Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ επανεξέτασε την ιδέα της δημιουργίας ενός διαστημικού οικοτόπου.
Το κλειδί βρίσκεται στους αστεροειδείς
Οι αστεροειδείς είναι σχετικά μικροί ουράνιοισώματα του ηλιακού συστήματος που κινούνται σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι. Είναι πολύ μικρότεροι από τους πλανήτες, συχνά έχουν ακανόνιστο σχήμα. Δεν έχουν ατμόσφαιρα, αν και μερικές φορές έχουν φυσικούς δορυφόρους.
Όπως οι μετεωρίτες, αποτελούνται από σίδηρο,νικέλιο και διάφορα πετρώματα. Στη σύνθεση είναι κοντά στους επίγειους πλανήτες. Οι αστεροειδείς πήραν το όνομά τους από την ομοιότητά τους με αστέρια όταν παρατηρήθηκαν μέσω τηλεσκοπίου. Όντας μικροσκοπικοί, οι αστεροειδείς εμφανίζονται, σαν αστέρια, ως σημεία.
Οι συντάκτες της νέας μελέτης θεωρούντους σαν τεράστιους σωρούς υλικών. «Αυτά τα πλωτά βουνά που περιφέρονται γύρω από τον ήλιο θα μπορούσαν να μας προσφέρουν μια ταχύτερη, φθηνότερη και πιο αποτελεσματική διαδρομή για τη δημιουργία διαστημικών πόλεων», εξηγεί ο Άνταμ Φρανκ, συν-συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής φυσικής και αστρονομίας.
Ποιο είναι το πρόβλημα?
Φαινόταν υπέροχη ιδέα να ηρεμήσω.σε αστεροειδείς. Αλλά το πρόβλημα είναι ότι δεν είναι αρκετά μεγάλα ώστε να παρέχουν αρκετή χρήσιμη βαρύτητα. Και αυτό είναι σημαντικό, πολυάριθμες μελέτες έχουν δείξει ότι μεγάλες περίοδοι σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας ή χαμηλής βαρύτητας προκαλούν προβλήματα υγείας στους αστροναύτες. Η ελάχιστη δυνατή τιμή, σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι 0,3 g.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τον εκτινασσόμενο αστεροειδή 2004 EW95. Πίστωση: ESO, Wikimedia Commons
Για να δημιουργήσετε τουλάχιστον κάποια βαρύτητα,Θεωρητικά, θα μπορούσατε δυνητικά να «πάρετε» έναν τεράστιο αστεροειδή και να τον «στρέψετε» σαν δακτυλιοειδής σταθμός, χρησιμοποιώντας φυγόκεντρη δύναμη για να δημιουργήσετε αυτό το 0,3 g. Στη συνέχεια, χτίστε μια πόλη εντελώς μέσα στο περιστρεφόμενο αντικείμενο. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η πέτρα θα προστατεύει τους ανθρώπους από την επιβλαβή κοσμική ακτινοβολία. Αυτό θα μπορούσε να λειτουργήσει εάν ο αστεροειδής ήταν κατασκευασμένος από σκληρότερο βράχο με υψηλή αντοχή εφελκυσμού.
Αλλά ένα άλλο πρόβλημα είναι αυτόΟι περισσότεροι αστεροειδείς αποτελούνται από πετρώματα που δεν είναι αρκετά σκληρά, τουλάχιστον στο ηλιακό σύστημα. Η μελέτη διαπίστωσε ότι οι περισσότεροι από αυτούς είναι «γίγαντες σωροί ερειπίων»—συστάδες πετρωμάτων διαφόρων μεγεθών που συγκρατούνται ασθενώς μεταξύ τους λόγω της αμοιβαίας βαρύτητας. Εάν περιστρέψετε ένα τέτοιο αντικείμενο, θα σπάσει σε κομμάτια.
Υπάρχει λύση
Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες έριξαν μια διαφορετική ματιά σε αυτόένα σωρό διαστημικά σκουπίδια. Η απάντησή τους είναι να το βάλουν σε μια «γιγαντιαία τσάντα». Οι επιστήμονες φαντάστηκαν μια κυλινδρική σακούλα ελαφρώς μεγαλύτερη από τον ίδιο τον αστεροειδή, κατασκευασμένη από ένα εύκαμπτο, εξαιρετικά ελαφρύ και εξαιρετικά ισχυρό πλέγμα νανοϊνών άνθρακα. Αυτό, σύμφωνα με τον επικεφαλής συγγραφέα και υποψήφιο διδάκτορα Peter Miklavcic, θα ήταν κατάλληλο για τη δημιουργία εξωγήινων οικοτόπων.
Κυλινδρικός περιστρεφόμενος βιότοπος,καλυμμένο με ηλιακούς συλλέκτες. Στο εσωτερικό υπάρχει ένα παχύ στρώμα ερειπίων αστεροειδών και ρεγόλιθου που προστατεύει από την ακτινοβολία. Ακριβώς κάτω από τα ηλιακά πάνελ υπάρχει ένα ισχυρό, άκαμπτο δοχείο που εμποδίζει τα συντρίμμια να πετάξουν γύρω. Ο βιότοπος περιστρέφεται γύρω από τον διαμήκη άξονά του, δημιουργώντας βαρύτητα στην εσωτερική επιφάνεια.
