Ühel päeval tulevikus saavad Maa ookeanid keema, hävitades kogu elu planeedi pinnal ja muutes selle täiesti elamiskõlbmatuks. See globaalne soojenemine on mõnes mõttes paratamatu: Päikese kogetav järkjärguline soojenemine toimub tähe sees oleva kütuse järkjärgulise läbipõlemise tõttu. Siiski on üks viis Maa elamiskõlblikuks hoidmiseks, kui töötame välja pikaajalise lahenduse: kogu Maa ränne. Kas see on võimalik?
Maa tempos liikumiseks peame välja mõtlema, kui kuumaks see läheb ja kui kiiresti see juhtub.
Ükskõik milline täht oma energia saab, sulatades kergemaid elemente südamiku raskemateks. Eriti meie päike sünteesib vesinikust heeliumi piirkondades, kus tuuma temperatuur ületab 4 000 000 kraadi. Mida kuumem, seda kiirem on sünteesi kiirus; tuuma südames ulatub temperatuur 15 000 000 kraadini. See kiirus on peaaegu alati konstantne. Aja jooksul muutub vesiniku ja heeliumi protsent ning interjöör soojeneb miljardite aastate jooksul pisut rohkem. Ja kui soojenemine toimub, jälgime järgmist:
- heledus suureneb - aja jooksul eraldub rohkem energiat
- helenduse suurus suureneb pisut, raadius suureneb iga miljardi aasta kohta mitu protsenti
- selle temperatuur püsib peaaegu alati konstantsena, kõikudes vähem kui 1% miljardi aasta kohta.
See kõik langeb ühe ebamugava tõsiasja juurde: Maale jõudva energia hulk suureneb aja jooksul aeglaselt. Iga 110 miljoni aasta kohta suureneb päikese heledus umbes 1%. See tähendab, et ka Maale jõudv energia suureneb umbes sama aja jooksul 1%. Kui Maa oli neli miljardit aastat noorem, sai meie planeet 70% täna saadavast energiast. Ja veel ühe või kahe miljardi aasta pärast, kui me midagi ei tee, tekivad Maal olulised probleemid. Mingil hetkel tõuseb pinnatemperatuur 100 kraadini. See tähendab, et ookeanid aurustuvad.
Reklaamvideo:
Kuidas saaksime seda leevendada? Võimalikke lahendusi on mitu:
“L1 Lagrange'i punkti saame paigaldada rea suuri helkureid, et osa valgust ei jõuaks Maale.
„Me saame oma planeedi atmosfääri / albeedot geomehaanika korrastada, et see peegeldaks rohkem valgust ja neelab vähem.
„Me saame planeedi kasvuhooneefektist päästa, kui metaani ja süsinikdioksiidi molekulid atmosfäärist välja viia.
„Me võime Maalt lahkuda ja keskenduda selliste vormidega välismaailmadele nagu Mars.
Teoreetiliselt võib kõik toimida, kuid selleks on vaja tohutult pingutusi ja tuge.
Otsus rännata Maa kaugele orbiidile võib aga saada lõplikuks. Ja kuigi temperatuuri konstantsena hoidmiseks peame planeedi pidevalt orbiidilt välja viima, võtab see sadu miljoneid aastaid. Päikese heleduse 1% suurenemise mõju kompenseerimiseks tuleb Maad nihutada 0,5% kaugusest Päikesest; 20% suurenemise (see tähendab üle 2 miljardi aasta) kompenseerimiseks tuleb Maad 9,5% edasi viia. Maa ei asu Päikesest enam 149,6 miljoni km kaugusel, vaid 164 miljoni km kaugusel.
Kaugus Maast Päikeseni pole viimase 4,5 miljardi aasta jooksul palju muutunud. Kuid kui Päike soojeneb ja me ei soovi, et Maa täielikult röstiks, peame tõsiselt kaaluma planeetide rände võimalust.
See võtab palju energiat! Maa - kõigi selle kuue seitsmekilogrammise kilogrammi (6 x 1024) - teisaldamine Päikesest eemale muudaks oluliselt meie orbitaalparameetreid. Kui liigutame planeedi Päikesest 164 000 000 km kaugusel, on ilmseid erinevusi:
- Maa pöörleb ümber Päikese 14,6% kauem
- stabiilse orbiidi hoidmiseks peab meie orbitaalkiirus langema 30 km / s-lt 28,5 km / s-le
- kui Maa pöörlemisperiood jääb samaks (24 tundi), ei ole aasta 365, vaid 418 päeva
- Päikest on taevas palju vähem - 10% - ja päikese põhjustatud looded on mõne sentimeetri võrra nõrgemad
Kui Päike suureneb ja Maa eemaldub sellest, ei kompenseerita neid kahte mõju; Päike paistab Maast väiksemaks.
Kuid selleks, et Maa Maale nii kaugele viia, peame tegema väga suuri energiamuutusi: peame muutma Päikese-Maa süsteemi gravitatsioonilist potentsiaalset energiat. Isegi kui võtta arvesse kõiki muid tegureid, sealhulgas Maa liikumise aeglustumist Päikese ümber, peaksime Maa orbiidienergiat muutma 4,7 x 1035 džauli, mis võrdub 1,3 x 1020 teravatt-tunniga: 1015-kordne aastane energiakulu inimlikkus. Võib arvata, et kahe miljardi aasta pärast on nad teistsugused ja neid on, aga mitte palju. Vajame 500 000 korda rohkem energiat, kui inimkond kogu maailmas täna genereerib, ja see kõik läheb Maa ohutusse liikumisse.
Kiirus, millega planeedid ümber päikese pöörlevad, sõltub nende kaugusest päikesest. Maa aeglane ränne 9,5% kaugusest ei häiri teiste planeetide orbiite.
Tehnoloogia pole kõige raskem küsimus. Keeruline küsimus on palju põhimõttelisem: kuidas me kogu selle energia saame? Tegelikult on meie vajadusi rahuldav ainult üks koht: päike ise. Praegu võtab Maa Päikeselt energiat umbes 1500 vatti ruutmeetri kohta. Piisava jõu saamiseks Maa õigeks ajaks rändamiseks peame ehitama massiivi (kosmoses), mis kogub 2 miljardi aasta jooksul ühtlaselt 4,7 x 1035 džauli energiat. See tähendab, et meil on vaja massiivi 5 x 1015 ruutmeetrit (ja 100% efektiivsusega), mis on sama kui kogu kümne planeedi pindala, nagu meie oma.
Päikeseenergia kosmose kontseptsioon on arenenud pikka aega, kuid keegi pole veel kujutanud ette 5 miljardi ruutkilomeetri suurust päikesepatareid.
Seetõttu on vaja Maa kaugemale ohutule orbiidile transportimiseks vaja 100-protsendiliselt efektiivset 5 miljardi ruutkilomeetri suurust päikesepaneeli, mille kogu energia kulub 2 miljardi aasta jooksul Maa teise orbiidile tõukamiseks. Kas see on füüsiliselt võimalik? Absoluutselt. Kaasaegse tehnoloogiaga? Üldse mitte. Kas see on praktiliselt võimalik? Sellega, mida me praegu teame, peaaegu kindlasti mitte. Terve planeedi lohistamine on keeruline kahel põhjusel: esiteks Päikese gravitatsioonilise tõmbe ja Maa massiivsuse tõttu. Kuid meil on just selline Päike ja selline Maa ning Päike soojeneb sõltumata meie tegevusest. Kuni me välja mõtleme, kuidas seda energiakogust koguda ja kasutada, vajame teisi strateegiaid.
Ilja Khel
