როგორ ავაგოთ დაისონის სფერო?

მოდი, დაისონის სფერო ავაგოთ!

რატომაც არა?

მზეს გარს შემოვარტყამთ მზის პანელების მასიურ ჯგუფს, კაცობრიობა გადაინაცვლებს კარდაშევის შკალის II ტიპის ცივილიზაციაზე, რომელიც თავისი ვარსკვლავის მიერ გამოყოფილი ენერგიის თითქმის 100%-ს ითვისებს. დაისონის სფერო მოგვაწვდის საჭიროზე გაცილებით მეტ ენერგიას, ამასთან მნიშვნელოვნად გაიზრდება ჩვენი საცხოვრებელი არეალი. გამომდინარე იქიდან, რომ დედამიწაზე ჩვენი რესურსები მცირდება და სანაცვლოდ იზრდება მოთხოვნა ენერგიასა და საცხოვრებელზე, ეს ჩვენი სახეობისთვის ხანგრძლივ პერიოდზე გათვლილი კარგი გეგმაა.

არადამაჯერებლად ჟღერს? მასზე მხოლოდ ჩვენმა შორეულმა შთამომავლებმა უნდა იფიქრონ?

სინამდვილეში ჩვენ უფრო ახლოს ვართ დაისონის სფეროს აგებასთან, ვიდრე გვგონია. უფრო მეტიც, შეგვიძლია ამ პროექტს 25-50 წელში მოვკიდოთ ხელი, პირველი ფაზის დასრულებას კი მხოლოდ რამდენიმე ათწლეული სჭირდება. დიახ, ასეა.

თუმცა პირველ რიგში მოკლედ მიმოვიხილოთ თავად დაისონის სფეროს რაობა.

 

დაისონის სფეროები, გუნდები და ბუშტები

დაისონის სფერო, იგივე დაისონის გარსი, ფიზიკოსისა და ასტრონომის ფრიმან დაისონის გამოგონებაა. 1959 წელს მან გამოაქვეყნა ორგვერდიანი სტატია სათაურით „ინფრაწითელი გამოსხივების ხელოვნური ვარსკვლავური წყაროების ძიება”, რომელშიც აღწერა განვითარებული ცივილიზაციის მიერ მათი მზისგან გამოყოფილი მთელი ენერგიის ათვისების მეთოდი. ეს ჰიპოთეტური მეგასტრუქტურა პლანეტის ორბიტის ზომის იქნება და შედგება ვარსკვლავის გარშემო განლაგებული ენერგიის შემგროვებლებისგან (ან საცხოვრებლებისგან). ამ მოდელის მიხედვით, მთელი (ან მინიმუმ მნიშვნელოვანი წილი) ენერგია აღმოჩნდება ზედაპირზე, საიდანაც შემდეგ მისი ათვისება მოხდება. მეცნიერის მოსაზრებით, ასეთი სტრუქტურები ტექნოლოგიური ცივილიზაციის ხანგრძლივი პერიოდით არსებობისა და ენერგიისადმი მზარდი მოთხოვნილების ლოგიკურ შედეგს წარმოადგენს.

იმის თქმა საჭირო აღარაა, რომ ამ მეთოდით მოპოვებული ენერგიის რაოდენობის წარმოდგენაც კი თავბრუდამხვევია. კვლევითი ინჟინერიის ექსპერტის ანდერს სანდბერგის მიხედვით, ჩვენს მზის სისტემაში მდებარე 1 ასტრონომიული ერთეულის (150 მლნ კმ) რადიუსიანი დაისონის სფეროს ზედაპირის ფართობი მინიმუმ 2.72×10¹⁷ კმ² იქნება, რაც დედამიწის მაჩვენებელს 600 მილიონჯერ აჭარბებს. მზე გამოყოფს დაახლოებით 4×10²⁶ ვატს, რისი დიდი ნაწილიც სასარგებლო შრომას მოხმარდება.

აღსანიშნავია, რომ დაისონის სფერო შეძლება ის არ იყოს, რაც გგონიათ. სამეცნიერო ფანტასტიკაში ხშირად გამოსახავენ, როგორც მყარ გარსს მზის გარშემო, შიგნიდან დასახლებადი ზედაპირით. ასეთი სტრუქტურა ფიზიკურად შეუძლებელია, რადგან გაწყვეტისადმი წინააღმდეგობა უზარმაზარი იქნება და მის სტაბილურობას საფრთხე შეექმნება.

