En grupp forskare från University of Rochester har omprövat idén om att skapa en rymdmiljö.
Nyckeln finns i asteroiderna
Asteroider är relativt små himmelskakroppar i solsystemet som rör sig i omloppsbana runt en stjärna. De är mycket mindre än planeter, ofta oregelbundet formade. De har ingen atmosfär, även om de ibland har naturliga satelliter.
Liksom meteoriter består de av järn,nickel och olika stenar. Tillsammans ligger de nära de jordiska planeterna. Asteroider fick sitt namn från deras likhet med stjärnor när de observerades genom ett teleskop. Eftersom de är små, visas asteroider, som stjärnor, som punkter.
Författarna till den nya studien övervägerdem som enorma högar med material. "Dessa flytande berg som kretsar runt solen kan ge oss en snabbare, billigare och mer effektiv väg för att skapa rymdstäder", förklarar Adam Frank, medförfattare till studien och professor i fysik och astronomi.
Vad är problemet?
Det verkade som en bra idé att bara slå sig ner.på asteroider. Men problemet är att de inte är i närheten av tillräckligt stora för att ge tillräckligt med användbar gravitation. Och detta är viktigt, många studier har visat att långa perioder i viktlöshet eller låg gravitation orsakar hälsoproblem hos astronauter. Minsta möjliga värde, enligt forskare, är 0,3 g.
Konstnärens intryck av den utskjutna asteroiden 2004 EW95. Kredit: ESO, Wikimedia Commons
För att skapa åtminstone lite gravitation,I teorin kan du potentiellt "ta" en enorm asteroid och "snurra" den som en ringstation, med hjälp av centrifugalkraft för att skapa de 0,3 g. Sedan bygg en stad helt inne i det roterande objektet. Enligt forskare kommer stenen att skydda människor från skadlig kosmisk strålning. Detta kan fungera om asteroiden var gjord av en hårdare sten med hög draghållfasthet.
Men ett annat problem är detDe flesta asteroider är gjorda av stenar som inte är tillräckligt hårda, åtminstone i solsystemet. Studien fann att de flesta av dem är "gigantiska bråtehögar" - kluster av stenar av olika storlekar som svagt hålls samman av ömsesidig gravitation. Om du snurrar ett sådant föremål kommer det att gå i bitar.
Det finns en lösning
Som ett resultat tog forskarna en annan titt på dettaen hög med rymdskräp. Deras svar är att stoppa den i en "jätteväska". Forskare föreställde sig en cylindrisk påse något större än själva asteroiden, gjord av ett flexibelt, ultralätt och ultrastarkt nät av kolnanofibrer. Detta, enligt huvudförfattaren och doktorand Peter Miklavcic, skulle vara lämpligt för att skapa utomjordiska livsmiljöer.
Cylindrisk roterande livsmiljö,täckt med solpaneler. Inuti finns ett tjockt lager av asteroidmassor och regolit som skyddar mot strålning. Direkt under solpanelerna finns en stark, styv behållare som hindrar skräp från att flyga omkring. Livsmiljön roterar runt sin längsgående axel och skapar gravitation på den inre ytan.
Källa: Frontiers
Som ett exempel simulerade forskare processenrunt en liten asteroid som liknar Bennu, med en radie på 300 m. Planen är att använda en nanofiberpåse med en initial radie som är tillräcklig för att omsluta asteroiden, men utformad för att expandera till en radie på cirka 3 km, och med inbyggd energiabsorberande kompensatorer.
Sedan föreslår forskare att bryta in asteroidenbitar och vänd ut och in. Forskarna beslutade att detta kunde vara möjligt genom att använda pistoler som drivs på solenergi. De måste fästas på den yttre ytan av skyddsnätet. De kommer att fånga upp bitar av asteroidskräp med hjälp av transportband eller Archimedes-skruvar. Och sedan - kasta dem tangentiellt ut i rymden, vilket skapar ett vridmoment.
När asteroiden snurrar snabbare och snabbare kommer dess spillror att kastas utåt, vilket fyller och expanderar påsen med nanofibrer. Kredit: University of Rochester
När asteroiden snurrar snabbare och snabbare kommer dess spillror att kastas utåt, vilket fyller och expanderar påsen med nanofibrer.
Hur kommer det att se ut?
Beroende på olika parametrar (mängdsolenergi, vapen och spillror), skapade teamet en formel. Den visar hur lång tid det tar att snurra asteroidmaterialet till önskat tillstånd och med vilken hastighet för att uppnå användbar artificiell gravitation. Formeln ser ut så här:
Källa: Frontiers
Till exempel kan ett föremål av storleken Bennu accelereras inom några månader.
Baserat på forskarnas beräkningar, asteroidenmed en diameter på 300 meter kan alltså "expanderas" till en cylindrisk rymdmiljö med en boarea på cirka 56,9 km². Det är ungefär lika stort som Manhattan. I det här fallet kommer spänningen som verkar på nanofibernätet i kol att ligga inom intervallet för många befintliga byggmaterial idag.
Detta resulterar i ett cylindriskt roterande mediumlivsmiljö täckt med solpaneler. Inuti finns ett tjockt lager av asteroidmassor och regolit som skyddar mot strålning. Direkt under solpanelerna finns en stark, styv behållare som hindrar skräp från att flyga omkring. Livsmiljön roterar runt sin längsgående axel och skapar gravitation på den inre ytan.
Vad är slutresultatet?
Efter beräkningar kom forskarna till slutsatsen attAtt vända asteroider ut och in i nanofibernätpåsar är verkligen ett tänkbart sätt att lägga grunden för en rymdstad. Som det visar sig är detta mycket billigare och enklare än att lansera byggmaterial från jorden.
Läs mer:
17-årig ingenjör kom med en magnetlös motor: den kan användas i elfordon
Två planeter har hittats inte långt från jorden. Kanske är de bebodda
En unik meteor skrev om solsystemets historia: var kom den ifrån
Omslagsfoto med tillstånd från University of Rochester