Dobra, patrz, oni wiedzieć ich gazeta jest trochę… na zewnątrz.

Ale co ma zrobić grupa fizyków, gdy pandemia zatrzymuje świat, jeśli nie pracować nad czymś „szaleńczo teoretycznym”, jak to ujęli? I niewiele jest rzeczy lepiej opisanych jako takie niż miasto na asteroidzie.

Jeszcze bardziej szalony: wpadli na pomysł, który ich zdaniem — a matematyka mówi — może zadziałać (jeśli kiedykolwiek będziemy w stanie to zrobić).

„Nasz artykuł żyje na granicy nauki i fantastyki naukowej” — powiedział profesor fizyki i astronomii Uniwersytetu w Rochester (i felietonista Big Think 13.8) Adam Frank. „Przyjmujemy pomysł science fiction, który był ostatnio bardzo popularny – w programach telewizyjnych, takich jak The Expanse firmy Amazon – i oferujemy nową ścieżkę wykorzystania asteroidy do budowy miasta w kosmosie”.

Naukowcy z University of Rochester wymyślili sposób na zbudowanie miasta na asteroidzie.

Obracasz mnie w kółko: Wyobraź sobie kosmiczną osadę, marzenie Bezosów i Piżmów tego świata. Jeśli oglądasz wystarczająco dużo filmów science fiction, prawdopodobnie wyobrażasz sobie obracającą się masę, której stały, precyzyjnie kontrolowany ruch tworzy symulowaną grawitację dla jej mieszkańców.

Taka ruchoma metropolia nazywana jest „cylindrem O’Neilla” na cześć fizyka Gerarda O’Neilla, który zaprojektował je na zlecenie NASA w latach 70. XX wieku. Od momentu powstania cylinder O’Neilla stał się jednym z najpopularniejszych pomysłów na miasto kosmiczne, pojawiał się w wielu utworach science fiction, a nawet był reklamowany przez obecne postacie nowej ery kosmicznej. (Jeff Bezos zachwalał ich użycie, przyciągając humorystyczną naganę od Elona Muska, który uznał ten pomysł za „jak próba zbudowania USA na środku Oceanu Atlantyckiego”).

Jedną z największych przeszkód w tworzeniu cylindrów O’Neill byłby sam koszt ich budowy. Transport materiałów budowlanych — i siły roboczej — z Ziemi w kosmos byłby niezwykle kosztowny.

Częściowym rozwiązaniem mogłoby być zbudowanie miasta na asteroidzie, wykorzystując istniejące już skaliste ciała, budując na nich, a następnie wprawiając je w ruch obrotowy.

„Wszystkie te latające góry wirujące wokół słońca mogą zapewnić szybszą, tańszą i skuteczniejszą drogę do kosmicznych miast” – powiedział Frank. Ich obfitość i warstwa skalna, która może chronić przed promieniowaniem kosmicznym, dodatkowo czynią miasto asteroidy atrakcyjnym kandydatem.

Ale zespół znalazł problem również z tym planem podczas obliczeń matematycznych: asteroidy rozpadną się na długo, zanim osiągną prędkość potrzebną do utrzymania stóp na ziemi. Co więcej, większość asteroid to mniej „kawałek skały” niż „luźno ułożony stos kamieni”.

Ich odpowiedź: gigantyczna torba. W szczególności gigantyczna, elastyczna i lekka torba siatkowa wykonana z nanowłókien węglowych.

W torbie: Frank i inni koledzy i studenci U of R, Peter Miklavčič, Alice Quillen, John Siu, Esteban Wright, Alex Debrecht i Hesam Askari, postanowili zwrócić uwagę na problem podczas zamknięcia z powodu COVID-19.

„Ten projekt rozpoczął się jako sposób, w jaki fizycy i inżynierowie mogli się odprężyć, odłożyć na chwilę światowe stresy i wyobrazić sobie coś szalonego” – powiedział Miklavčič, pierwszy autor badania.

Przeprowadzając obliczenia różnych sił i materiałów potrzebnych do zbudowania miasta na asteroidzie za pomocą różnych technik, wpadli na możliwe — choć naukowo-fantastyczne — rozwiązanie.

Ich odpowiedź, opublikowana w Granice w astronomii i naukach o kosmosie (zaiste granice!), to gigantyczna torba.

W szczególności gigantyczna, elastyczna i lekka siatkowa torba wykonana z nanowłókien węglowych – rur o średnicy zaledwie kilku atomów – każda z wytrzymałością, która przeczy ich niewielkim rozmiarom.

Subskrybuj sprzeczne z intuicją, zaskakujące i wpływowe historie dostarczane do Twojej skrzynki odbiorczej w każdy czwartek

„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” – powiedział Miklavčič. A nanorurki węglowe są obecnie opracowywane w laboratoriach na całym świecie z myślą o skali, zauważył Miklavčič.

Pomysł może wyglądać mniej więcej tak: Zakrywasz asteroidę w torbie. Ustawiasz obracającą się asteroidę, aby stworzyć grawitację. W wyniku tego torba łapie wyrzucany gruz, tworząc warstwę skały wystarczająco grubą, aby chronić przed promieniowaniem, a ty masz zestaw dla swojego miasta na asteroidach.

Łatwe, prawda?

„Na podstawie naszych obliczeń, asteroida o średnicy 300 metrów, w odległości zaledwie kilku boisk piłkarskich, może zostać rozszerzona do cylindrycznego siedliska kosmicznego o powierzchni mieszkalnej około 22 mil kwadratowych” – powiedział Frank. „To mniej więcej wielkość Manhattanu”.

„Nasza gazeta żyje na granicy nauki i fantastyki naukowej”.

ADAMA FRANKA

Spekulacje futurystów: Oczywiście, wszystko to jest więc daleko w dół szczupaka, który trudno sobie wyobrazić inaczej niż fantazja. Ale ich badania wydają się wskazywać, że budowa tego rodzaju miasta na asteroidzie jest możliwe — chociaż to, czy kiedykolwiek będziemy w stanie tego spróbować, to inna kwestia.

„Idea miast na asteroidach może wydawać się zbyt odległa, dopóki nie zdasz sobie sprawy, że w 1900 roku nikt nie latał samolotem, a jednak w tej chwili tysiące ludzi siedzi wygodnie na krzesłach, pędząc z prędkością setek mil na godzinę, wiele mil nad ziemią. ziemię — powiedział Franek.

„Miasta kosmiczne mogą się teraz wydawać fantazją, ale historia pokazuje, że mniej więcej stulecie postępu technologicznego może sprawić, że rzeczy niemożliwe staną się możliwe”.