บางคนอบขนมปังมากเกินไประหว่างการกักกัน คนอื่นๆ ได้รวบรวมทีมนักวิทยาศาสตร์และพบวิธีปฏิบัติในการเปลี่ยนดาวเคราะห์น้อยให้เป็นที่อยู่อาศัยในอวกาศโดยการพลิกพวกมันออกด้านในและสร้างวงแหวนเมืองขนาดใหญ่ที่หมุนวนขนาดเท่าแมนฮัตตัน
ในกลุ่มที่สองคือทีมนักวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ ซึ่งหันมาสนใจบทความ “เชิงทฤษฎีบ้าๆ” ที่ตีพิมพ์ในวารสารในปัจจุบัน พรมแดนในดาราศาสตร์และอวกาศ. ความท้าทายที่พวกเขาตั้งขึ้นเอง: วิธีสร้างที่อยู่อาศัยในอวกาศขนาดเท่าเมืองที่มนุษย์สามารถอาศัยอยู่ได้อย่างถาวร โดยไม่ต้องมีพื้นที่กว้างใหญ่ไพศาลและความยุ่งยากในการส่งวัสดุทั้งหมดจากโลกขึ้นสู่อวกาศ
ทีมสรุปได้ว่าดาวเคราะห์น้อยเป็นตัวแทนของกลุ่มวัตถุขนาดใหญ่: “ภูเขาที่บินได้ทั้งหมดที่โคจรรอบดวงอาทิตย์สามารถให้เส้นทางที่เร็วกว่า ถูกกว่า และมีประสิทธิภาพมากกว่าไปยังเมืองอวกาศ” อดัม แฟรงก์ ผู้เขียนร่วมและศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์กล่าว ปัญหาคือมันไม่ใหญ่พอที่จะให้แรงดึงดูดที่เป็นประโยชน์ มันเป็นเรื่องใหญ่ ระยะเวลานานในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์หรือต่ำทำให้เกิดปัญหาสุขภาพหลายอย่างในนักบินอวกาศ ทีมงานจึงตัดสินใจเลือกขั้นต่ำ 0.3 กรัม ซึ่งเป็นหนึ่งในสามของปริมาณที่คุณจะได้สัมผัสบนดาวอังคารหรือน้อยกว่านั้นมาก
ในการสร้างแรงโน้มถ่วง คุณอาจขุดดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดพอเหมาะและใช้แรงเหวี่ยงหมุนมันเหมือนสถานีวงแหวนเพื่อสร้างดาวเคราะห์น้อยดวงนั้นที่มีขนาด 0.3 กรัม จากนั้นคุณสามารถสร้างเมืองของคุณทั้งหมดภายในดาวเคราะห์น้อยที่กำลังหมุนอยู่ แน่นอนว่าที่นั่นจะมืด แต่หินจะปกป้องผู้คนจากรังสีในอวกาศที่เป็นอันตราย หากดาวเคราะห์น้อยสร้างจากหินแข็งที่มีความต้านทานแรงดึงสูงทั้งหมด ก็อาจมีโอกาสที่จะได้ผล
แต่ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่ไม่ใช่หินแข็ง อย่างน้อยก็ไม่ใช่ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่ในระบบสุริยะของเรา ทีมงานได้ศึกษาองค์ประกอบของ “ภูเขาบินได้” ในท้องถิ่น และพบว่าส่วนใหญ่เป็นกองเศษหินหรืออิฐขนาดใหญ่ไม่มากก็น้อย การรวมตัวกันของหินขนาดต่างๆ ล้างและหมุนหนึ่งในนั้น “พื้น” ที่คุณพยายามสร้างภายในดาวเคราะห์น้อยจะถูกโยนขึ้นไปในอวกาศและถูกทำลาย
แล้วพวกเขาจะสร้างเมืองที่เป็นมิตรต่อมนุษย์บนกองขยะอวกาศได้อย่างไร? พวกเขาตัดสินใจที่จะติดมันบนกระเป๋าใบใหญ่ เคสทรงกระบอกขนาดใหญ่กว่าตัวดาวเคราะห์น้อยเล็กน้อย ทำจากตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์นาโนที่ยืดหยุ่น เบาเป็นพิเศษ และแข็งแรงเป็นพิเศษ Peter Miklavčič ผู้เขียนนำและผู้สมัครระดับปริญญาเอกกล่าวว่า “นี่จะมีน้ำหนักเบามากเมื่อเทียบกับมวลของเศษซากดาวเคราะห์น้อยและที่อยู่อาศัย แต่ก็ยังแข็งแกร่งพอที่จะยึดทุกอย่างไว้ด้วยกัน ยังดีกว่า ท่อนาโนคาร์บอนกำลังได้รับการพัฒนาในปัจจุบัน พวกเขาสนใจที่จะปรับขนาด เพิ่มการผลิตเพื่อใช้ในการใช้งานขนาดใหญ่ขึ้น”
ทีมงานตัดสินใจสร้างแบบจำลองกระบวนการรอบๆ ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กจิ๋ว เบ็นนูรัศมี 300 ม. (984 ฟุต) มันถูกห่อด้วยถุงนาโนไฟเบอร์ที่มีรัศมีเริ่มต้นใหญ่พอที่จะล้อมรอบดาวเคราะห์น้อยได้ แต่ได้รับการออกแบบให้ขยายตามทิศทางของหีบเพลงได้จนถึงรัศมีประมาณ 3 กม. (1.86 ไมล์) โดยมีข้อต่อการขยายตัวที่ดูดซับพลังงานอยู่ในโครงสร้าง
