Как переместить землю подальше от солнца

Можно ли подвинуть Землю. И зачем

Обозреватель Николай Гринько объясняет, почему человечеству обязательно нужно придумать, как сдвинуть Землю с места. И желательно – в пределах нескольких миллионов лет.

Фото: depositphotos/ JohanSwanepoel

Как ни прискорбно, но во Вселенной нет ничего постоянного. Любой космический объект имеет собственный срок «жизни», а также несколько стадий, через которые ему предстоит пройти. И наше Солнце, вокруг которого вращается Земля, – не исключение. Приблизительно через пять миллиардов лет оно выработает ресурсы, которые позволяют происходить термоядерной реакции, сильно расширится и, вероятнее всего, поглотит нашу планету. Понятно, что задолго до этого момента все живое на поверхности Земли погибнет от высокой температуры. Если предположить, что к этому сроку человечество все еще будет существовать, а местом его обитания так и останется земная поверхность, люди наверняка захотят спасти свою планету с помощью единственно возможного способа: отодвинуть ее от Солнца.

Существуют ли методы, позволяющие (хотя бы гипотетически) изменить земную орбиту? Инженер космических систем Маттео Чериотти из Университета Глазго опубликовал статью, в которой рассмотрел все возможные варианты. Вообще астрофизики давно изучают способы изменения траекторий небесных тел: рано или поздно нам понадобится изменить орбиту какого-нибудь астероида, летящего в сторону Земли. Для этого предлагают разные способы: от ядерного взрыва до столкновения с крупным космическим аппаратом. В случае с целой планетой эти методики, разумеется, неприменимы.

Еще один подход: астероид предлагают толкать в сторону при помощи реактивных двигателей. Можно предположить, что этот метод подойдет и для перемещения Земли, однако на практике такое осуществить невозможно: человечество просто не наберет необходимого количества топлива, даже если сожжет все доступные запасы углеводородов (и других веществ, способных гореть). Можно попробовать использовать ионные двигатели, которые выпускают поток заряженных частиц – здесь физика на нашей стороне, и в теории люди могли бы осуществить подобное.

Но даже если подобный проект когда-нибудь будет реализован, человечеству понадобится «выстрелить» в космос со скоростью 40 километров в секунду невероятное количество частиц: примерно 13% от массы всей Земли. Конечно, перед лицом гибели всего живого такие затраты можно назвать оправданным, но что-то подсказывает нам, что технически это все-таки невозможно.

К таким же нереализуемым проектам можно отнести и солнечный парус – исполинское полотно, напоминающее парашют, которое будет тянуть Землю за собой под воздействием солнечного излучения. Расчеты говорят, что такой парус должен быть в 19 раз больше диаметра нашей планеты, а результата придется ждать примерно один миллиард лет.

Вообще все способы двигать Землю с помощью «чистой механики» обладают существенным минусом: они предусматривают крепление каких-нибудь механизмов к планете. Но не надо забывать, что Земля постоянно и довольно быстро вращается. Даже если построить на каком-нибудь континенте реактивный двигатель невероятной мощности, он сможет работать только пару минут в сутки, когда вместе с Землей окажется повернутым в нужную сторону. Способов обойти это ограничение человечество пока не придумало.

Здесь можно вспомнить о «гравитационном маневре». Так называют метод, когда два тела в космосе проходят близко друг от друга, и их взаимное притяжение позволяет менее массивному телу получать ускорение. Этим методом часто пользуются для разгона космических аппаратов, чтобы отправить их на большой скорости к другим планетам. Скажем, аппарат «Розетта», который десять лет летел к комете Чурюмова-Герасименко, сначала дважды приближался к Земле, получал от нее ускорение и лишь после этого смог набрать необходимую скорость.

Ученые размышляют о том, чтобы применить гравитационный маневр для перемещения Земли. Первой идеей было, конечно, использование Луны: если сдвинуть ее с орбиты и позволить «погулять» вокруг Земли по определенному маршруту, это может переместить и планету, и ее спутник. Но для этого нужно найти способ двигать Луну, а с этим возникают такие же проблемы, как и с Землей (пусть и меньшего масштаба).

Единственным хоть как-то возможным способом сегодня считается тот же гравитационный маневр, но с использованием не Луны, а множества астероидов и комет. Их можно направлять к Земле в течение долгого времени, чтобы их совместное взаимодействие понемногу толкало планету в нужную нам сторону. Правда, для этой затеи нам понадобится примерно миллион астероидов.

