Structuri plutitoare uriașe care valorifică energia stelelor pot fi acasă pentru umanitate. Adevărat, construirea lor va fi o sarcină incredibilă. Lumile cu inele uriașe care orbitează stele îndepărtate au devenit iconice în science fiction. Peisajele lor pure, închise în structuri sub formă de inele subțiri, ne încântă imaginările. Lumea inelelor a devenit un motiv comun, o bază de viitor pentru umanitate.
„Desigur, toate acestea sunt prostii”, spune profesorul pensionat Freeman Dyson. Dyson a popularizat ideea acestor megastructuri; în cele din urmă au devenit cunoscute sub numele de sfere Dyson. Dyson, la rândul său, a „împrumutat ideea” de la scriitorul de science fiction Olaf Stapledon în romanul său din 1937 Star Maker, în care un pământean călător întâlnește megastructuri similare care absorb energia stelelor din apropiere. Deși Dyson a văzut aceste sfere sub formă de cochilii ale structurilor orbitale pentru a absorbi cantitatea maximă de energie din stea, scriitorii de ficțiune științifică admit posibilitatea de a sfere locuibile care acoperă steaua.
La zece ani după publicarea în Science a lui Dyson din 1960 asupra unor astfel de structuri, Larry Niven a decis să folosească inelul ecuatorial ca sferă Dyson ca bază pentru romanul său Ringworld.
Lumile inelelor au apărut de atunci în seria de jocuri video Halo, filmul din 2013 Elysium și romanul lui Ian Banks. În Halo, sunt lumi artificiale uriașe, unde oamenii au capacitatea de a trăi pe interiorul inelului, în timp ce exteriorul este protejat de o coajă puternică. Între timp, în Elysium de Neil Blomkamp, lumea inelelor se învârte în jurul Pământului și arată mai degrabă ca o stație spațială. Cum construiți astfel de inele în lumea reală?
Ca în orice domeniu, dimensiunea contează. Lumea inelelor este o megastructură, iar construcția sa va necesita o cantitate enormă de materiale și energie.
Colectarea asteroizilor
Scriitorul de ficțiune științifică și fostul astronom Alastair Reynolds consideră că „Există suficient material în centura Kuiper pentru a construi orice. Am putea absorbi toate micile asteroizi, am filtra materialele volatile, lăsăm roca pură și am construi structuri incredibile din ea."
Video promotional:
Cu toate acestea, există locuri în care acest material este abundent. Centura Kuiper - este o regiune a sistemului solar care se extinde cu aproximativ 2,97 miliarde de kilometri dincolo de orbita Neptunului. Este plin de corpuri asemănătoare asteroizilor, care ar putea fi o sursă ideală pentru materiile prime.
Astronomul Katie Mack nu este de acord cu el. Ea spune: "Centura Kuiper este destul de difuză și trebuie să asamblați și să dezasamblați destul de multe corpuri pentru a colecta cantitatea potrivită de material."
Dacă - și acest lucru este mare dacă - societatea viitorului are suficient timp și capacitate pentru a colecta și transporta materialul de pe centura Kuiper pe orbita necesară, vor exista suficiente materii prime pentru a construi lumea inelară. Cu toate acestea, rămâne întrebarea dacă investirea acestei cantități de timp și resurse va fi utilă.
Lumea inelară trebuie să susțină și o anumită formă de gravitație; altfel, orice, inclusiv atmosfera necesară vieții, ar pluti în spațiul adânc. Cel mai frecvent mod de a genera gravitație artificială este de a genera forța centrifugă prin rotație. Cu toate acestea, obținerea unui astfel de obiect masiv să se rotească cu viteza necesară va fi o sarcină colosală.
Forțele de rotație trebuie să fie distribuite uniform, altfel structura se poate rupe. Din fericire, nu există frecare în spațiu, iar rotația cu viteza dorită nu va încetini.
Cu cât diametrul lumii inelului este mai mare, cu atât forțele vor acționa asupra structurii rotative. Potrivit lui Mack, puterea acestor forțe de forfecare care acționează asupra inelului va depinde de „cât de aproape sunteți de stea și de câtă greutate aveți nevoie”.
Putere necunoscută
Dacă presupunem că lumea inelară va avea același diametru ca orbita Pământului (aproximativ 300 de milioane de kilometri) și necesită gravitație de 1G, ar trebui să se rotească cu o viteză de aproximativ 1,9 milioane de kilometri pe oră. Forțele care acționează asupra acestuia vor fi atât de puternice încât, potrivit lui Mack, „va trebui să găsim o nouă modalitate de a lega atomii împreună”.
Una dintre soluțiile teoretice ale acestei probleme tehnice poate fi ascunsă într-o formă de piezoelectricitate. Mai simplu spus, materialul poate fi consolidat artificial trecând electricitate prin el.
Cu toate acestea, având în vedere dimensiunea inelului și energia de care are nevoie, eficiența acestei întreprinderi colosale începe din nou să fie pusă sub semnul întrebării. Puterea va trebui să fie distribuită uniform în întreaga structură, reducând la zero riscul de avarie a energiei catastrofale.
Provocarea finală va fi menținerea lumii inelelor pe o orbită stabilă în jurul stelei. Reynolds amintește că la scurt timp după publicarea „Ringworld-ului” lui Larry Niven, „fanii au calculat că, dacă Ringworld-ul s-ar apropia puțin mai aproape de stea, echilibrul ar fi perturbat, structura ar fi în derivă și în cele din urmă va exploda”.
Niven a avut grijă de acest lucru în romanele ulterioare ale Lumii inelelor, atașând rachete la marginile exterioare ale structurii, care i-ar stabiliza poziția și le-ar asigura centrarea în raport cu steaua.
Dacă presupunem că societatea viitorului va avea capacități tehnice la scară largă pentru construcția lumii inelare, problema consolidării structurii și menținerii stabilității orbitale va fi rezolvată, ce vor face cu ea în continuare?
În Cultură, stațiile orbitale au fost folosite ca locuințe mari, în timp ce în seria Halo erau dispozitive de tip doomsday concepute pentru a detona și distruge infecțiile periculoase. Dyson a văzut tărâmurile sale ca un mijloc de maximizare a recoltării energiei stelare, nu ca o alternativă la terasformare pentru a le face utilizabile pentru oameni.
Mack spune: „Am putea crea o lume inelară pentru a nu transforma în lumea existentă”. Cu toate acestea, consideră că este posibil ca această soluție să nu fie cea mai eficientă. Oamenii de știință consideră că „orice societate care poate construi cu ușurință o structură precum o lume inelară poate găsi cu ușurință o planetă stâncoasă și o poate transforma la discreția sa”.
Deși tehnologia de formare a terasamentului este diferită de cea necesară pentru a construi un inel orbital, nivelul progresului tehnic general va fi aproximativ același. Pe de altă parte, pentru toată splendoarea lor teoretică, lumile inelare rămân exemple inaccesibile și ineficiente științific de inginerie stelară.
Ilya Khel
