ดาวเคราะห์น้อยต้องการที่จะ "กลับด้านในออก": เหตุใดจึงจำเป็นและจะเกิดอะไรขึ้นในที่สุด?

นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ได้คิดใหม่เกี่ยวกับแนวคิดในการสร้างที่อยู่อาศัยในอวกาศ

ขนาดของเมืองที่มีผู้คนสามารถดำรงอยู่ได้อย่างถาวร เป้าหมายของพวกเขาคือการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยวัสดุทั้งหมดเพื่อการก่อสร้างสู่อวกาศจากโลก

กุญแจสำคัญอยู่ในดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์น้อยเป็นท้องฟ้าที่ค่อนข้างเล็กส่วนของระบบสุริยะที่เคลื่อนที่ในวงโคจรรอบดาวฤกษ์ พวกมันมีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์มาก และมักมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ ไม่มีชั้นบรรยากาศ แม้ว่าบางครั้งจะมีดาวเทียมตามธรรมชาติก็ตาม

เช่นเดียวกับอุกกาบาต พวกมันประกอบด้วยเหล็กนิกเกิลและหินต่างๆ ในการจัดองค์ประกอบ พวกมันจะอยู่ใกล้กับดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน ดาวเคราะห์น้อยได้ชื่อมาจากความคล้ายคลึงกับดวงดาวเมื่อสังเกตผ่านกล้องโทรทรรศน์ เนื่องจากมีขนาดเล็ก ดาวเคราะห์น้อยจึงปรากฏเป็นจุดเหมือนดาวฤกษ์

ผู้เขียนการศึกษาใหม่พิจารณาพวกมันเหมือนกองวัสดุขนาดใหญ่ “ภูเขาลอยน้ำที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เหล่านี้สามารถช่วยให้เรามีเส้นทางที่เร็วกว่า ถูกลง และมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการสร้างเมืองในอวกาศ” อดัม แฟรงก์ ผู้ร่วมเขียนการศึกษาและศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์อธิบาย

มีปัญหาอะไร?

ดูเหมือนเป็นความคิดที่ดีที่จะตั้งถิ่นฐานบนดาวเคราะห์น้อย แต่ปัญหาก็คือพวกมันไม่มีขนาดใหญ่พอที่จะให้แรงโน้มถ่วงที่มีประโยชน์เพียงพอ และนี่เป็นสิ่งสำคัญ การศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นว่าสภาวะไร้น้ำหนักหรือสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำเป็นเวลานานทำให้เกิดปัญหาสุขภาพในนักบินอวกาศ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าค่าต่ำสุดที่เป็นไปได้คือ 0.3 กรัม

ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับดาวเคราะห์น้อย 2004 EW95 ที่พุ่งออกมา เครดิต: ESO, Wikimedia Commons

เพื่อสร้างแรงโน้มถ่วงขึ้นมาบ้างตามทฤษฎี คุณอาจ "นำ" ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่มาและ "หมุน" มันเหมือนสถานีวงแหวนได้ โดยใช้แรงเหวี่ยงเพื่อสร้าง 0.3 กรัมนั้น จากนั้นจึงสร้างเมืองให้สมบูรณ์ภายในวัตถุที่หมุนได้ ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าหินจะปกป้องผู้คนจากรังสีคอสมิกที่เป็นอันตราย วิธีนี้อาจได้ผลหากดาวเคราะห์น้อยสร้างจากหินที่แข็งกว่าและมีความต้านทานแรงดึงสูง

แต่ปัญหาอีกอย่างก็คือว่าดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่ประกอบด้วยหินที่มีความแข็งไม่เพียงพอ อย่างน้อยก็ในระบบสุริยะ การศึกษาพบว่าส่วนใหญ่เป็น "กองเศษหินขนาดยักษ์" ซึ่งเป็นกลุ่มหินขนาดต่างๆ ที่ยึดติดกันอย่างอ่อนแรงด้วยแรงโน้มถ่วงซึ่งกันและกัน หากคุณหมุนวัตถุดังกล่าว มันจะแตกเป็นชิ้น ๆ

มีทางแก้

ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงมองเรื่องนี้แตกต่างออกไปกองขยะอวกาศ คำตอบของพวกเขาคือยัดมันลงใน “ถุงยักษ์” นักวิทยาศาสตร์จินตนาการถึงถุงทรงกระบอกที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์น้อยเล็กน้อย ซึ่งทำจากตาข่ายเส้นใยนาโนคาร์บอนที่ยืดหยุ่น น้ำหนักเบาเป็นพิเศษ และแข็งแรงเป็นพิเศษ ตามที่ผู้เขียนนำและผู้สมัครระดับปริญญาเอก Peter Miklavcic กล่าวว่า สิ่งนี้จะเหมาะสำหรับการสร้างแหล่งที่อยู่อาศัยนอกโลก