Понятно, что к моменту катастрофы может произойти все что угодно. Мы можем найти легкий способ перемещения планет, а можем и вовсе исчезнуть с лица Земли. Наша редакция все же надеется, что человечество успеет заселить другие планеты и найдет для себя новый дом, в котором и будет жить долго и счастливо.

Источник

Передвинуть Землю: наш единственный способ выжить!

Пояс Койпера — кольцо ледяных объектов (типа астероидов и ядер комет) за орбитой Нептуна. (Иллюстрация: NASA)

ellyme Время идёт, неумолимо приближая судный день, если до того человечество не вымрет в результате отравления или перегрева планеты. Знаете ли, есть небольшая проблемка с Солнцем…

время в принципе есть, и его много. намного логичнее терраформировать марс и колонизировать его. он немногим меньше земли. судя по сценарию, землю пришлось бы передвигать на орбиту, примерно такую же, где сейчас марс. какой смысл? проще на марс улететь

ellyme Время идёт, неумолимо приближая судный день, если до того человечество не вымрет в результате отравления или перегрева планеты. Знаете ли, есть небольшая проблемка с Солнцем…

Да. Действительно. Инетерсно, что сложнее реализуемо — сдвиг планеты по орбите или оживление марса..

ellyme Время идёт, неумолимо приближая судный день, если до того человечество не вымрет в результате отравления или перегрева планеты. Знаете ли, есть небольшая проблемка с Солнцем…

Да. Действительно. Инетерсно, что сложнее реализуемо — сдвиг планеты по орбите или оживление марса..

Ещё можно уничтожить Солнце, а на его месте поставить искуственную звезду.

Источник

Можно ли спасти Землю, передвинув ее подальше от Солнца?

Однажды в будущем океаны Земли вскипят, уничтожая всю жизнь на поверхности планеты, и сделают ее совершенно непригодной для жизни. Это глобальное потепление в некотором смысле неотвратимо: постепенное потепление, которое испытывает Солнце, происходит за счет постепенного выгорания топлива внутри светила. Однако есть способ сохранить Землю обитаемой, если мы разработаем долгосрочное решение: миграция всей Земли. Возможно ли это?

Нам нужно выяснить, насколько жарко станет и насколько быстро это произойдет, чтобы передвинуть Землю в темпе.

Способ, которым любая звезда получает свою энергию, заключается в сплавлении более легких элементов в более тяжелые в ядре. Наше Солнце, в частности, синтезирует гелий из водорода в регионах, где температура ядра превышает 4 000 000 градусов. Чем горячее, тем быстрее скорость синтеза; в самом сердце ядра температура достигает 15 000 000 градусов. Эта скорость почти всегда постоянная. За долгое время процентное соотношение водорода к гелию меняется, и внутренняя часть нагревается чуть сильнее за миллиарды лет. И когда происходит разогрев, мы наблюдаем следующее:

светимость увеличивается — больше энергии излучается со временем
светило слегка увеличивается в размерах, радиус увеличивается на несколько процентов за каждый миллиард лет
его температура остается почти всегда постоянной, меняясь менее чем на 1% за миллиард лет.

Все это сводится к одному неудобному факту: количество энергии, которая достигает Земли, медленно растет со временем. За каждые 110 миллионов лет солнечная светимость увеличивается примерно на 1%. Это означает, что энергия, достигающая Земли, также увеличивается на 1% примерно за то же время. Когда Земля была на четыре миллиарда лет моложе, наша планета получала 70% от энергии, которую получает сегодня. И через еще один-два миллиарда лет, если мы ничего не сделаем, на Земле образуются существенные проблемы. В какой-то момент температура на поверхности поднимется до 100 градусов по Цельсию. То есть океаны испарятся.

Как нам это смягчить? Есть несколько возможных решений:

Мы можем установить ряд больших отражателей в точке Лагранжа L1, чтобы не давать части света достигать Земли.
Мы можем изменить при помощи геоинженерии атмосферу/альбедо нашей планеты, чтобы она отражала больше света и поглощала меньше.
Мы можем избавить планету от парникового эффекта, убрав молекулы метана и диоксида углерода из атмосферы.
Мы можем покинуть Землю и сосредоточиться на терраформировании внешних миров вроде Марса.

