Dalam film fiksi ilmiah Tiongkok Wandering Earth, yang dirilis oleh Netflix, umat manusia, menggunakan mesin besar yang dipasang di seluruh planet, mencoba mengubah orbit Bumi untuk menghindari kehancurannya oleh Matahari yang sekarat dan mengembang, serta untuk mencegah tabrakan dengan Jupiter. … Skenario kiamat kosmik seperti itu mungkin suatu hari nanti benar-benar terjadi. Dalam waktu sekitar 5 miliar tahun, Matahari kita akan kehabisan bahan bakar untuk reaksi termonuklir, ia akan mengembang dan kemungkinan besar akan menelan planet kita. Tentu saja, bahkan lebih awal kita semua akan mati karena kenaikan suhu global, tetapi mengubah orbit bumi mungkin memang solusi yang tepat untuk menghindari bencana, setidaknya dalam teori.
Tetapi bagaimana umat manusia dapat mengatasi tugas rekayasa yang sangat kompleks seperti itu? Insinyur sistem luar angkasa Matteo Ceriotti dari University of Glasgow telah membagikan beberapa kemungkinan skenario di halaman The Conversetion.
Misalkan tugas kita adalah memindahkan orbit Bumi, menjauhkannya dari Matahari sekitar setengah jarak dari lokasinya saat ini, kira-kira ke tempat Mars sekarang. Badan antariksa terkemuka di seluruh dunia telah lama mempertimbangkan dan bahkan mengerjakan gagasan untuk memindahkan benda-benda langit kecil (asteroid) dari orbitnya, yang di masa depan akan membantu melindungi Bumi dari dampak eksternal. Beberapa opsi menawarkan solusi yang sangat merusak: ledakan nuklir di dekat asteroid atau di permukaannya; penggunaan "penabrak kinetik", yang perannya, misalnya, dapat dimainkan oleh pesawat ruang angkasa yang bertujuan bertabrakan dengan objek dengan kecepatan tinggi untuk mengubah lintasannya. Tetapi sejauh menyangkut Bumi, opsi ini pasti tidak akan berfungsi karena sifatnya yang merusak.
Dalam rangka pendekatan lain, diusulkan untuk menarik asteroid dari lintasan berbahaya dengan bantuan pesawat ruang angkasa, yang akan bertindak sebagai kapal tunda, atau dengan bantuan pesawat ruang angkasa yang lebih besar, yang karena gravitasi mereka, akan menarik benda berbahaya dari Bumi. Sekali lagi, ini tidak akan berhasil dengan Bumi, karena massa benda tidak akan bisa dibandingkan sama sekali.
Motor listrik
Anda mungkin akan melihat satu sama lain, tetapi kami telah menggusur Bumi dari orbit kami untuk waktu yang lama. Setiap kali probe lain meninggalkan planet kita untuk mempelajari dunia lain di tata surya, roket pembawa yang membawanya menciptakan impuls kecil (pada skala planet, tentu saja) dan bekerja di Bumi, mendorongnya ke arah yang berlawanan dengan gerakannya. Contohnya adalah tembakan dari senjata dan recoil yang dihasilkan. Untungnya bagi kami (tapi sayangnya untuk "rencana kami untuk menggeser orbit Bumi"), efek ini hampir tidak terlihat oleh planet ini.
Video promosi:
Saat ini, roket dengan performa paling tinggi di dunia adalah American Falcon Heavy dari SpaceX. Tetapi kita membutuhkan sekitar 300 triliun peluncuran kapal induk ini dengan muatan penuh untuk menggunakan metode yang dijelaskan di atas untuk memindahkan orbit Bumi ke Mars. Selain itu, massa bahan yang dibutuhkan untuk membuat semua roket ini akan setara dengan 85 persen massa planet itu sendiri.
Penggunaan motor listrik, khususnya motor ionik, yang melepaskan aliran partikel bermuatan, yang menyebabkan terjadinya percepatan, akan menjadi cara yang lebih efektif untuk memberikan percepatan pada massa. Dan jika kita memasang beberapa mesin seperti itu di satu sisi planet kita, wanita Bumi kita yang lama benar-benar dapat melakukan perjalanan melalui tata surya.
Benar, dalam hal ini, mesin dengan dimensi yang sangat besar akan dibutuhkan. Mereka perlu dipasang di ketinggian sekitar 1000 kilometer di atas permukaan laut, di luar atmosfer bumi, tetapi pada saat yang sama dipasang dengan aman ke permukaan planet sehingga gaya dorong dapat disalurkan ke sana. Selain itu, bahkan dengan berkas ion yang dikeluarkan dengan kecepatan 40 kilometer per detik ke arah yang diinginkan, kita masih perlu mengeluarkan setara dengan 13 persen massa Bumi sebagai partikel ionik untuk memindahkan 87 persen massa planet yang tersisa.
