在科幻小說中,我們經常看到這個想法:把整個地球移動到一個新的軌道上。
畢竟,在五十億年後,我們的太陽將消耗殆盡,那時它將膨脹,可能會完全「吞噬」地球。與此同時,我們還面臨一個更緊迫的問題——全球變暖。從理論上講,如果我們遠離恆星,那麼行星就會冷卻下來。
因此,是否有可能移動整個星球?在這種情況下,需要解決哪些工程任務?
讓我們想像一下,把地球移到比今天遠1.5倍的軌道上。
首先,數十年來,科學家和工程師一直在研究改變小行星軌道的方法。當然,有一個想法,如果一個大型小行星撞擊地球,那麼地球的運行軌道將發生偏移。
然而,這樣的想法具有毀滅性。同時,也有人建議,在小行星附近引爆核彈,或者用專門設計的太空飛行器撞向小行星。很顯然,這樣的選擇並不適合地球的移位。
在「小行星」計劃中,也有一些比較溫和的計劃。例如,你可以通過在物體上附加一個帶有動力的飛船,並慢慢地將物體推離軌道。你也可以在附近放置一個大型太空飛行器,並通過引力拉動小行星。但是,由於地球的質量太大了,所以這種想法也是不合適的。
事實上,半個多世紀以來,我們一直在讓地球偏離軌道。每當有物體飛向地球時,地球就會向相反的方向輕微移動。這和槍的後坐力原理一樣。
但不幸的是,這種轉變太小了,對我們沒有太大的幫助。
使用電動火箭發動機,通過帶電粒子的流動使之工作,或許會更有效率。這樣的發動機必須位於海拔1000公裡的高空,但仍然需要剛性柱與地面相連。然而,即使離子束以大約40公裡/小時的速度飛出,也必須花費13%的地球質量才能到達火星的軌道。
太陽帆
光有動量,但沒有質量。因此,從理論上講,你可以「射出」一束光——雷射束,而不是離子流。我們將從太陽那裡獲得能量,這樣地球本身就不會失去質量。
即使我們使用了100GW雷射推進系統,該系統用於將太空飛行器發送到附近的恆星,但也需要數年的時間才能改變其軌道。
當然,可以直接反射太陽光,使用太陽帆,我們附著在地球上。但根據計算,這帆盤的直徑必須是地球的19倍。這也得需要10億年的時間才能實現這一目標。
行星推動
不要忘了引力。在旅行之前,星際飛行器通常使用引力機動來提高速度。
例如,Rosetta太空飛行器進行了兩次這樣的機動,該太空飛行器在2014-2016年期間研究了67P號彗星。經過10年的飛行,Rosetta太空飛行器兩次接近地球以獲得速度。當然,地球也受到了一種衝擊。
試問,我可以用一個更大的物體來重複這個動作嗎?例如,一顆小行星?
當然,這將需要大量的小行星。在太陽系中,有一些區域擁有著大量的小宇宙體,而且它們的質量足夠小,在不久的將來,我們可以移動它們。但我們還是無法從地球上發射它們 。
從理論上講,可以將這樣的物體從其軌道中推離,這樣它就可以靠近地球並推動我們的星球。
結果:
在所有的這些選擇中,就目前的技術水平而言,使用小行星仍然是最可行的。
當然,如果我們學會了如何建造巨大的空間站和超強大的雷射器,那麼我們也有希望使用光。
但不管怎樣,移到火星軌道是可能的,而且很有可能火星會在太陽的死亡中存活下來。
在考慮改變地球軌道後,殖民火星的計劃似乎不再那麼神話般了。不是嗎 ?