В теории все может сработать, но потребует колоссальных усилий и поддержки.

Однако решение о миграции Земли на удаленную орбиту может стать окончательным. И хотя нам придется постоянно уводить планету с орбиты, чтобы поддерживать температуру постоянной, на это уйдут сотни миллионов лет. Чтобы компенсировать эффект 1% увеличения светимости Солнца, нужно отвести Землю на 0,5% расстояния от Солнца; чтобы компенсировать увеличение в 20% (то есть за 2 миллиарда лет), нужно отвести Землю на 9,5% дальше. Земля будет уже не в 149 600 000 км от Солнца, а в 164 000 000 км.

Расстояние от Земли до Солнца не сильно изменилось за последние 4,5 миллиарда лет. Но если Солнце будет нагреваться и мы не хотим, чтобы Земля поджарилась окончательно, нам придется серьезно рассмотреть возможность миграции планеты.

На это нужно много энергии! Сдвинуть Землю — все ее шесть септиллионов килограммов (6 х 10 24 ) — подальше от Солнца — значит существенно изменить наши орбитальные параметры. Если мы отведем планету от Солнца на 164 000 000 км, будут заметны очевидные различия:

Земля будет совершать оборот вокруг Солнца на 14,6% дольше
для поддержания стабильной орбиты, наша орбитальная скорость должна упасть с 30 км/с до 28,5 км/с
если период вращения Земли останется прежним (24 часа), в году будет не 365, а 418 дней
Солнце будет намного меньше в небе — на 10% — а приливы, вызванные Солнцем, будут слабее на несколько сантиметров

Если Солнце раздуется в размерах, а Земля отдалится от него, два этих эффекта не совсем компенсируются; Солнце будет казаться меньше с Земли

Но для того, чтобы вывести Землю так далеко, нам нужно произвести очень большие энергетические изменения: нам нужно будет изменить гравитационную потенциальную энергию системы Солнце — Земля. Даже принимая во внимание все остальные факторы, включая замедление движения Земли вокруг Солнца, нам придется изменить орбитальную энергию Земли на 4,7 х 10 35 джоулей, что эквивалентно 1,3 х 10 20 тераватт-часов: в 10 15 раз больше ежегодных затрат энергии, которые несет человечество. Можно было бы подумать, что через два миллиарда лет они будут другими, так и есть, но не сильно. Нам понадобится в 500 000 раз больше энергии, чем человечество генерирует сегодня во всем мире, и все это уйдет на передвижение Земли в безопасное место.

Скорость, с которой планеты обращаются вокруг Солнца, зависит от их расстояния до Солнца. Медленная миграция Земли на 9,5% расстояния не нарушит орбиты других планет.

Технологии — это не самый сложный вопрос. Сложный вопрос куда более фундаментальный: как мы получим всю эту энергию? В реальности есть только одно место, которое удовлетворит наши потребности: это само Солнце. В настоящее время Земля получает около 1500 Вт энергии на квадратный метр от Солнца. Чтобы получить достаточную мощность для миграции Земли за нужный промежуток времени, нам придется построить массив (в космосе), который соберет 4,7 х 10 35 джоулей энергии, равномерно, за 2 миллиарда лет. Это значит, что нам нужен массив площадью 5 х 10 15 квадратных метров (и 100% эффективностью), что эквивалентно всей площади десяти планет, как наша.

Концепция космической солнечной энергии разрабатывается уже давно, но никто пока не представлял себе массив солнечных элементов размером в 5 миллиардов квадратных километров.

Поэтому чтобы перевезти Землю на безопасную орбиту подальше, понадобится солнечная панель в 5 миллиардов квадратных километров 100-процентной эффективности, вся энергия которой будет уходить на выталкивание Земли на другую орбиту в течение 2 миллиардов лет. Возможно ли это физически? Абсолютно. С современными технологиями? Вообще никак. Возможно ли это практически? С тем, что мы знаем сейчас, почти наверняка нет. Перетащить целую планету сложно по двум причинам: во-первых, из-за силы гравитационного притяжения Солнца и из-за массивности Земли. Но мы имеем именно такое Солнце и такую Землю, а Солнце будет нагреваться вне зависимости от наших деяний. Пока мы не придумаем, как собрать и использовать такое количество энергии, нам будут нужны другие стратегии.

Источник