Kas yra ir kam būtų naudojama Dysono sfera

Baigėsi devintasis dr. Kastyčio Zubovo rašomo tinklaraščio „Konstanta 42“, mokslo populiarinimo laidos „Mokslo sriuba“ ir portalo Lrytas.lt rengtas mokslo populiarinimo konkursas. Dalinamės penkioliktuoju konkurso darbu – Raseinių Šaltinio gimnazijos septintokės Elzės Rauličkytės rašiniu apie Dysono sferą.

 Dysono sfera – tai projektas, kurį įvykdžius, bus galima gauti energijos tiesiai iš Saulės.<br> 123rf iliustr.
 Dysono sfera – tai projektas, kurį įvykdžius, bus galima gauti energijos tiesiai iš Saulės.<br> 123rf iliustr.
 Dysono sferos pavyzdys.<br> E. Rauličkytės iliustr.
 Dysono sferos pavyzdys.<br> E. Rauličkytės iliustr.
Daugiau nuotraukų (2)

Lrytas.lt

May 24, 2022, 9:34 AM

Visame pasaulyje technologijos žengia į priekį. Nuo tada, kai 1903 metais žmonės pirmą kartą lėktuvais pakilo į orą, buvo pradėta domėtis, kaip galėtume pakilti vis aukščiau virš Žemės paviršiaus.

1961 m. į kosmosą pakilo pirmasis žmogus, 1969 m. JAV astronautai išsilaipino Mėnulyje. Kaip sakė Neilas Armstrongas, tai „mažas žingsnelis žmogui, bet milžiniškas šuolis žmonijai“. Nuo tada žmonijos horizontai vis labiau plečiasi. Žmonių skaičius didėja, jau ir dabar vos užtenka Žemės resursų, todėl pradėta žvalgytis į kosmosą.

Yra kompanijų, kurios planuoja siųsti žmones į Marsą. Taip pat mokslininkai turi daugybę sumanymų, kaip išsikelti iš Žemės ribų. Tam reikalinga raketų mokslo pažanga. Dideliems atradimams reikalingas milžiniškas energijos kiekis. Viena iš tokių didelių idėjų yra Mėnulio kolonizavimas, kuris būtų kitų žmonijos apsigyvenimų kosmoso platybėse pradžia.

Mėnulyje yra gausybė naudingųjų iškasenų, jas būtų galima naudoti statant bazes kosmoso erdvėje. Taip pat Mėnulis yra puiki vieta išbandyti dizainus kitoms kosmoso kolonijoms, kurias reikės apsirūpinti daugeliu dalykų – tokiais kaip žemiškų sąlygų užtikrinimu kosmoso gyventojams, industrija, statybomis, socialiniais dalykais ir energija. Mėnulis būtų puiki medžiagų gavybos vieta ir taip pat įkvėptų dizainus Marso bazėms bei gyvenvietėms kosmoso erdvėje.

Šiame straipsnyje mes gilinsimės į energijos gavybą ir kosminius megaprojektus. Mokslininkai turi idėjų, kaip kosmose gauti energijos. Viena iš jų idėjų yra Dysono sfera. Šią idėją pasiūlė amerikiečių fizikas ir matematikas Freemanas Dysonas. Jis sugalvojo daugybę idėjų savo srityse, bet žinomiausia iš jo idėjų yra Dysono sfera. Ši mokslininko idėja yra hipotetinė konstrukcija, skirta patenkinti masyviam energijos poreikiui. Dysono sfera padės žmonijai pasiekti dar neregėtas technologines aukštumas, suteikdama praktiškai neribotą kiekį energijos. Pasigilinkime į šios konstrukcijos esmę.

Dysono sfera – tai projektas, kurį įvykdžius, bus galima gauti energijos tiesiai iš Saulės. Dysono sfera turėtų būti sfera statoma apgaubiant Saulę kokiu nors paviršiumi, kuris atspindi šviesą ir šilumą, tai surenkama kolektoriuje, o po to ši energija yra panaudojama kitiems tikslams. Tik bėda tame, kad vientisas apvalkalas gali būti pažeistas kokio nors asteroido – todėl būtų geriau statyti daugybės veidrodžių spiečių. Deja, viskas ne taip paprasta. Tam reikia be galo daug išteklių, energijos ir darbo.

Aišku, kad Dysono sferos statyboms reikia aiškaus plano ir susitarimo. Pasak kanadiečių futuristo George Dvorsky'io, vienas iš būdų, kaip tai padaryti, yra medžiagų šiam megaprojektui gavyba Merkurijuje – nes jis yra arčiausia Saulei planeta. Taip pat Merkurijus turi savyje daug metalų, šioje planetoje nėra atmosferos ir Merkurijaus traukos jėga siekia tik trečdalį Žemės gravitacijos, todėl leisti Dysono sferos detales į Saulę yra geriausia būtent nuo Merkurijaus.