Πηγή: Frontiers
Για παράδειγμα, οι επιστήμονες προσομοίωσαν τη διαδικασίαγύρω από έναν μικρό αστεροειδή παρόμοιο με το Bennu, με ακτίνα 300 m. Το σχέδιο είναι να χρησιμοποιηθεί μια τσάντα νανοϊνών με αρχική ακτίνα επαρκή για να περιβάλλει τον αστεροειδή, αλλά σχεδιασμένη να επεκτείνεται σε ακτίνα περίπου 3 km και με ενσωματωμένο αντισταθμιστές απορρόφησης ενέργειας.
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες προτείνουν τη διάσπαση του αστεροειδούςκομμάτια και γυρίστε το μέσα προς τα έξω. Οι ερευνητές αποφάσισαν ότι αυτό θα μπορούσε να είναι δυνατό χρησιμοποιώντας όπλα που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια. Πρέπει να στερεωθούν στην εξωτερική επιφάνεια του προστατευτικού διχτυού. Θα συλλάβουν κομμάτια από συντρίμμια αστεροειδών χρησιμοποιώντας μεταφορικές ταινίες ή βίδες του Αρχιμήδη. Και μετά - πετάξτε τα εφαπτομενικά στο κενό, δημιουργώντας μια ροπή.
Καθώς ο αστεροειδής περιστρέφεται όλο και πιο γρήγορα, τα ερείπια του θα πεταχτούν προς τα έξω, γεμίζοντας και διευρύνοντας τη σακούλα των νανοϊνών. Πίστωση: Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ
Καθώς ο αστεροειδής περιστρέφεται όλο και πιο γρήγορα, τα ερείπια του θα πεταχτούν προς τα έξω, γεμίζοντας και διευρύνοντας τη σακούλα των νανοϊνών.
Πώς θα μοιάζει;
Ανάλογα με διάφορες παραμέτρους (ποσηλιακή ενέργεια, όπλα και κομμάτια ερειπίων), η ομάδα δημιούργησε μια φόρμουλα. Δείχνει πόσο χρόνο θα χρειαστεί για να στραφεί το υλικό του αστεροειδούς στην επιθυμητή κατάσταση και με ποια ταχύτητα για να επιτευχθεί χρήσιμη τεχνητή βαρύτητα. Ο τύπος μοιάζει με αυτό:
Πηγή: Frontiers
Για παράδειγμα, ένα αντικείμενο στο μέγεθος του Bennu μπορεί να επιταχυνθεί μέσα σε λίγους μήνες.
Με βάση τους υπολογισμούς των επιστημόνων, ο αστεροειδήςμε διάμετρο 300 μέτρων μπορεί έτσι να «επεκταθεί» σε έναν κυλινδρικό διαστημικό βιότοπο με επιφάνεια διαβίωσης περίπου 56,9 km². Είναι περίπου το μέγεθος του Μανχάταν. Σε αυτή την περίπτωση, η πίεση που ασκείται στο πλέγμα από νανοΐνες άνθρακα θα είναι εντός του εύρους πολλών υφιστάμενων δομικών υλικών σήμερα.
Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα κυλινδρικό περιστρεφόμενο μέσοβιότοπος καλυμμένος με ηλιακούς συλλέκτες. Στο εσωτερικό υπάρχει ένα παχύ στρώμα ερειπίων αστεροειδών και ρεγόλιθου που προστατεύει από την ακτινοβολία. Ακριβώς κάτω από τα ηλιακά πάνελ υπάρχει ένα ισχυρό, άκαμπτο δοχείο που εμποδίζει τα συντρίμμια να πετάξουν γύρω. Ο βιότοπος περιστρέφεται γύρω από τον διαμήκη άξονά του, δημιουργώντας βαρύτητα στην εσωτερική επιφάνεια.
Ποια είναι η κατώτατη γραμμή;
Μετά από υπολογισμούς, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότιΗ μετατροπή αστεροειδών από μέσα προς τα έξω σε σακούλες από πλέγμα νανοϊνών είναι πράγματι ένας εφικτός τρόπος για να τεθούν τα θεμέλια για μια διαστημική πόλη. Όπως αποδεικνύεται, αυτό είναι πολύ φθηνότερο και ευκολότερο από την εκτόξευση δομικών υλικών από τη Γη.
Διαβάστε περισσότερα:
Ένας 17χρονος μηχανικός βρήκε έναν κινητήρα χωρίς μαγνήτη: μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτρικά οχήματα
Δύο πλανήτες έχουν βρεθεί όχι μακριά από τη Γη. Ίσως κατοικούνται
Ένας μοναδικός μετεωρίτης ξαναέγραψε την ιστορία του ηλιακού συστήματος: από πού προήλθε
Φωτογραφία εξωφύλλου ευγενική προσφορά του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