ที่อยู่อาศัยหมุนทรงกระบอกปกคลุมไปด้วยแผงโซลาร์เซลล์ ข้างในเป็นชั้นหินดาวเคราะห์น้อยและหินรีโกลิธหนาๆ ที่ป้องกันรังสี ตรงด้านล่างแผงโซลาร์เซลล์จะมีภาชนะที่แข็งแรงและแข็งซึ่งป้องกันไม่ให้เศษต่างๆ ปลิวไปมา ถิ่นที่อยู่อาศัยหมุนรอบแกนตามยาว ทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวด้านใน
ที่มา: Frontiers

ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ได้จำลองกระบวนการนี้รอบดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กคล้ายเบนนู โดยมีรัศมี 300 ม. มีแผนจะใช้ถุงนาโนไฟเบอร์ที่มีรัศมีเริ่มต้นเพียงพอที่จะห่อหุ้มดาวเคราะห์น้อย แต่ออกแบบให้ขยายให้มีรัศมีประมาณ 3 กม. และมีในตัว ตัวชดเชยการดูดซับพลังงาน

จากนั้นนักวิทยาศาสตร์เสนอให้ทำลายดาวเคราะห์น้อยเข้าไปชิ้นแล้วกลับด้านออก นักวิจัยตัดสินใจว่าสิ่งนี้อาจเป็นไปได้โดยการใช้ปืนที่ทำงานด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ต้องติดกับพื้นผิวด้านนอกของตาข่ายป้องกัน พวกเขาจะจับชิ้นส่วนดาวเคราะห์น้อยโดยใช้สายพานลำเลียงหรือสกรูของอาร์คิมิดีส จากนั้น - โยนพวกมันไปในอวกาศในวงสัมผัสเพื่อสร้างแรงบิด

เมื่อดาวเคราะห์น้อยหมุนเร็วขึ้นเรื่อยๆ เศษหินของมันจะถูกโยนออกไปด้านนอก เติมเต็มและขยายถุงนาโนไฟเบอร์ เครดิต: มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์

เมื่อดาวเคราะห์น้อยหมุนเร็วขึ้นเรื่อยๆ เศษหินของมันจะถูกโยนออกไปด้านนอก เติมเต็มและขยายถุงนาโนไฟเบอร์

หน้าตาจะเป็นอย่างไร?

ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่างๆ (จำนวนพลังงานแสงอาทิตย์ ปืน และเศษหิน) ทีมงานได้สร้างสูตรขึ้นมา โดยแสดงให้เห็นว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหนในการหมุนวัสดุดาวเคราะห์น้อยให้อยู่ในสถานะที่ต้องการ และความเร็วเท่าใดจึงจะได้แรงโน้มถ่วงเทียมที่มีประโยชน์ สูตรมีลักษณะดังนี้:

ที่มา: Frontiers

ตัวอย่างเช่น วัตถุขนาดเบ็นนูสามารถเร่งความเร็วได้ภายในเวลาไม่กี่เดือน

จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์น้อยด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 เมตร จึงสามารถ "ขยาย" ไปสู่ที่อยู่อาศัยของพื้นที่ทรงกระบอกโดยมีพื้นที่ใช้สอยประมาณ 56.9 ตารางกิโลเมตร มันมีขนาดประมาณแมนฮัตตัน ในกรณีนี้ ความเครียดที่กระทำต่อตาข่ายนาโนไฟเบอร์คาร์บอนจะอยู่ในช่วงของวัสดุก่อสร้างจำนวนมากที่มีอยู่ในปัจจุบัน

ส่งผลให้ตัวกลางหมุนเป็นทรงกระบอกที่อยู่อาศัยที่ปกคลุมไปด้วยแผงโซลาร์เซลล์ ข้างในเป็นชั้นหินดาวเคราะห์น้อยและหินรีโกลิธหนาๆ ที่ป้องกันรังสี ตรงด้านล่างแผงโซลาร์เซลล์จะมีภาชนะที่แข็งแรงและแข็งซึ่งป้องกันไม่ให้เศษต่างๆ ปลิวไปมา ถิ่นที่อยู่อาศัยหมุนรอบแกนตามยาว ทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวด้านใน

บรรทัดล่างคืออะไร?

หลังจากการคำนวณนักวิทยาศาสตร์ก็ได้ข้อสรุปว่าการเปลี่ยนดาวเคราะห์น้อยกลับด้านในออกด้วยถุงตาข่ายนาโนไฟเบอร์เป็นวิธีที่เป็นไปได้ในการวางรากฐานสำหรับเมืองอวกาศ ปรากฎว่าราคาถูกกว่าและง่ายกว่าการปล่อยวัสดุก่อสร้างจากโลกมาก

อ่านเพิ่มเติม:

วิศวกรอายุ 17 ปี คิดค้นมอเตอร์ไร้แม่เหล็ก: สามารถใช้กับยานพาหนะไฟฟ้าได้

พบดาวเคราะห์ 2 ดวงอยู่ไม่ไกลจากโลก บางทีพวกมันอาจอาศัยอยู่

อุกกาบาตที่ไม่เหมือนใครได้เขียนประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะใหม่: มันมาจากไหน

ภาพหน้าปกเอื้อเฟื้อโดยมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์