Dalam filem fiksyen ilmiah China Wandering Earth, yang dikeluarkan oleh Netflix, manusia, menggunakan mesin besar yang dipasang di seluruh planet ini, berusaha mengubah orbit Bumi untuk mengelakkan kehancurannya oleh Matahari yang sedang mati dan mengembang, serta untuk mencegah perlanggaran dengan Musytari … Senario kiamat kosmik seperti itu mungkin suatu hari benar-benar berlaku. Dalam kira-kira 5 bilion tahun, Matahari kita akan kehabisan bahan bakar untuk reaksi termonuklear, ia akan mengembang dan kemungkinan besar akan melanda planet kita. Sudah tentu, lebih awal lagi kita semua akan mati akibat kenaikan suhu global, tetapi mengubah orbit Bumi mungkin merupakan jalan penyelesaian yang tepat untuk mengelakkan malapetaka, paling tidak secara teori.
Tetapi bagaimana manusia dapat mengatasi tugas kejuruteraan yang sangat kompleks? Jurutera sistem angkasa Matteo Ceriotti dari University of Glasgow telah berkongsi beberapa kemungkinan senario di halaman The Conversetion.
Anggaplah tugas kita adalah untuk mengganti orbit Bumi, menjauhkannya dari Matahari sekitar setengah jarak dari lokasinya sekarang, kira-kira ke tempat Mars sekarang. Agensi angkasa terkemuka di seluruh dunia telah lama mempertimbangkan dan bahkan mengusahakan idea untuk memindahkan benda langit kecil (asteroid) dari orbitnya, yang pada masa akan datang akan melindungi Bumi dari kesan luaran. Beberapa pilihan menawarkan penyelesaian yang sangat merosakkan: letupan nuklear berhampiran asteroid atau di permukaannya; penggunaan "penggerak kinetik", yang peranannya, misalnya, dapat dimainkan oleh kapal angkasa yang bertujuan bertabrakan dengan objek dengan kelajuan tinggi untuk mengubah lintasannya. Tetapi sejauh Bumi, pilihan ini pasti tidak akan berfungsi kerana sifatnya yang merosakkan.
Dalam kerangka pendekatan lain, diusulkan untuk menarik asteroid dari lintasan berbahaya menggunakan kapal angkasa, yang akan bertindak sebagai kapal tunda, atau dengan bantuan kapal angkasa yang lebih besar, yang, kerana graviti mereka, akan menarik objek berbahaya dari Bumi. Sekali lagi, ini tidak akan berfungsi dengan Bumi, kerana jisim objek sama sekali tidak dapat dibandingkan.
Motor elektrik
Anda mungkin akan saling bertemu, tetapi kita telah lama mengasingkan Bumi dari orbit kita. Setiap kali penyiasat lain meninggalkan planet kita untuk mempelajari dunia lain dari sistem suria, roket pembawa menghasilkan dorongan kecil (tentu saja dalam skala planet) dan bertindak di Bumi, mendorongnya ke arah yang bertentangan dengan gerakannya. Contohnya ialah tembakan dari senjata dan penarikan balik yang dihasilkan. Nasib baik bagi kita (tetapi sayangnya untuk "rancangan kita untuk beralih orbit Bumi"), kesan ini hampir tidak dapat dilihat oleh planet ini.
Video promosi:
Pada masa ini, roket berprestasi paling tinggi di dunia adalah American Falcon Heavy dari SpaceX. Tetapi kita memerlukan sekitar 300 trilion pelancaran kapal induk ini dengan muatan penuh untuk menggunakan kaedah yang dijelaskan di atas untuk memindahkan orbit Bumi ke Marikh. Lebih-lebih lagi, jisim bahan yang diperlukan untuk membuat semua roket ini akan setara dengan 85 peratus jisim planet itu sendiri.
Penggunaan motor elektrik, khususnya ionik, yang melepaskan aliran zarah-zarah bermuatan, yang disebabkan oleh pecutan, akan menjadi cara yang lebih berkesan untuk memberikan pecutan kepada jisim. Dan jika kita memasang beberapa enjin seperti itu di satu sisi planet kita, wanita Bumi kita yang tua benar-benar dapat melakukan perjalanan melalui sistem suria.
Benar, dalam kes ini, enjin dengan dimensi yang sangat besar diperlukan. Mereka perlu dipasang pada ketinggian kira-kira 1000 kilometer di atas permukaan laut, di luar atmosfer bumi, tetapi pada saat yang sama terpasang dengan aman ke permukaan planet sehingga daya penarik dapat dipancarkan ke dalamnya. Di samping itu, walaupun dengan pancaran ion yang dikeluarkan pada 40 kilometer sesaat ke arah yang diinginkan, kita masih perlu mengeluarkan setara dengan 13 peratus jisim Bumi sebagai zarah ion untuk menggerakkan 87 persen jisim planet yang tersisa.
