Grupa naukowców z Uniwersytetu w Rochester ponownie przemyślała pomysł stworzenia kosmicznego siedliska.
Klucz leży w asteroidach
Asteroidy są stosunkowo małymi ciałami niebieskimiciała Układu Słonecznego poruszające się po orbicie wokół gwiazdy. Są znacznie mniejsze od planet i często mają nieregularny kształt. Nie mają atmosfery, chociaż czasami mają naturalne satelity.
Podobnie jak meteoryty składają się z żelaza,nikiel i różne skały. W składzie są zbliżone do planet ziemskich. Asteroidy wzięły swoją nazwę od ich podobieństwa do gwiazd obserwowanych przez teleskop. Będąc maleńkimi, asteroidy pojawiają się, jak gwiazdy, jako punkty.
Autorzy nowego badania uważająprzypominają ogromne stosy materiałów. „Te latające góry krążące wokół Słońca mogłyby zapewnić nam szybszą, tańszą i skuteczniejszą ścieżkę do tworzenia kosmicznych miast” – wyjaśnia Adam Frank, współautor badania oraz profesor fizyki i astronomii.
Jaki jest problem?
Wydawało się, że to świetny pomysł, żeby się po prostu ustatkować.na asteroidach. Problem polega jednak na tym, że nie są one wystarczająco duże, aby zapewnić wystarczającą użyteczną grawitację. A to ważne, liczne badania wykazały, że długie okresy przebywania w stanie nieważkości lub niskiej grawitacji powodują problemy zdrowotne u astronautów. Według naukowców minimalna możliwa wartość wynosi 0,3 g.
Wizja artystyczna wyrzuconej asteroidy 2004 EW95. Źródło: ESO, Wikimedia Commons
Aby stworzyć chociaż trochę grawitacji,Teoretycznie można potencjalnie „wziąć” ogromną asteroidę i „obrócić” ją jak stację pierścieniową, używając siły odśrodkowej, aby wytworzyć te 0,3 g. Następnie zbuduj miasto całkowicie wewnątrz obracającego się obiektu. Według naukowców kamień ochroni ludzi przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym. Mogłoby to zadziałać, gdyby asteroida była wykonana z twardszej skały o dużej wytrzymałości na rozciąganie.
Ale jest inny problemWiększość asteroid składa się ze skał, które nie są wystarczająco twarde, przynajmniej w Układzie Słonecznym. Badanie wykazało, że większość z nich to „gigantyczne stosy gruzu” – skupiska skał o różnej wielkości, słabo powiązane wzajemną grawitacją. Jeśli obrócisz taki przedmiot, rozpadnie się on na kawałki.
Jest rozwiązanie
W rezultacie naukowcy spojrzeli na to inaczejsterta śmieci kosmicznych. Ich reakcją jest włożenie go do „gigantycznej torby”. Naukowcy zaprojektowali cylindryczny worek nieco większy od samej asteroidy, wykonany z elastycznej, ultralekkiej i niezwykle mocnej siatki nanowłókien węglowych. Według głównego autora i doktoranta Petera Miklavcica byłoby to odpowiednie do tworzenia siedlisk pozaziemskich.
Cylindryczne siedlisko obrotowe,pokryte panelami słonecznymi. Wewnątrz znajduje się gruba warstwa gruzu asteroidalnego i regolitu, która chroni przed promieniowaniem. Bezpośrednio pod panelami słonecznymi znajduje się mocny, sztywny pojemnik, który zapobiega lataniu śmieciami. Siedlisko obraca się wokół swojej osi podłużnej, tworząc grawitację na wewnętrznej powierzchni.
źródło: granice
Na przykład naukowcy symulowali ten procesвокруг небольшого астероида, похожего на Бенну, радиусом 300 м. По плану, надо использовать мешок из нановолокна с начальным радиусом, достаточным для охвата астероида, но предназначенным для расширения до радиуса около 3 км и со встроенными энергопоглощающими компенсаторами.
Затем ученые предлагают раздробить астероид на kawałki i wywrócić je na lewą stronę. Naukowcy zdecydowali, że byłoby to możliwe dzięki użyciu broni zasilanej energią słoneczną. Należy je przymocować do zewnętrznej powierzchni siatki ochronnej. Będą wychwytywać fragmenty szczątków asteroid za pomocą przenośników taśmowych lub śrub Archimedesa. A potem - wyrzuć je stycznie w przestrzeń, tworząc moment obrotowy.
W miarę jak asteroida będzie się obracać coraz szybciej, jej gruz zostanie wyrzucony na zewnątrz, wypełniając i rozszerzając worek nanowłókien. Źródło: Uniwersytet w Rochester
W miarę jak asteroida będzie się obracać coraz szybciej, jej gruz zostanie wyrzucony na zewnątrz, wypełniając i rozszerzając worek nanowłókien.
Jak to będzie wyglądać?
W zależności od różnych parametrów (ilośćenergia słoneczna, broń i kawałki gruzu) zespół stworzył formułę. Pokazuje, ile czasu zajmie obrócenie materiału asteroidy do pożądanego stanu i z jaką prędkością można uzyskać użyteczną sztuczną grawitację. Formuła wygląda następująco:
źródło: granice
Na przykład obiekt wielkości Bennu można przyspieszyć w ciągu kilku miesięcy.
Na podstawie obliczeń naukowców asteroidao średnicy 300 metrów można zatem „rozbudować” w cylindryczne siedlisko kosmiczne o powierzchni mieszkalnej około 56,9 km². Jest mniej więcej wielkości Manhattanu. W tym przypadku naprężenia działające na siatkę z nanowłókien węglowych będą mieściły się w zakresie wielu istniejących obecnie materiałów budowlanych.
W rezultacie powstaje cylindryczny ośrodek wirującysiedlisko pokryte panelami słonecznymi. Wewnątrz znajduje się gruba warstwa gruzu asteroidalnego i regolitu, która chroni przed promieniowaniem. Bezpośrednio pod panelami słonecznymi znajduje się mocny, sztywny pojemnik, który zapobiega lataniu śmieciami. Siedlisko obraca się wokół swojej osi podłużnej, tworząc grawitację na wewnętrznej powierzchni.
Jaki jest wynik finansowy?
Po obliczeniach naukowcy doszli do wniosku, żeprzewracanie asteroid na lewą stronę w workach z siatki z nanowłókien jest rzeczywiście wykonalnym sposobem na położenie fundamentów pod kosmiczne miasto. Jak się okazuje, jest to znacznie tańsze i łatwiejsze niż wydobywanie materiałów budowlanych z Ziemi.
Czytaj więcej:
17-letni inżynier wymyślił silnik bez magnesu: można go stosować w pojazdach elektrycznych
Niedaleko Ziemi odkryto dwie planety. Być może są zamieszkane
Wyjątkowy meteor napisał na nowo historię Układu Słonecznego: skąd się wziął
Zdjęcie na okładce dzięki uprzejmości Uniwersytetu w Rochester