จากนั้นก็ถึงเวลาที่จะเริ่มผ่าดาวเคราะห์น้อยและหันกลับด้าน ทีมงานสรุปว่าสิ่งนี้เป็นไปได้โดยใช้ลูกบอลพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดอยู่บนพื้นผิวด้านนอกของตาข่ายกักกัน ซึ่งจะจับชิ้นส่วนของเศษดาวเคราะห์น้อยโดยใช้สายพานลำเลียงหรือสกรูของอาร์คิมิดีสและปล่อยพวกมันออกไปในอวกาศ ทำให้เกิดแรงบิด บนมวลของดาวเคราะห์น้อยข้างใน
มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์
ทีมงานสร้างสูตรเพื่อกำหนดระยะเวลาที่จะหมุนสิ่งนี้ โดยพิจารณาจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่ จำนวนก้อนกรวดที่คุณมี และเศษหินก้อนใหญ่ที่คุณโยนไป ความเร็วที่คุณต้องการสำหรับแรงโน้มถ่วงเทียมที่เป็นประโยชน์ ทีมงานเห็นว่าเป็นไปได้จริงที่จะเร่งตัวอย่างขนาด Bennu ภายในเวลาไม่กี่เดือน
ณ จุดนี้ ดาวเคราะห์น้อยจะหมุนเร็วพอ และพื้นผิวของมันจะถูกบังคับกับถุงนาโนไฟเบอร์ภายใต้แรงเหวี่ยง และวิศวกรสามารถเริ่มปล่อยถุงเพื่อให้มันขยายตัวออกไปด้านนอกในลักษณะที่ควบคุมได้ โดยชั้นของเศษซากจะถูกผลักออกไป . กระเป๋าทุกที่ เมื่อถึงรัศมี 3 กม. กระเป๋าจะตึง และนี่คือวงแหวนที่หมุนเร็วพอที่จะสร้างแรงโน้มถ่วงที่มีประโยชน์โดยมีชั้นหินเป็นชั้นลึกประมาณ 2 เมตร (6.6 ฟุต) ลึกพอที่จะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่มีประโยชน์ สำหรับการฉายรังสีในอวกาศ
“ตามการคำนวณของเรา” แฟรงก์กล่าว “ดาวเคราะห์น้อยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 ฟุต ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่สนามฟุตบอลสามารถขยายเป็นที่อยู่อาศัยในอวกาศทรงกระบอกที่มีพื้นที่ประมาณ 22 ตารางไมล์ (56.9 ตารางกิโลเมตร) ซึ่งมีขนาดประมาณ แมนฮัตตัน.”
ทีมงานพบว่าแม้ว่าคุณจะเริ่มต้นด้วยดาวเคราะห์น้อยที่มีรัศมี 500 เมตร (0.3 ไมล์) “แรงตึงวงแหวน” ที่วางบนตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์นาโนจะ “อยู่ในช่วงของวัสดุก่อสร้างส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบัน” มันเร็วพอที่จะให้แรงโน้มถ่วงเทียมเทียบเท่าโลก 1 กรัมเต็มแก่คุณ
ใช่แล้ว ทีมงานได้ข้อสรุปว่าการพลิกดาวเคราะห์น้อยในถุงตาข่ายนาโนไฟเบอร์ดูเหมือนจะเป็นวิธีที่ใช้การได้ในการวางรากฐานสำหรับเมืองอวกาศ และดูเหมือนจะเป็นวิธีที่ถูกกว่าและง่ายกว่าการพยายามเปิดระบบทั้งหมดของคุณ วัสดุจากโลก จำไว้ว่าคุณจะต้องส่งเสบียงเพื่อเติมสิ่งก่อสร้าง ระบบช่วยชีวิต สเปซบาร์ และรั้วให้เต็ม .
“เห็นได้ชัดว่า” แฟรงก์กล่าว “จะไม่มีใครสร้างเมืองดาวเคราะห์น้อยในเร็วๆ นี้ แต่เทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการทางวิศวกรรมประเภทนี้ไม่ได้ละเมิดกฎฟิสิกส์ใดๆ แนวคิดเรื่องเมืองดาวเคราะห์น้อยอาจดูเป็นเรื่องไกลตัวจนกระทั่ง คุณตระหนักดีว่าในปี 1900 ไม่มีใครบินโดยเครื่องบิน แต่ตอนนี้ ผู้คนหลายพันคนนั่งอย่างสบายบนเก้าอี้ที่อยู่ห่างออกไปหลายร้อยไมล์เหนือพื้นดิน และเดินทางด้วยความเร็วหลายร้อยไมล์ต่อชั่วโมง เมืองในอวกาศอาจดูเหมือนความฝันในตอนนี้ แต่ประวัติศาสตร์ ได้แสดงให้เห็นว่าหนึ่งศตวรรษของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้สิ่งที่เป็นไปไม่ได้เป็นไปได้”
บทความเปิดให้เข้าถึงได้ในวารสาร พรมแดนด้านดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์อวกาศ.
แหล่งที่มา: มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์
#วธปฏบตในการสรางทอยอาศยในอวกาศ