დაისონის თავდაპირველი იდეა გულისხმობდა, რომ მზის გარშემო იქნებოდა საკმარისი შემგროვებლები (პანელები) მზის სხივების შესაკრებად და არა იმას, რომ უწყვეტი გარსი შეიქმნებოდა. სანაცვლოდ გარსი იქნებოდა ორბიტაზე დამოუკიდებლად მოძრავი სტრუქტურების ნაკრები, სისქით დაახლოებით მილიონი კმ და შემადგენლობით 100 000 ობიექტზე მეტი, რომლებიც ნებისმიერი კონფიგურაციით შეიძლება განლაგდნენ. დაისონის გუნდის მოდელში გვაქვს უამრავი მზის პანელი, რომლებიც სხვადასხვა ორბიტაზე განლაგდებიან. ზოგადად მიჩნეულია, რომ ეს საუკეთესო ვარიანტია. კიდევ ერთი ვერსია დაისონის ბუშტია, სადაც განლაგდება მზის იალქნები, ისევე როგორც მზის პანელები, და გრავიტაციით დაბალანსდებიან, მზის ქარები კი მათი მიმართულებით იმოძრავებენ.

დაისონის გუნდი და დაისონის ბუშტი

 

ამ სტატიაში საუბარი იქნება დაისონის გუნდის აგებაზე (ზოგჯერ მას I ტიპის დაისონის სფეროს უწოდებენ), რომელიც შედგება მრავალი დამოუკიდებელი კონსტრუქციისგან და ისინი მზის გარშემო ორბიტაზე მოძრაობენ. მისი უპირატესობა ისაა, რომ თანდათანობით შეიძლება აიგოს. თანაც ენერგიის უსადენო გადაცემის სხვადასხვა ფორმები შეიძლება გამოვიყენოთ მის კომპონენტებსა და დედამიწას შორის ენერგიის გადაადგილებისთვის.

 

მეგამასშტაბის კონსტრუქცია

მაშ როგორ ავაგოთ უდიდესი სტრუქტურა, რომელიც კაცობრიობას ოდესმე თავის თავზე აუღია?

როგორც ზემოთ იყო აღნიშნული, დაისონის გუნდი შეიძლება თანდათანობით აშენდეს და ასეც უნდა მოვიქცეთ. მთავარი გამოწვევა კი ისაა, რომ გვჭირდება მოწინავე მასალები (რომლებიც ჯერჯერობით არ გაგვაჩნია, თუმცა სავარაუდოდ შეიქმნება მომდევნო ათწლეულებში ნანოტექნოლოგიის მიერ) და თვითმართვადი რობოტები, რომლებიც მასალების მოსაპოვებლად გათხრებს ჩაატარებენ და კოსმოსში პანელებს ააგებენ.

ჩავთვალოთ, რომ ამ გამოწვევებს გადავლახავთ მომდევნო რამდენიმე წელიწადში – რაც არც ისე დაუჯერებელია – როგორ უნდა დავიწყოთ დაისონის სფეროს აგება?

ოქსფორდის უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა სტიუარტ არმსტრონგმა შეიმუშავა გონებამახვილური და საოცრად მარტივი გეგმა, რომლის განხორციელებაც, მისი თქმით, კაცობრიობის კოლექტიური შესაძლებლობების ფარგლებში ჯდება. არმსტრონგის გეგმა მოიცავს მშენებლობის ხუთ ძირითად საფეხურს, რომლის შედეგიც ნაყოფიერი და ექსპონენციალურად მზარდი მშენებლობის ტემპი იქნება, მთელი პროექტი კი სულ რამდენიმე ათწლეულში დასრულდება.

კონსტრუქციის ციკლის 5 მთავარი საფეხური შემდეგია:

1. ენერგიის მოპოვება
2. მერკურზე გათხრების ჩატარება
3. მასალების ორბიტაზე გატანა
4. მზის პანელების დამზადება
5. მზისგან ენერგიის მიღება

მთავარი აზრი ისაა, რომ ყველაფერი ერთბაშად არ იგება. საჭიროა მხოლოდ დაისონის სფეროს პატარა სექციის აგება და ის მოგვაწვდის საკმარის ენერგიას პროექტის დანარჩენი ნაწილის განხორციელებისთვის. ასე რომ ნაგებობის სარგებლიანობა დროთა განმავლობაში გაიზრდება პროექტის წინსვლასთან ერთად. „ამის გაკეთება ახლავე შეგვიძლია”, ამბობს არმსტრონგი. „ეს მხოლოდ მასალებისა და ავტომატიზაციის საკითხია”.

