Obrovské plovoucí struktury, které využívají energii hvězd, mohou být domovem lidstva. Je pravda, že jejich budování bude neuvěřitelný úkol. Obrovské prstencové světy obíhající vzdálené hvězdy se staly ikonou ve sci-fi. Jejich čistá krajina, uzavřená v tenkých prstencových strukturách, vzrušuje naše představivosti. Prstenový svět se stal společným motivem, budoucí základnou pro lidstvo.
"To je samozřejmě nesmysl," říká profesor Freeman Dyson v důchodu. Myšlenka těchto megastruktur popularizovala Dyson; oni nakonec stali se známí jako Dyson koule. Dyson zase „půjčil nápad“od spisovatele sci-fi Olafa Stapledona ve svém románu Star Maker z roku 1937, ve kterém se cestující pozemšťan setkává s podobnými megastrukturami, které pohlcují energii blízkých hvězd. Ačkoli Dyson viděl tyto koule jako skořápky orbitálních struktur, aby absorboval maximální množství energie od hvězdy, autoři sci-fi připouštějí možnost obývatelných koulí pokrývajících hvězdu.
Deset let poté, co byl ve vědě publikován dokument Dysona z roku 1960 o takových strukturách, se Larry Niven rozhodl použít rovníkový prsten jako sféru Dysonu jako základ pro svůj román Ringworld.
Ring Worlds se od té doby objevily v seriálu videoher Halo, filmu Elysium 2013 a románu Ian Banks Kultura. V Halou jsou to obrovské umělé světy, kde lidé mají schopnost žít na vnitřní straně prstence, zatímco vnější strana je chráněna silnou skořápkou. V Elysiu Neila Blomkampa se svět prstenů točí kolem Země a vypadá spíše jako vesmírná stanice. Jak postavíte takové prsteny v reálném světě?
Jako u každého pole, na velikosti záleží. Prstenový svět je megastruktura a jeho konstrukce bude vyžadovat obrovské množství materiálů a energie.
Sběr asteroidů
Spisovatel science fiction a bývalý astronom Alastair Reynolds věří, že „v Kuiperově pásu je dost materiálu, aby mohl cokoli postavit. Mohli bychom absorbovat všechny malé asteroidy, odfiltrovat těkavé materiály, opustit čistou skálu a z ní postavit neuvěřitelné struktury. ““
Propagační video:
Existují však místa, kde je tento materiál hojný. Kuiper Belt - je to oblast sluneční soustavy, která se rozprostírá přibližně 2,97 miliardy kilometrů za oběžnou dráhou Neptunu. Je naplněna těly podobnými asteroidům, které by mohly být ideálním zdrojem surovin.
Astronom Katie Mack s ním nesouhlasí. Říká: „Kuiperův pás je docela rozptýlený a musíte shromáždit a rozebrat docela málo těl, abyste shromáždili správné množství materiálu.“
Pokud - a to je velké, pokud - má společnost budoucnosti dostatek času a kapacity pro sběr a přepravu materiálu z Kuiperova pásu na požadovanou oběžnou dráhu, bude zde dostatek surovin k vybudování prstenového světa. Otázkou však zůstává, zda investování tohoto množství času a zdrojů bude užitečné.
Prstenový svět musí také podporovat nějakou formu gravitace; jinak by všechno, včetně atmosféry nezbytné pro život, vzlétlo do hlubokého vesmíru. Nejběžnějším způsobem generování umělé gravitace je generování odstředivé síly prostřednictvím rotace. Získání tak velkého objektu, který se bude otáčet požadovanou rychlostí, však bude obrovským úkolem.
Rotační síly musí být rovnoměrně rozloženy, jinak se struktura může odtrhnout. Naštěstí není ve vesmíru žádné tření a rotace při požadované rychlosti se nezpomalí.
Čím větší je průměr prstencového světa, tím více sil bude působit na rotující strukturu. Podle Macka bude síla těchto střižných sil působících na prstenec záviset na tom, „jak blízko jste ke hvězdě a kolik gravitace potřebujete“.
Neznámá síla
Pokud předpokládáme, že prstencový svět bude mít stejný průměr jako orbita Země (asi 300 milionů kilometrů) a bude vyžadovat gravitaci 1G, bude se muset otáčet rychlostí asi 1,9 milionu kilometrů za hodinu. Síly, které na to budou působit, budou tak silné, že podle Macka „musíme najít nový způsob, jak spojit atomy dohromady.“
Jedno z teoretických řešení tohoto technického problému může být skryto v nějaké formě piezoelektriky. Jednoduše řečeno, materiál může být uměle zesílen průchodem elektřiny skrz něj.
Avšak vzhledem k velikosti prstence a energii, kterou potřebuje, se účinnost tohoto kolosálního podniku opět začíná zpochybňovat. Síla bude muset být rovnoměrně rozložena v celé struktuře, přičemž se sníží riziko katastrofické poruchy napájení na nulu.
Konečnou výzvou bude udržet prstencový svět na stabilní oběžné dráze kolem hvězdy. Reynolds vzpomíná, že krátce poté, co byl vydán Ringworld Larryho Nivena, „fanoušci počítali, že pokud by se Ringworld posunul o kousek blíže ke hvězdě, rovnováha by byla naštvaná, struktura by se driftovala a nakonec explodovala.“
Niven se o to postaral v pozdějších románech The Ringworld a připojil rakety k vnějším okrajům struktury, což by neustále stabilizovalo jeho polohu a zajistilo její centrování vzhledem ke hvězdě.
Budeme-li předpokládat, že společnost budoucnosti bude mít rozsáhlé technické možnosti pro stavbu prstencového světa, vyřeší otázku posílení struktury a zachování její orbitální stability, co s ní budou dělat dál?
V kultuře byly orbitální stanice používány jako velká obydlí, zatímco v sérii Halo to byla zařízení doomsday určená k odpálení a zničení nebezpečné infekce. Dyson viděl jeho říše jako prostředek k maximalizaci energetického sklizně od hvězdy, nikoli jako alternativu k terraformingu, aby byly vhodné pro lidi.
Mack říká: „Mohli bychom vytvořit prstencový svět, abychom terraformovali existující světy.“Domnívá se však, že toto řešení nemusí být nejúčinnější. Vědec věří, že „každá společnost, která dokáže snadno vybudovat strukturu jako prstencový svět, může snadno najít skalní planetu a terraform ji podle svého uvážení.“
Ačkoli se technologie terraformingu liší od toho, co je potřeba k vybudování orbitálního prstence, úroveň celkového technického pokroku bude přibližně stejná. Na druhou stranu zůstává kruhový svět pro všechny své teoretické nádhery vědecky nepřístupnými a neúčinnými příklady hvězdného inženýrství.
Ilya Khel