Астрофизик усовершенствовал звёздную машину

Астрофизик Мэттью Каплан (Matthew Caplan) из Университета штата Иллинойс (США) придумал новую разновидность звёздной машины.  Речь идет о звездном двигателе, способном перемещать Солнечную систему. Об этом пишет издание Science Alert.

Двигатель Каплана является усовершенствованной версией двигателя Шкадова. Последний представляет собой огромный солнечный парус в виде параболического зеркала, находящегося вблизи звезды. Излучение от светила толкает зеркало, однако огромная масса паруса, притягивающаяся к звезде, компенсирует эту силу, и двигатель остается неподвижным относительно звезды. Поскольку энергия будет излучаться преимущественно в одном направлении, возникнет тяга, и светило начнет медленно перемещаться. Однако в этом случае разгон будет очень медленным, и через миллиард лет скорость достигнет лишь 20 километров в секунду.

Двигатель Каплана состоит из двух компонентов: огромной космической станции и роя Дайсона — массива солнечных панелей вокруг звезды, которые концентрируют в одном направлении солнечный ветер и, таким образом, перемещают водород и гелий из фотосферы на станцию. Термоядерный реактор будет создавать две реактивных струи со скоростью одного процента скорости света. Одна из них состоит из радиоактивного кислорода и двигает все сооружение вперед, а другая, водородная, направлена на звезду и отталкивает ее от станции.

Разгон будет происходить намного быстрее, чем с двигателем Шкадова. За один миллион лет Солнце могло бы переместиться на расстояние 50 световых лет. Это помогло бы избежать катастрофических явлений, губительных для Солнечной системы, например, вспышки близкой сверхновой.

Справка

Звёздные машины — класс гипотетических мегаструктур, которые используют излучение звезды для производства пригодной к использованию энергии. Некоторые их разновидности используют энергию для создания тяги и придания ускорения звезде и её планетной системе в заданном направлении. Построение такой системы позволит отнести её создателей к цивилизации второго типа по шкале Кардашева.

Существуют три разновидности подобных мегаструктур.

Одним из простых примеров звёздной машины является двигатель Шкадова (названный в честь Леонида Михайловича Шкадова, впервые предложившего его конструкцию), или звёздная машина класса A. Такой двигатель представляет собой силовую установку звёздного масштаба, состоящую из огромного зеркала — солнечного паруса достаточно больших размеров, световое давление на который уравновешено гравитационным притяжением звезды. Поскольку давление излучения звезды в результате приобретёт несимметричный характер (то есть в одном из направлений будет излучаться больше энергии), разница в давлении создаёт тягу, и звезда начинает ускоряться в направлении парящего над ней паруса. Такая тяга и ускорение будут крайне небольшими, но такая система может оставаться стабильной в течение тысячелетий. Планетная система звезды будет перемещаться вместе с самой звездой.

Для такой звезды, как Солнце, со светимостью 3,85 × 10²⁶ Вт и массой 1,99 × 10³⁰ килограмм, общая тяга, производимая отражением половины солнечного излучения, будет равна 1,28 × 10¹⁸ ньютонов. За временной промежуток в 1 миллион лет это даст изменение скорости на 20 м/с и удаление от исходной позиции на 0,03 световых года. Через один миллиард лет скорость будет составлять 20 км/с, а удаление от исходной позиции — 34000 световых лет, что немного превышает одну треть ширины галактики Млечный Путь.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.