Dodano: 29 grudnia 2022r.

Miasta w asteroidach? Śmiała wizja naukowców

W wielu filmach i serialach z gatunku science-fiction mogliśmy oglądać kosmiczne bazy, czy nawet całe, ogromne miasta orbitujące w przestrzeni kosmicznej. Czy jednak ta koncepcja jest realna? A jeśli tak, to w jaki sposób budować miasta w kosmosie? Naukowcy z University of Rochester zaproponowali niedawno plan na stworzenie środowiska do życia w przestrzeni kosmicznej korzystając z... asteroid.

Miasta w asteroidach? Śmiała wizja naukowców

 

W artykule opublikowanym na łamach pisma „Frontiers in Astronomy and Space Sciences” (DOI: 10.3389/fspas.2021.645363) naukowcy z University of Rochester nakreślili plan tworzenia dużych miast w asteroidach. - Nasza publikacji leży na granicy nauki i fantastyki naukowej. Przejęliśmy pomysł science-fiction, który był ostatnio bardzo popularny i zaoferowaliśmy nową ścieżkę wykorzystania asteroidy do budowy miasta w kosmosie – powiedział profesor Adam Frank, jeden z autorów publikacji.

Ograniczenie kosztów

Aby skonstruować coś na kształt zawieszonego w kosmosie miasta, niezbędne byłyby potężne nakłady, ale nawet nie w głównej mierze finansowe. Podstawowym problemem byłoby dostarczenie w dane miejsce wystarczającej ilości materiałów budowlanych. A gdyby tak wykorzystać potencjalny budulec, który i tak jest w kosmosie dostępny?

Naukowcy zasugerowali w tym kontekście użycie unoszących się w przestrzeni kosmicznej asteroid, aczkolwiek zdają sobie sprawę z tego, że póki co, z technicznego punktu widzenia, jest to koncepcja znajdująca się na pograniczu nauki i science-fiction.

Podstawą ich pomysłu jest wykorzystanie idei byłego pracownika NASA Gerarda O’Neilla i jego obracających się cylindrów. W 1972 roku NASA zleciła O'Neillowi zaprojektowanie kosmicznego habitatu, który mógłby umożliwić ludziom życie w kosmosie. O'Neill i jego współpracownicy opracowali plan wirujących metropolii kosmicznych składających się z dwóch cylindrów obracających się w przeciwnych kierunkach, połączonych ze sobą na każdym końcu. Cylindry obracałyby się wystarczająco szybko, aby zapewnić sztuczną grawitację na ich wewnętrznej powierzchni. Koncepcja ta była wykorzystywana przez pisarzy science-fiction i pojawiła się m.in. w powieści „Gra Endera” Orsona Scotta Carda czy w filmach i serialach z serii „Star Trek”.

Praktyczna realizacja tej idei byłaby jednak trudna do wykonania ze względu na potencjalny koszt takiego projektu. Ale badacze uznali, że asteroidy z powodzeniem mogą być użyte do stworzenia czegoś na kształt cylindrów O'Neilla. Zbudowanie kosmicznego miasta na takim podłożu pozwoliłoby na znaczące obniżenie kosztów. Poza tym, tego typu kosmicznych skał w przestrzeni jest dużo, a ich skalny materiał doskonale sprawdziłby się w roli osłony przed promieniowaniem kosmicznym.

Jak zbudować miasto w asteroidzie?

Użycie asteroidy w roli materiału budowlanego mogłoby jednak okazać się dość problematyczne. Chodzi o to, czy asteroidy w ogóle wytrzymałyby takie naprężenia? Po przeprowadzeniu kilku obliczeń zespół doszedł do wniosku, że większość dużych asteroid nie wytrzymałoby wirowania i rozpadłoby się na długo przed wytworzeniem jakiejkolwiek sztucznej grawitacji. Asteroida wprawiona w ruch obrotowy zwyczajnie rozpadłaby się. Co więcej, większość tego typu obiektów to nie lite skały, jak zapewne sobie to wyobrażamy, a sterta gruzu – skupiska luźnych mniejszych i większych głazów oraz pyłu utrzymywanych razem przez słabą wzajemną grawitację.

Ale badacze wpadli na pomysł, jak wykorzystać ten fakt. Ich rozwiązaniem jest bardzo duża i niezwykle elastyczna torba czy płachta wykonana z ultralekkich i wytrzymałych nanowłókien węglowych. Koncepcja zakłada objęcie siatką całej asteroidy i wprawienie jej w ruch obrotowy. Proces ten nieuchronnie doprowadziłby do rozpadu asteroidy. Kawałki gruzu wyleciałyby na zewnątrz. Fragmenty te byłyby wychwytywane przez siatkę, która utrzymywałaby całą wirującą masę gruzu asteroidy. W ten sposób powstałby obiekt, który stopniowo przyjmowałby swój docelowy, cylindryczny kształt. Gruz z asteroidy utworzyłby warstwę wystarczająco grubą, aby chronić przed promieniowaniem każdego, kto mieszka w środku. Obrót cylindra wywołałby z kolei sztuczną grawitację na jego wewnętrznej powierzchni.

- Cylindryczny worek zabezpieczający zbudowany z nanorurek węglowych byłby niezwykle lekki w stosunku do masy gruzu asteroidy i siedliska, a jednocześnie wystarczająco mocny, aby utrzymać wszystko razem – przyznał Peter Miklavčič, współautor publikacji.

Wewnątrz cylindra powstałaby możliwa do zagospodarowania przez ludzi powierzchnia. Asteroidy byłyby przy tym dosyć wydajne, oszacowano bowiem, że np. asteroidę o średnicy 300 m można by przekształcić w cylindryczny obiekt o wewnętrznej powierzchni około 57 km2. To mniej więcej wielkość Manhattanu.

Chociaż cały ten pomysł może wydawać się szalony, to jednak nie można powiedzieć, że jest nierealny. Wszystko, co naukowcy zaproponowali w swoich badaniach – od silników potrzebnych do rozkręcenia asteroidy, po worek z nanowłókien węglowych – to technologie, których ludzie obecnie używają lub opracowują. - Oczywiście w najbliższym czasie nikt nie będzie budował miast w asteroidach, ale technologie wymagane do realizacji tego rodzaju inżynierii nie łamią żadnych praw fizyki — podkreślił Frank.

 

Źródło: University of Rochester, fot. University of Rochester illustration / Michael Osadciw