დიახ, სწორად წაიკითხეთ: მასალების მოპოვება მერკურიდან მოხდება. უფრო მეტიც, დიდი ალბათობით, მთელი პლანეტის დაშლა იქნება საჭირო. დაისონის სფეროს საოცრად ბევრი მასალა დაჭირდება – იმდენად ბევრი, რომ თუკი დავაპირებთ, სრულად შემოვსაზღვროთ მზე, არამარტო მერკურის, არამედ ვენერასაც დავანაწევრებთ, ასევე ზოგიერთ გარე პლანეტას და ახლომდებარე ასტეროიდებსაც.

რატომ ვიწყებთ მერკურით? არმსტრონგის მიხედვით, გვჭირდება მასალების მოხერხებული წყარო, რომელიც მზესთან ახლოსაა. გარდა ამისა, მას ჩვენთვის საჭირო ელემენტების კარგი ბაზა აქვს. მერკურის მასაა 3.3×10²³ კგ. მისი მასის ნახევარზე ცოტა მეტი გამოყენებადია, მაგალითად რკინა და ჟანგბადი (ჰემატიტის სახით), რაც შეიძლება ხელსაყრელ სამშენებლო მასალად გამოვიყენოთ. მაშასადამე, მერკურის სასარგებლო ნაწილის მასაა 1.7×10²³, რომელიც გათხრის, კოსმოსში გატანისა და მზის პანელად გარდაქმნის შემდეგ შექმნის 245 გ/მ² ფართობის ზედაპირს. ეს პირველი ფაზის დაისონის გუნდი მოთავსდება მერკურის გარშემო ორბიტაზე და საკმარისი ფართობის ზედაპირი ექნება ენერგიის შესაკრებად.

არსებობს 5 ფუნდამენტური დასკვნა, რომლებსაც არმსტრონგი თავისი გეგმის შედგენისას დაეყრდნო. ის ასკვნის, რომ ათი წელია საჭირო მოპოვებული მასალების დამუშავებისა და საჭირო ადგილას განთავსებისთვის. მეორე, მერკურის მასის 51.9% გამოყენებადია. მესამე, მასალების პლანეტიდან გატანისას სარგებლიანობა იქნება 1/10 (დანარჩენს გამოიყენებენ ქიმიური ნაერთების დაშლისა და მომპოვებელი სამუშაოებისთვის). მეოთხე, მზის პანელებიდან მიღებული სარგებელი 1/3 იქნება. და ბოლოს, დაისონის სფეროს პირველი სექციის ზედაპირის ფართობი იქნება მოკრძალებული 1 კმ².

სწორედ ესაა ყველაზე საინტერესო ნაწილი: კონსტრუქციის სარგებლიანობა ამ მომენტიდან ექსპონენციალურად გაიზრდება.

არმსტრონგი თვლის, რომ საბოლოოდ შეგვიძლია პროექტი დავიყვანოთ „ათწლიან საჭიროებამდე”. ათი წლის განმავლობაში ავაგებთ პანელების პირველ ჯგუფს და მათგან მიღებული ენერგიით დავასრულებთ პროექტს. ამ სქემის გამოყენებით მერკური დაიშლება 4 ათწლიან ციკლში. სხვაგვარად რომ ვთქვათ, 40 წელიწადში შევქმნით დაისონის გუნდს, რომელიც მერკურის მასის ნახევარზე მეტს შეიცავს. გაგრძელების სურვილის შემთხვევაში კი მხოლოდ ერთი წელი დაჭირდება ვენერას დაშლას.

იმის გათვალისწინებით, რომ პროექტს ბოლომდე მივიყვანთ და მზეს სრულად შემოვერტყმით გარს, მივიღებთ ჩვენს ხელთ არსებულ 3.8×10²⁶ ვატ ენერგიას.

 

დაისონური ყოფა

როგორც კი პირველი ფაზის (ანუ მერკურის ფაზის) მშენებლობა დასრულდება, შეგვიძლია ენერგია სხვა მიზნებითაც გამოვიყენოთ, მაგალითად მეგამასშტაბის სუპერკომპიუტერებში, ვარსკვლავთშორისი კვლევისთვის საჭირო მასიურ მექანიზმებში ან დაისონის სფეროს შემდეგი საფეხურების განხორციელებაში.

