A csillagok energiáját hasznosító hatalmas úszó szerkezetek otthona lehet az emberiségnek. Igaz, hogy építeni őket hihetetlen feladat lesz. A távoli csillagokat keringő óriás gyűrűs világok ikonikusak lettek a tudományos fantasztikában. Tiszta tájaik, vékony gyűrűs struktúrákba zárva, izgalmazzák képzeletünket. A gyűrűs világ az emberiség általános motívumává, jövőbeli alapjává vált.
"Természetesen ez minden ostobaság" - mondja Freeman Dyson nyugdíjas professzor. Dyson népszerűsítette ezeknek a megastruktúráknak az ötletét; végül Dyson gömbként ismerték el őket. Dyson viszont "kölcsönadta az ötletet" a tudományos fantasztikus írótól, Olaf Stapledontól a 1937-es Star Maker regényében, amelyben egy utazó földi földi hasonló megastruktúrákkal találkozik, amelyek elnyelik a közeli csillagok energiáját. Noha Dyson ezeket a gömböket az orbitális struktúrák héjainak tekintette, hogy a csillagból maximális energiát tudjon felszívni, a tudományos fantasztikus írók elismerik a csillagot fedő, életképes gömbök lehetőségét.
Tíz évvel azután, hogy a Dyson ilyen szerkezetekről szóló 1960-as publikációját a Science megjelent, Larry Niven úgy döntött, hogy az Egyenlítői gyűrűt használja a Dyson-gömbként a Ringworld regényének alapjául.
A gyűrűs világok azóta szerepelnek a Halo videojátékok sorozatában, a 2013. évi Elysium filmben és Ian Banks Kultúra regényében. Haloban óriási mesterséges világok, amelyekben az emberek képesek a gyűrű belsejében élni, míg a külső oldalt erős héj védi. Eközben Neil Blomkamp írta: a gyűrűvilág a Föld körül forog, és inkább űrállomásnak tűnik. Hogyan építhetsz ilyen gyűrűket a való világban?
Mint minden mezőben, a méret is számít. A gyűrűs világ egy megastruktúrájú, és annak felépítéséhez hatalmas mennyiségű anyag és energia szükséges.
Aszteroidák gyűjtése
A tudományos fantasztikus író és Alastair Reynolds volt csillagász azt hiszi, hogy „A Kuiperi övben elegendő anyag van ahhoz, hogy bármit felépítsenek. Felszívhatjuk az összes kis aszteroidát, kiszűrhetjük az illékony anyagokat, tiszta kőzetet hagyhatunk és hihetetlen szerkezeteket építhetünk belőle."
Promóciós videó:
Vannak azonban olyan helyek, ahol ez az anyag bőséges. Kuiper öv - ez egy a Naprendszer olyan régiója, amely kb. 2,97 milliárd kilométernyire fekszik a Neptunusz pályáján. Ez aszteroidszerű testekkel van tele, amelyek ideális forrást jelentenek a nyersanyagok számára.
Katie Mack csillagász nem ért egyet vele. Azt mondja: "A Kuiperi öv nagyon diffúz, és elég sok testet össze kell szerelni és szétszerelni, hogy összegyűjtse a megfelelő mennyiségű anyagot."
Ha - és ez nagy, ha - a jövő társadalmának elegendő ideje és képessége van arra, hogy anyagot gyűjtsön és szállítson a Kuiperi övből a kívánt pályára, elegendő alapanyag lesz a gyűrűs világ felépítéséhez. A kérdés azonban továbbra is az, hogy érdemes-e befektetni ezt az időt és forrásokat.
A gyűrűs világnak támogatnia kell a gravitáció valamilyen formáját is; egyébként minden, beleértve az élethez szükséges légkört, lebegne a mély űrbe. A mesterséges gravitáció létrehozásának leggyakoribb módja a centrifugális erő forgatással történő generálása. Ugyanakkor hatalmas feladat lesz egy ilyen hatalmas tárgy elfordítása a kívánt sebességgel.
A forgási erőket egyenletesen kell elosztani, különben a szerkezet széteshet. Szerencsére nincs súrlódás az űrben, és a kívánt sebességgel történő forgás nem lassul le.
Minél nagyobb a gyűrűvilág átmérője, annál több erő fog hatni a forgó szerkezetre. Mack szerint ezeknek a gyűrűre ható nyíró erőknek az erőssége attól függ, "milyen közel vagy a csillaghoz, és mekkora gravitációra van szüksége".
Ismeretlen erő
Ha feltételezzük, hogy a gyűrűs világ átmérője megegyezik a Föld körüli pályával (körülbelül 300 millió kilométer), és 1G gravitációt igényel, akkor körülbelül 1,9 millió kilométer / óra sebességgel kell forognia. A rajta működő erők annyira hatalmasak lesznek, hogy Mack szerint "új módszert kell találnunk az atomok összekapcsolására".
Ennek a technikai problémanak az egyik elméleti megoldása a piezoelektromosság valamilyen formájában rejtőzhet. Egyszerűen fogalmazva, az anyag mesterségesen megerősíthető azáltal, hogy áramot továbbít rajta.
Figyelembe véve a gyűrű méretét és az ahhoz szükséges energiát, ennek a kolosszális vállalkozásnak a hatékonysága ismét megkérdőjeleződik. Az energiát egyenletesen kell elosztani az egész szerkezetben, miközben nullára csökkenti a katasztrófaes áramkimaradás kockázatát.
A végső kihívás az lesz, hogy a gyűrű világát stabil csillag körüli pályán tartsuk. Reynolds emlékeztet arra, hogy röviddel Larry Niven Ringworld megjelenése után "a rajongók kiszámították, hogy ha a Ringworld kissé közelebb kerülne a csillaghoz, akkor az egyensúly zavarodna, a szerkezet sodródna és végül felrobbanna".
Niven ezt a The Ring World későbbi regényeiben vigyázta, rakétákat rögzítve a szerkezet külső széleire, amelyek állandóan stabilizálják helyzetét és biztosítják a csillaghoz viszonyított központosítását.
Ha feltételezzük, hogy a jövő társadalma nagyszabású műszaki képességekkel fog rendelkezni a gyűrűs világ felépítéséhez, akkor megoldják a szerkezet megerősítésének és az orbitális stabilitásának megőrzésének kérdését, mit fognak csinálni vele?
A kultúrában az orbitális állomásokat nagy házakként használták, míg a Halo sorozatban végzetes eszközök voltak, amelyek célja a veszélyes fertőzések robbantása és elpusztítása. Dyson birodalmait úgy látta, hogy a csillagokból származó energiát maximalizálják, nem pedig a tereprendezés alternatívájaként, hogy azok emberre való alkalmassá váljanak.
Mack azt mondja: "Megteremthetünk egy gyűrűs világot, hogy ne átalakítsuk a létező világokat." Úgy véli azonban, hogy ez a megoldás nem lehet a leghatékonyabb. A tudós úgy véli, hogy "bármely olyan társadalom, amely könnyen felépít olyan struktúrát, mint a gyűrűs világ, könnyen megtalálja a sziklás bolygót, és tetszés szerint megtervezheti."
Bár a tereprendezés technológiája eltér attól, amely megköveteli az orbitális gyűrű felépítését, a műszaki fejlődés szintje nagyjából megegyezik. Másrészről, a gyűrűs világok minden elméleti pompájáért tudományos szempontból hozzáférhetetlenek és hatástalanok maradnak a csillagtechnika példáinak.
Ilya Khel