Layar ringan
Karena cahaya membawa momentum tetapi tidak memiliki massa, kita juga dapat menggunakan berkas cahaya yang terfokus dan terus menerus yang sangat kuat, seperti laser, untuk menggantikan planet. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk menggunakan energi Matahari itu sendiri, tanpa menggunakan massa Bumi itu sendiri dengan cara apa pun. Tetapi bahkan dengan fasilitas laser 100 gigawatt yang sangat kuat, yang rencananya akan digunakan dalam proyek peakthrough Starshot, di mana para ilmuwan ingin mengirim pesawat luar angkasa kecil ke bintang terdekat ke sistem kami menggunakan sinar laser, kami akan membutuhkan tiga triliun tahun pulsa laser berkelanjutan untuk untuk mencapai tujuan perubahan orbit kami.
Sinar matahari dapat dipantulkan langsung dari layar surya raksasa yang akan berada di luar angkasa tetapi berlabuh ke Bumi. Dalam kerangka penelitian sebelumnya, para ilmuwan telah menemukan bahwa ini membutuhkan piringan reflektif yang 19 kali diameter planet kita. Tetapi dalam kasus ini, untuk mencapai hasil, Anda harus menunggu sekitar satu miliar tahun.
Biliar antarplanet
Opsi lain yang memungkinkan untuk memindahkan Bumi dari orbitnya saat ini adalah metode pertukaran momentum yang terkenal antara dua benda berputar untuk mengubah percepatannya. Teknik ini juga dikenal sebagai bantuan gravitasi. Metode ini cukup sering digunakan dalam misi penelitian antarplanet. Misalnya, pesawat ruang angkasa Rosetta yang mengunjungi komet 67P pada 2014-2016, sebagai bagian dari perjalanan sepuluh tahun ke objek studi, menggunakan bantuan gravitasi mengelilingi Bumi dua kali, pada 2005 dan 2007.
Akibatnya, medan gravitasi bumi setiap kali meningkatkan akselerasi ke Rosetta, yang tidak mungkin dicapai dengan penggunaan mesin peralatan itu sendiri. Bumi juga menerima momentum percepatan yang berlawanan dan sama dalam kerangka manuver gravitasi ini, namun, tentu saja, ini tidak memiliki efek yang dapat diukur karena massa planet itu sendiri.
Bagaimana jika kita menggunakan prinsip yang sama, tetapi dengan sesuatu yang lebih masif dari pesawat luar angkasa? Misalnya, asteroid yang sama pasti dapat mengubah lintasannya di bawah pengaruh gravitasi bumi. Ya, pengaruh timbal balik satu kali di orbit Bumi tidak akan signifikan, tetapi tindakan ini dapat diulang berkali-kali untuk akhirnya mengubah posisi orbit planet kita.
Daerah tertentu di tata surya kita cukup padat "dilengkapi" dengan banyak benda langit kecil, seperti asteroid dan komet, yang massanya cukup kecil untuk menarik mereka lebih dekat ke planet kita menggunakan teknologi yang tepat dan cukup realistis dalam hal perkembangan.
Dengan kesalahan perhitungan lintasan yang sangat hati-hati, sangat mungkin untuk menggunakan apa yang disebut metode "perpindahan-delta-v", ketika benda kecil dapat dipindahkan dari orbitnya sebagai akibat dari pendekatan yang dekat ke Bumi, yang akan memberikan momentum yang jauh lebih besar ke planet kita. Semua ini, tentu saja, terdengar sangat keren, tetapi penelitian sebelumnya telah dilakukan yang menetapkan bahwa dalam kasus ini kita akan membutuhkan jutaan jalur asteroid yang begitu dekat, dan masing-masing harus terjadi dalam selang waktu beberapa ribu tahun, jika tidak kita akan terlambat pada saat itu. ketika Matahari mengembang sedemikian rupa sehingga kehidupan di Bumi menjadi mustahil.
kesimpulan
Dari semua opsi yang dijelaskan hari ini, menggunakan beberapa asteroid untuk bantuan gravitasi tampaknya paling realistis. Namun, di masa depan, penggunaan cahaya mungkin bisa menjadi alternatif yang lebih cocok, tentunya jika kita belajar bagaimana membuat struktur kosmik raksasa atau sistem laser yang super dahsyat. Bagaimanapun, teknologi ini mungkin juga berguna untuk eksplorasi ruang angkasa kita di masa depan.
Namun, terlepas dari kemungkinan teoritis dan kemungkinan kelayakan praktis di masa depan, bagi kita, mungkin pilihan yang paling cocok untuk keselamatan adalah pemukiman kembali ke planet lain, misalnya, Mars yang sama, yang dapat bertahan dari kematian Matahari kita. Bagaimanapun, umat manusia telah lama melihatnya sebagai rumah kedua yang potensial bagi peradaban kita. Dan jika Anda juga mempertimbangkan betapa sulitnya menerapkan gagasan perpindahan orbit Bumi, menjajah Mars dan kemungkinan membentuk terraforming untuk memberi planet tampilan yang lebih layak huni mungkin tidak tampak seperti tugas yang sulit.