Detalės turi būti ilgai išsilaikančios, nes remontuoti Dysono sferas būtų sudėtinga. Skrydžiai į kosmosą brangūs, remontams reikia sudėtingos technikos, žmogus, kuriam reikėtų remontuoti, turėtų ilgai būti kosminėje erdvėje. Tikiuosi, kad jau darosi aiškiau, kodėl Dysono sferos turi ilgus metus veikti be jokių trikdžių. Taip pat geriausia, jeigu detalės nebrangios – nes megastruktūrai jų reikės daugybės. Iš šių sąlygų galima padaryti išvadą, jog geriausias dizainas Dysono sferos dalims – labai ploni metaliniai veidrodžiai, palaikomi keleto strypų, panašiai kaip aitvarai. Dabar metas pagalvoti, kaip pastatyti tuos veidrodžius į vietą.

Švedų futuristas Andersas Sandbergas siūlo tokį šio megaprojekto statybos planą: Merkurijų kasinėtų robotai, jiems reikėtų priežiūros, todėl robotus prižiūrėtų grupė žmonių. Robotams reikia energijos, todėl orbitoje aplink Merkurijų veiktų keli saulės elementai. Šie prietaisai teiks robotams energijos, kurią jie naudos planetos kasybai ir grunto rafinavimui, kad išgautų metalus. Metalai bus naudojami kuriant plonus veidrodžius, kurie ir bus Saulės orbitoje. Šie veidrodžiai vos tik pagaminti būtų susispaudę, bet paleisti į orbitą išsiskleistų. Veidrodžiai suteiktų energijos pagaminti dar daugiau tokių pat veidrodžių. Taip vykstant gamybos procesui, Dysono sfera galėtų būti užbaigta gana greitai. Kai kurie apžvalgininkai mano, kad šį projektą būtų galima užbaigti per 25 – 50 metų.

Dysono sferomis taip pat domisi mokslininkai, ieškantys kokių nors ženklų iš civilizacijų, esančių už Saulės sistemos ribų. Viena nežemiško intelekto paieška susidomėjusi grupė vadinasi SETI. Ši mokslininkų grupė aktyviai ieško kosminių signalų, kuriuos galėjo paleisti kokia nors nežemiška civilizacija.

Kosminės civilizacijos yra skirstomos pagal Kardaševo skalę, kurią sugalvojo rusų astrofizikas Nikolajus Kardaševas. Skalė iš pradžių turėjo tik tris. Po kiek laiko kai kurie dar išskyrė IV tipą. Kardaševo skalė civilizacijas skirsto pagal tai, kiek jos sunaudoja energijos.

I tipo civilizacijos sugeba pasinaudoti visos savo planetos energija, II tipo gali pasinaudoti savo žvaigždės sistemos teikiama energija, III tipo civilizacijos sugeba gauti energijos iš visos galaktikos, o IV tipo civilizacijos – iš kelių galaktikų.

Šie tipai yra skirstomi dar į tarpinius tipus. Pavyzdžiui, I tipe priskiriamos civilizacijos nuo pirmykščių genčių iki pažangos lygio, kurį galėtumėme pasiekti po kokių kelių šimtų metų. Kuo aukštesnis tipas pagal šią skalę, tuo nesuprantamesni civilizacijų motyvai. Dėl šio teiginio manoma, kad nežemiškų civilizacijų reikėtų ieškoti panašaus tipo į mūsų.

II tipo civilizacijų kol kas dar neradome, bet maždaug tokio tipo civilizacijų geriausia ieškoti. Manoma, kad III ir IV tipo civilizacijų mūsų galaktikoje nėra. Gal tai visai ir į gerą, nes mums nėra trukdžių siekiant šių tipų. Šiuo metu manoma, kad Žemė pagal šią skalę yra 0,7 tipo civilizacija. Dysono sfera padėtų mūsų civilizacijai pasiekti II tipą.

Tikiu, kad šiame amžiuje padarysime daug nuostabių atradimų. Šie atradimai – tai milžiniška žmonijos pažanga. Žmonijos istorija – tai civilizacijos tobulėjimo istorija. Iš pradžių atradome ugnį, po to sugalvojome, kaip išgauti energijos iš vėjo ir vandens judėjimo, vėliau buvo išrasta garo mašina ir taip prasidėjo pramonės perversmas. Žmonės pradėjo vartoti vis daugiau energijos ir galėjo kurti vis didingesnius projektus.

