Kategorie
Kosmologia

Światy unieruchomione

W omawianej sytuacji musimy jedynie dostatecznie oświetlić ciemną stronę planety, aby utrzymać jej temperaturę na poziomie eliminującym ryzyko zamarznięcia gazu o najniższej temperaturze zamarzania występującego na tej planecie – prawdopodobnie azotu – to znaczy powyżej 63 K (-210°C). Gdy już to zrobimy, stężenie gazu w atmosferze będzie wystarczające (z uwagi na dostatecznie wysokie ciśnienie pary wodnej), by wyrównać dysproporcje między temperaturami panującymi na jasnej i ciemnej półkuli planety. Wiadomo, że ilość światła słonecznego wymaganego do wytworzenia danej temperatury jest proporcjonalna do czwartej potęgi temperatury bezwzględnej. Wynika stąd, że napromieniowanie potrzebne do wygenerowania na powierzchni temperatury równej 63 K wynosi jedynie 0,002 [(63/300)4 = 0,002] natężenia promieniowania wymaganego do osiągnięcia 300 K (27°C). Aby zatem ogrzać ciemną stronę planety rozmiarów Ziemi, której temperatura na jasnej półkuli wynosi 300 K, potrzebowalibyśmy zwierciadła o powierzchni równej 0,002 powierzchni planety, to znaczy o promieniu 280 kilometrów. Takie zwierciadło, wykonane z aluminium grubości 0,1 mikrometra, miałoby masę 85 tysięcy ton. Ludzka cywilizacja typu I stworzyła już wiele statków oceanicznych o takich masach.

Alternatywą do użycia orbitalnych zwierciadeł lub ekranów jest przywrócenie planecie szybszego ruchu obrotowego. Zastanówmy się, czy jest to możliwe.

Moment bezwładności I danej planety opisujemy wzorem:

I = 0.33MR²

gdzie M oznacza masę planety, a R jej promień. Rozważmy zatem trzy przykłady planet: o rozmiarach Księżyca, Marsa i na koniec Ziemi. Masa, promień i moment bezwładności każdej z nich podane są w tabeli.

Moment bezwładności planet.

Teraz wyobraźmy sobie, że wybieramy się do zewnętrznego Układu Słonecznego i umieszczamy stukilometrową planetoidę lodową w kształcie sześcianu (1018 kg) na trajektorii zderzenia z planetą, której rotację pragniemy przyspieszyć. W celu zwiększenia prędkości kolizji wysyłamy planetoidę na orbitę o kierunku obiegu przeciwnym do obrotu planety, tak by uderzając w okolicy równika planety, miała prędkość 80 km/s. W tabeli 10.1 widzimy wzrost prędkości obrotu planety (Aco) w radianach na sekundę oraz jej okres obrotu po kolizji. Po każdym następnym zderzeniu okres wzrasta proporcjonalnie.

Widzimy zatem, że przy planecie o rozmiarach Księżyca cykl 116 dni można osiągnąć za pomocą jednego zderzenia. Znaczy to, że po 10 zderzeniach dałoby się uzyskać dwunastodobowy cykl planety. Taka planeta nadawałaby się już do zasiedlenia. Ale w wypadku planety rozmiarów Marsa liczba zderzeń musiałaby wzrosnąć 17 razy, natomiast w sytuacji planety o rozmiarach Ziemi – aż 300 razy, by otrzymać ten sam efekt.

Stukilometrowe planetoidy lodowe są prawdopodobnie dostępne w odpowiednikach pasa Kuipera lub obłoku Oorta każdego systemu planetarnego. Zakładając, że ΔV równa 200 m/s wystarczy do umieszczenia planetoidy na trajektorii kolizyjnej z planetą oraz że użyjemy do tego celu statku napędzanego paliwem z planetoidy, którego silniki mają prędkość wylotową gazów równą 3 km/s (Isp = 300 s), będziemy musieli poświęcić jedynie 7% masy planetoidy, by ją przemieścić. Siedem procent stukilometrowej planetoidy to jednak 70 bilionów ton. Zakładając, że użyty silnik rakietowy ma moc 1000 TW (miliarda megawatów!), osiągnięcie ΔV potrzebnej do rozpoczęcia manewru będzie wymagało 10 lat bezustannej pracy silnika.

Mimo że 1000 TW to „jedynie” czterokrotnie więcej niż pobiera napędzany wiązką laserową żagiel świetlny, służący do misji międzygwiezdnych, należy wspomnieć, iż taki laser o mocy 240 TW byłby umieszczony w rodzimym systemie gwiezdnym rozwiniętej cywilizacji typu II lub wschodzącej cywilizacji typu III. Natomiast w omawianym w tej chwili przypadku mamy do czynienia z wygenerowaniem znacznie większej ilości energii w odległym systemie gwiezdnym, w którym będziemy dopiero co przybyłymi gośćmi, a nasze zasoby ograniczą się do tego, co przywieziemy na pokładzie statków kosmicznych. Zdaje się więc, że umiejętność przyspieszania rotacji planet jest znacznie większym wyzwaniem technicznym niż kompensacja braków światła czy – przeciwnie -zasłonięcie planety przed światłem gwiazdy. Umiejętność tę opanujemy zatem później w wyniku doświadczeń nabytych podczas podróży do różnych gwiazd.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *