Frontiers
For eksempel kan et objekt på størrelse med Bennu accelereres inden for få måneder.
Baseret på videnskabsmænds beregninger, asteroidenmed en diameter på 300 meter kan således "udvides" til et cylindrisk rumhabitat med et boligareal på omkring 56,9 km². Det er nogenlunde på størrelse med Manhattan. I dette tilfælde vil belastningen, der virker på kulstofnanofibernettet, være inden for rækkevidden af mange eksisterende byggematerialer i dag.
Dette resulterer i et cylindrisk roterende mediumhabitat dækket med solpaneler. Indeni er et tykt lag af asteroidebrokker og regolit, der beskytter mod stråling. Direkte under solpanelerne er en stærk, stiv beholder, der forhindrer affald i at flyve rundt. Habitatet roterer omkring sin længdeakse og skaber tyngdekraft på den indre overflade.
Hvad er bundlinjen?
Efter beregninger kom forskerne til den konklusion, atat vende vrangen ud af asteroider i nanofibernetposer er faktisk en gennemførlig måde at lægge grundlaget for en rumby på. Som det viser sig, er dette meget billigere og nemmere end at lancere byggematerialer fra Jorden.
Læs mere:
17-årig ingeniør kom med en magnetløs motor: den kan bruges i elektriske køretøjer
To planeter er blevet fundet ikke langt fra Jorden. Måske er de beboede
En unik meteor omskrev solsystemets historie: hvor kom den fra
Forsidebillede udlånt af University of Rochester