Mes nusileidome ant savo planetos palydovo – ir taip sau įrodėme, kad galime pasiekti neregėtas technologines aukštumas. Mes galime pasiekti I ir II tipą pagal Kardaševo skalę, jeigu pasistengtume remti pažangias technologijas kuriančius žmones, mąstytumėme apie tai, kaip plėtoti kosmoso projektus – tokius kaip asteroidų ir kitų planetų kasybą. Didėjant žinių kiekiui, augtų mūsų progresas – ir tai būtų mums visiems į naudą.

Galėčiau teigti, kad didesnė bėda bus Žemei, kuri nežinia ar suspės su augančiu energijos kiekiu. Tikėkimės, kad šis milžiniškas energijos kiekis bus panaudotas išmintingiems tikslams. Geriausia, jeigu ši gauta energija būtų panaudota kosmoso užkariavimui – tarkime naujų megastruktūrų kūrimui arba kelionėms į kitas žvaigždes. Tikiuosi, kad civilizacija, sugebanti iškasti ir išardyti visą planetą, panaudoti visus tos planetos resursus lengvų ir milžiniškų veidrodžių kūrimui, kokiais apjuostų už gimtąją planetą tris šimtus tūkstančių kartų masyvesnę žvaigždę, turės proto nesusinaikinti neišnaudodama viso savo potencialo tiesiog tapdama nereikšminga, neišmintinga dulkele erdvės ir laiko platybėse.

Šaltiniai:

  1. Wee, 2016: Wee, Alastair. The Dyson Sphere. https://large.stanford.edu/courses/2016/ph240/wee1/
  2. Dvo0rsky, 2012: Dvorsky, George. How to build a Dyson sphere in five (relatively) easy steps. https://www.sentientdevelopments.com/2012/03/how-to-build-dyson-sphere-in-five.html
  3. Sandberg, 2012: Sandberg, Anders. Dyson Sphere FAQ. https://www.aleph.se/Nada/dysonFAQ.html
  4. Darling, 2001: Darling, David. Kardashev civilizations https://www.daviddarling.info/encyclopedia/K/Kardashevciv.html
  5. Shostak, 2009: Shostak, Seth. When Will We Find the Extraterrestrials? https://web.archive.org/web/20150415115307/https://archive.seti.org/pdfs/Shostak-spring2009-EnS.pdf
  6. Osmanov, 2015: Osmanov, Z. On the search for artificial Dyson-like structures around pulsars. International Journal of Astrobiology. https://www.cambridge.org/core/journals/international-journal-of-astrobiology/article/on-the-search-for-artificial-dysonlike-structures-around-pulsars/F81897B07199173A573226D4DC8B77A7
  7. Hollingham, 2015: Hollingham, Richard. The new head of the European Space Agency has a plan – for humanity to build a ‘village on the Moon’. Richard Hollingham asks him why. https://www.bbc.com/future/article/20150712-should-we-build-a-village-on-the-moon
  8. Cao, 2020: Cao, Sissi. Elon Musk Reveal’s SpaceX’s Timeline for Landing Humans On Mars. https://observer.com/2020/12/elon-musk-says-spacex-will-land-humans-on-mars-in-a-few-years-if-theyre-lucky/
  9. Johnson, Holbrow, 1977: Johnson, Richard D.; Holbrow, Charles. Space Settlements: A Design Study. https://web.archive.org/web/20091214010802/https://settlement.arc.nasa.gov/75SummerStudy/Table_of_Contents1.html
  10. Paez, 2018: Paez, Danny. On kardashev scale of alien advancement, humans rank pathetically low https://www.inverse.com/article/40830-kardashev-scale-alien
  11. Nuotraukos šaltinis: By Original uploader was Vedexent at en.wikipedia, converted to png by Falcorian – Originally from en.wikipedia; description page is/was here., CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7526957.
  12. Video anglų kalba: Šaltiniais paremtas vaizdo klipas apie Dysono sferą: https://www.youtube.com/watch?v=pP44EPBMb8A
  13. Šaltiniais paremtas vaizdo klipas apie Kardaševo skalę: https://www.youtube.com/watch?v=rhFK5_Nx9xY.

UAB „Lrytas“,
Gedimino 12A, LT-01103, Vilnius.

Įm. kodas: 300781534
Įregistruota LR įmonių registre, registro tvarkytojas:
Valstybės įmonė Registrų centras

lrytas.lt redakcija news@lrytas.lt
Pranešimai apie techninius nesklandumus webmaster@lrytas.lt

Atsisiųskite mobiliąją lrytas.lt programėlę

Apple App Store Google Play Store

Sekite mus:

Visos teisės saugomos. © 2022 UAB „Lrytas“. Kopijuoti, dauginti, platinti galima tik gavus raštišką UAB „Lrytas“ sutikimą.