Belayar ringan
Oleh kerana cahaya membawa momentum tetapi tidak mempunyai jisim, kita juga dapat menggunakan pancaran cahaya berterusan dan fokus yang sangat kuat, seperti laser, untuk menggantikan planet ini. Dalam kes ini, mungkin menggunakan tenaga Matahari itu sendiri, tanpa menggunakan jisim Bumi itu sendiri. Tetapi walaupun dengan kemudahan laser 100-gigawatt yang sangat kuat, yang dirancang untuk digunakan dalam projek Starshot puncak, di mana para saintis ingin menghantar probe ruang kecil ke bintang terdekat ke sistem kita menggunakan sinar laser, kita memerlukan pulsa laser berterusan selama tiga perempat tahun. untuk mencapai matlamat perubahan orbit kita.
Cahaya matahari dapat dipantulkan langsung dari layar solar raksasa yang akan berada di angkasa tetapi berlabuh ke Bumi. Dalam kerangka penyelidikan masa lalu, para saintis mendapati bahawa ini memerlukan cakera reflektif 19 kali diameter planet kita. Tetapi dalam kes ini, untuk mencapai hasilnya, anda harus menunggu sekitar satu bilion tahun.
Biliard antara planet
Pilihan lain yang mungkin untuk mengeluarkan Bumi dari orbitnya sekarang adalah kaedah terkenal untuk menukar momentum antara dua badan berputar untuk mengubah pecutannya. Teknik ini juga dikenali sebagai gravity assist. Kaedah ini sering digunakan dalam misi penyelidikan antarplanet. Sebagai contoh, kapal angkasa Rosetta yang mengunjungi komet 67P pada 2014-2016, sebagai sebahagian daripada perjalanan sepuluh tahun ke objek kajian, menggunakan bantuan graviti di sekitar Bumi dua kali, pada tahun 2005 dan pada tahun 2007.
Akibatnya, medan gravitasi Bumi setiap kali memberikan percepatan yang meningkat kepada Rosetta, yang mustahil dicapai dengan hanya menggunakan mesin dari alat itu sendiri. Bumi juga menerima momentum pecutan yang berlawanan dan sama dalam kerangka manuver gravitasi ini, bagaimanapun, tentu saja, ini tidak mempunyai pengaruh yang dapat diukur kerana massa planet itu sendiri.
Bagaimana jika kita menggunakan prinsip yang sama, tetapi dengan sesuatu yang lebih besar daripada kapal angkasa? Sebagai contoh, asteroid yang sama pasti dapat mengubah lintasannya di bawah pengaruh graviti Bumi. Ya, satu kali pengaruh bersama pada orbit Bumi tidak akan signifikan, tetapi tindakan ini dapat diulang berkali-kali untuk akhirnya mengubah kedudukan orbit planet kita.
Kawasan tertentu dari sistem suria kita cukup "dilengkapi" dengan banyak cakerawala kecil, seperti asteroid dan komet, jisimnya cukup kecil untuk mendekatkannya dengan planet kita menggunakan teknologi yang sesuai dan cukup realistik dari segi pembangunan.
Dengan pengiraan lintasan yang sangat teliti, sangat mungkin untuk menggunakan kaedah yang disebut "delta-v-displacement", ketika badan kecil dapat dipindahkan dari orbitnya sebagai hasil pendekatan dekat ke Bumi, yang akan memberikan momentum yang jauh lebih besar kepada planet kita. Semua ini, tentu saja, terdengar sangat sejuk, tetapi kajian terdahulu telah dilakukan yang membuktikan bahawa dalam hal ini kita memerlukan sejuta laluan asteroid yang dekat, dan masing-masing mesti berlaku dalam selang beberapa ribu tahun, jika tidak, kita akan terlambat pada masa itu apabila Matahari berkembang begitu banyak sehingga kehidupan di Bumi menjadi mustahil.
kesimpulan
Dari semua pilihan yang dijelaskan hari ini, menggunakan banyak asteroid untuk bantuan graviti nampaknya paling realistik. Namun, pada masa akan datang, penggunaan cahaya mungkin menjadi alternatif yang lebih sesuai, tentu saja, jika kita belajar bagaimana membuat struktur kosmik gergasi atau sistem laser yang sangat berkuasa. Bagaimanapun, teknologi ini juga berguna untuk penerokaan angkasa lepas kita di masa hadapan.
Namun, walaupun terdapat kemungkinan teoritis dan kemungkinan kelayakan praktik di masa depan, bagi kita, mungkin pilihan yang paling sesuai untuk keselamatan adalah penempatan semula ke planet lain, misalnya, Marikh yang sama, yang dapat bertahan dari kematian Matahari kita. Bagaimanapun, umat manusia telah lama melihatnya sebagai rumah kedua yang berpotensi untuk peradaban kita. Dan jika anda juga mempertimbangkan betapa sukarnya melaksanakan idea pemindahan orbit Bumi, menjajah Marikh dan kemungkinan terraforming untuk memberi planet ini penampilan yang lebih layak didiami mungkin tidak seperti tugas yang sukar.