არმსტრონგი თვლის, რომ აქედან მიღებული ენერგია ჩვენს მოთხოვნილებებს დააკმაყოფილებს, თუმცა სხვა მოაზროვნეების ნაწილი, მაგალითად სანდბერგი, თვლის, რომ უნდა განვაგრძოთ. მაგრამ ამისთვის უფრო მეტი პლანეტის განადგურება იქნება საჭირო. სანდბერგი ამტკიცებს, რომ მზის სისტემის შიდა და გარე ნაწილში მოიპოვება საკმარისი სასარგებლო მასალა იმისთვის, რომ აიგოს სხვადასხვა სახის დაისონის სფეროები 1 ასტრონომიული ერთეულის რადიუსით. თუკი გვსურს, რომ კარდაშევის შკალაზე მეორე ეტაპს მივაღწიოთ, ეს საუკეთესო გზაა.

რატომაა საჭირო ეს ყველაფერი? დიდი ალბათობით კომპიუტერული სიმძლავრისადმი ჩვენი მოთხოვნილება მკვეთრად გაიზრდება. ძნელია იმის განსაზღვრა, პოსტ-სინგულარული ან პოსტ-ბიოლოგიური ცივილიზაცია ამხელა კომპიუტერულ ძალას რაში გამოიყენებს. არსებობს მოსაზრებები წინაპრების სიმულაციაზე ან სამყაროს შიგნით ვირტუალური სამყაროების შექმნაზე. გარდა ამისა, განვითარებულ ცივილიზაციას შესაძლოა მოუნდეს მაქსიმალურად ბევრი დადებითი ინდივიდუალური შეგრძნების შექმნა (როგორც უტილიტარული გარდაუვლობა). ასეა თუ ისე, ციფრული არსებობა, როგორც ჩანს, ჩვენი მომავალია, ამიტომ კომპიუტერიზაცია საბოლოოდ ყველაზე ღირებული და დაფასებული რესურსი გახდება.

მიუხედავად იმისა, პანელების პატარა ჯგუფს ავაგებთ თუ მთელ მზეს შემოვარტყამთ გარს, ნათელია, რომ დაისონის სფეროს აგების შესახებ მოსაზრება აღარ უნდა ითვლებოდეს სამეცნიერო ფანტასტიკის ან შორეულ მომავალზე ოცნების სფეროდ. სხვა მსგავსი პროექტების მსგავსად, როგორიცაა კოსმოსური ლიფტი ან მარსის ტერაფორმირება, საჭიროა სერიოზულად განვიხილოთ მისი განხორციელება სხვა ახლო მომავალზე გათვლილ გეგმებთან ერთად, რომლებიც კოსმოსის კვლევას ეხება.

თუ გავითვალისწინებთ დედამიწის მდგომარეობის მუდმივ გაუარესებასა და ჩვენს მზარდ მოთხოვნილებებს საცხოვრებელ სივრცესა და რესურსებზე, შეიძლება სხვა არჩევანი არც კი გვქონდეს.

Sentient Developments

Advertisements

6 responses to “როგორ ავაგოთ დაისონის სფერო?

  1. Goga 28/10/2015, 12:46 AM

    მშვენიერი პროექტია :). მართალია ჯერ შორსაა ჩვენი ტექნოლოგია მაგრამ მაინც.. ჯერ ჩემი აზრით მთავარი საზრუნავი სხვაგვარი ენერგიის საცავების შექმნაა თორე ახლაც შესაძლებელი იქნებოდა დედამიწაზე ჩვენთვის საჭირო ენერგიის მოპოვება მზის პანელებით.

    Like

  2. Pingback: პირველი დაკვირვება „უცხოპლანეტური მეგასტრუქტურის” მქონე ვარსკვლავზე | ჩრდილოეთის ციალი

  3. tatia 21/01/2016, 9:51 PM

    და რა ვერ გავიგეეე იცით, ამ პლანეტებს, რომ შლიან მასალის მიღების მიზნით , გალაქტიკაში პლანეტების ურთიერთ დამოკიდებულებას რას უშვებიიააან? უბერავეეეენ!!!!!!!!!!!!

    Like

    • რეზო 21/01/2016, 11:15 PM

      ჯერ არ შლიან მომავალში თუ ამ დონემდე განვითარდება ცივილიზაცია, მერე შეიძლება.
      რა უნდა უქნან?

      Like

  4. Pingback: რა სიახლეები გველის მეცნიერებაში 2017 წელს | ჩრდილოეთის ციალი

  5. Pingback: როდის ვიპოვით უცხოპლანეტელებს? | ჩრდილოეთის ციალი

დატოვე კომენტარი

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / შეცვლა )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / შეცვლა )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / შეცვლა )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / შეცვლა )

Connecting to %s

%d bloggers like this: