Seil For Solen

Ingenting i universet er statisk.

I Melkeveien kretser milliarder av stjerner rundt

Det galaktiske sentrum.

Noen, slik som vår sol, er ganske konsekvente og holder en avstand på rundt 30 000 lysår fra det galaktiske sentrum, og fullfører en syklus hvert 230 millioner år. Denne dansen er ikke en ryddig ballett. Mer som en skøytebane fylt med berusede småbarn. Dette kaoset gjør galaksen farlig. Vårt sol-nabolag er i stadig endring, med stjerner som beveger seg hundevis av kilometer hvert sekund. Kun de store avstandene mellom gjenstander beskytter oss mot farene der ute. Men vi kan bli uheldige i fremtiden. På et tidspunkt, kan vi støte på en stjerne som blir en supernova eller en massiv gjenstand som reiser forbi og peprer Jorden med asteroider. Hvis noe slikt skulle skje vil vi sannsynligvis vite om det tusenvis, om ikke millioner, av år i forveien.

Men vi vil fremdeles ikke kunne gjøre mye med det. Med mindre vi flytter hele vårt solsystem ut av veien. For å flytte på solsystemet trenger vi en stjernemotor. En megastruktur som brukes til å styre en stjerne gjennom galaksen. Det er en sånn ting som kan bygges av en avansert sivilisasjon med Dysonsfære-Nivå-teknologi, som tenker på at deres millionervis av år fremover. Men hvordan er det mulig flytte hundretusenvis av objekter i solsystemet? Den gode nyheten er at vi kan ignorere alt det. Vi trenger bare å bevege Solen. Alt det andre holder seg i nærheten på grunn av tyngdekraften og vil følge den uansett hvor den bestemmer seg for å dra. Det er mange ideer om hvordan en stjernemotor kan se ut og hvordan den vil fungere. Vi har valgt to, basert på vår nåværende forståelse av fysikk, som teoretisk sett kan bygges.

Den enkleste stjernemotoren er Shkadov-, som er et gigantisk speil. Den fungerer på samme måte som en rakett. Akkurat som rakettdrivstoff, lager fotonene, som frigjøres som solstråling, fart. Ikke mye, men litt. For eksempel, hvis en astronaut skrur på en lommelykt i verdensrommet, vil det skyve dem bakover veldig veldig sakte. En stjernemotor vil fungere litt bedre enn en lommelykt, fordi solen produserer mange fotoner. Den grunnleggende ideen til Shkadov-thrusteren er å reflektere opptil halvparten av solstrålingen for å skape skyvekraft, og sakte skyve sola dit vi vil at den skal være. For at Shikadov-thrusteren skal fungere, må den holdes på samme sted og ikke kretse rundt solen. Selv om Solens tyngdekraft vil prøve å trekke den inn, vil den bli støttet av strålingstrykket som holder speilet oppe. Dette betyr at speilet må være veldig lett.

Laget av mikrotynt reflekterende folie fra materialer som aluminiumslegeringer. Speilets form er også viktig. Å innhylle solen i et gigantisk sfærisk skall vil ikke fungere, fordi det vil fokusere lyset tilbake til Solen, varme den opp og skape alle slags ubehagelige problemer. I stedet bruker vi en parabol, som sender de fleste fotonene rundt solen og i samme retning, noe som maksimerer skyvkraften. For å forhindre at man brenner eller fryser Jorda ved et uhell med for mye eller for lite sollys er det eneste trygge stedet å bygge en Shkadov-thruster over solens poler.

Dette betyr at vi bare kan bevege

Solen vertikalt i solsystemet og én retning i melkeveien, noe som begrenser reisealternativene våre litt.

Men det er i grunnen alt. For en sivilisasjon som er i stand til å bygge en Dyson-Sfære, er dette en relativt enkel problemstilling. Ikke komplisert. Bare veldig vanskelig å bygge.

Med full styrke kan solsystemet antagelig flyttes med rundt hundre lysår i løpet av 230 millioner år. I løpet av noen få milliarder år gir det oss nær fullstendig kontroll over solens bane i galaksen. Men på kort sikt er dette kanskje ikke raskt nok til å unngå en dødelig supernova. Derfor mener vi at vi kan gjøre det bedre. Det gjorde han å han skrev en artikkel om det som er publisert i en faglig vurdert tidsskrift. Det ligger i kildedokumentet vårt. Vi kommer til å kalle vår nye stjernemotor for Caplan-thrusteren. Det fungerer nokså likt som en tradisjonell rakett: Den skyter eksos den ene veien for å skyve seg selv den andre. Det er en stor romstasjonsplattform drevet av en Dyson-sfære som samler opp materie fra Solen for å drive atomfusjon.

Den skyter ut en veldig rask stråle med partikler, med nesten 1 prosent lysets hastighet, ut av solsystemet. Enda en jetmotor skyver Solen som en slepebåt. Caplan-thrusteren krever mye drivstoff. Millioner av tonn per sekund. For å samle dette drivstoffet bruker thrusteren vår veldig store elektromagnetiske felt for å trakte hydrogen og helium fra solvinden inn i motoren. Solvinden i seg selv gir imidlertid ikke nok drivstoff, og det er der Dyson-sfæren kommer inn. Ved å bruke sin kraft kan sollys fokuseres tilbake til Solas overflate. Dette varmer opp små regioner til ekstreme temperaturer, og løfter milliarder av tonn med masse fra Sola. Denne massen kan samles opp og separeres som hydrogen og helium. Heliumet brennes eksplosivt i termonukleære fusjonsreaktorer.

En jetstrøm av radioaktivt oksygen med en temperatur på nesten en milliard grader blir skutt ut og blir den viktigste fremdriftskilden fra vår stjernemotor. For å forhindre at motoren krasjer i Sola, må den balansere seg selv. For å gjøre dette akselererer vi det innsamlede hydrogenet med magnetiske felt ved hjelp av partikkelakseleratorer og skyter en jetstrøm tilbake mot Solen. Dette balanserer thrusteren og overfører drivkraften til motoren vår tilbake til Solen. På så lite som én million år kan denne motoren bevege Solen med 50 lysår. Mer enn nok til å unngå en supernova. Med full styrke kan solsystemet omdirigeres sin galaktiske bane fullstendig i løpet av 10 millioner år. Men vent. Vil ikke Sola bli brukt opp på denne måten? Heldigvis er Sola så massiv at t.o.m milliarder av tonn materiale vil knapt skumme fløten. Faktisk, så vil denne megastrukturen forlenge Solens levetid, siden stjerner med mindre masse brenner saktere og solsystemet holder seg beboelig i mange milliarder år til.

Med en Caplan-thruster kan vi gjøre hele solsystemet om til vårt eget romskip. For eksempel ved å gå i bane bakover i galaksen og kolonisere hundrevis eller tusenvis av stjerner når vi passerer forbi dem. Det kan t.o.m være mulig å unnslippe galaksen helt og utvide seg utenfor Melkeveien. Stjernemotorer er den typen maskiner som bygges av sivilisasjoner som ikke tenker framover pr år eller tiår. Men eoner. Siden vi vet at Solen vår vil dø en dag kan en stjernemotor tillate de langveis fremtidige etterkommere av mennesker å reise til andre stjerner uten noen gang å måtte våge seg inn i den skremmende mørke avgrunnen av det interstellare rommet. Inntil vi bygger en stjernemotor, så flyter vi avgårde og støter på alt som er i det galaktiske havet.