Рой Дайсона — это концепция, которая похожа на область вокруг звезды, собирающей ее энергию. Разница лишь в том, что в этом случае конструкция не сплошная, а состоит из миллионов отдельных аппаратов. Идея считается перспективной, но недавно ученые заподозрили, что он может нанести вред жизни на Земле.
Рой Дайсона как астроинженерное сооружение
Когда цивилизации становятся более развитыми, их потребности в энергии также возрастают. По всей вероятности, что развитой цивилизации может потребоваться так много энергии, что она окружит свою звезду-носитель спутниками, собирающими солнечную энергию. Эти рои Дайсона будут улавливать тепло, поэтому любые планеты в пределах сферы, вероятно, ощутят повышение температуры. Новая статья исследует это и приходит к выводу, что полный рой Дайсона за пределами орбиты Земли повысил бы нашу температуру на 140К.
Концепция роя Дайсона — это сугубо гипотетическая концепция, теоретическая мегаструктура, состоящая из многочисленных спутников или сред обитания, вращающихся вокруг звезды, чтобы захватить и использовать ее исходную энергию. В отличие от жесткой оболочки сферы Дайсона, рой представляет собой меньший инженерный вызов, позволяя наращивать его по мере роста энергетических потребностей. Эта концепция, впервые популяризированная физиком Фрименом Дайсоном в 1960 году, представляет собой одно из самых амбициозных, но потенциально возможных достижений астроинженерии, которое в конечном счете может позволить цивилизации использовать значительную долю общей энергии материнской звезды.
Пока это только теория и научная фантастика, но она вдохновила реальные научные исследования. Это идея, представляющая потенциальное решение для удовлетворения огромных энергетических потребностей, когда мы делаем первые шаги к путешествиям за пределы нашей Солнечной системы. Если нам или любым развитым цивилизациям, которые могут существовать там, это удастся, то они будут отнесены к типу II по шкале Кардашева. Эта шкала используется для определения уровня технологического развития цивилизации на основе количества энергии, которую она способна овладеть и использовать.
Инженерные вызовы для роя Дайсона
Роевые структуры Дайсона, вероятно, будут использовать фотоэлектрические технологии для превращения звездного излучения в полезную энергию. Их эффективность преобразования энергии сильно зависит от температуры солнечных элементов, и, в отличие от земных аналогов, они должны сбалансировать тепловой обмен с Солнцем, космическим пространством и огромной площадью поверхности своей структуры. Регулировка температуры конструкции является одним из вызовов, который необходимо преодолеть, поскольку для оптимальной работы она должна оставаться прохладной.
Не только температура структур создает проблемы, утверждает Ян Мариус Петерс из Института Гельмгольца Эрланген-Нюрнбергского института возобновляемой энергетики. В своей научной работе он исследует изменения окружающей среды планет в рое или сфере. Исследование изучает, можно ли построить мегаструктуру, используя материалы, доступные в нашей Солнечной системе, сохраняя при этом пригодность Земли для жизни, балансируя между целью захвата звездной энергии и необходимостью поддерживать условия, поддерживающие жизнь на нашей планете.
Повышение температуры на Земле и возможный компромисс
В статье сделан вывод, что сфера Дайсона вокруг Солнца оказала бы существенное влияние на климат Земли. Небольшие сферы, расположенные на орбите Земли, оказываются непрактичными, поскольку либо становятся слишком горячими для собственной эффективности, либо оказывают слишком большое влияние на поступающую на нашу планету солнечную энергию.
Хотя большие сферы позволяют эффективно преобразовывать энергию, они повысят температуру Земли на 140 К, что сделает ее полностью непригодной для жизни. Компромисс может состоять в создании частичной структуры (роя Дайсона) на расстоянии 2,13 а.е. от Солнца. Это позволило бы собрать 4% солнечной энергии (15,6 йотаватт, или 15,6 миллиона миллиардов ватт), при этом повысив температуру Земли менее чем на 3 К — по сравнению с текущими тенденциями глобального потепления. Однако это все еще достаточно сложная инженерная задача, нуждающаяся в 1,3×1023 кг кремния.
По материалам phys.org
