Китайцы, как оказывается, тоже продают свои фильмы на «Netflix». Один из них, научно-фантастический, называющийся «Блуждающая земля», изображает, как человечество пытается с помощью огромных двигателей изменить орбиту Земли, чтобы отодвинуть её дальше от Солнца, расширяющегося солнца, но не допустить при этом столкновения с Юпитером. Надо сказать, что со временем нечто подобное нам может понадобиться. Через пять миллиардов лет у нашей звезды начнёт заканчиваться топливо, и оно расширится, грозя поглотить Землю. Ещё более реальной угрозой является глобальное потепление. В этом случае небольшой «перелёт» нашей планеты дальше от Солнца был бы вполне приемлемым решением проблемы. И чисто теоретически он возможен.
Что нужно сделать, и какие препятствия могут ждать нас на этом пути? Давайте предположим, что Землю нужно отодвинуть вполовину дальше от Солнца, приблизительно на орбиту Марса. Учёные уже много лет изобретают способы изменения орбит небольших небесных тел, вроде астероидов. Главным образом для защиты планеты от столкновений с ними. Некоторые из этих методов основаны на импульсных, довольно разрушительных действиях. Это и ядерный взрыв вблизи астероида или на его поверхности, и кинетический удар — например, космического корабля, движущегося с очень высокой скоростью. Понятно, что и то и другое явно не годится для перемещения Земли. Также можно упомянуть мягкую, продолжительную буксировку планеты с помощью некоего якоря, посаженного на поверхность астероида, а также гравитационное взаимодействие с космическим кораблём, выписывающим замысловатые круги вокруг планеты. Но это тоже сработать не может — из-за огромной по сравнению со всеми этими объектами массы Земли.
Электрические двигатели
Давайте рассмотрим более реальные варианты. Знаете ли вы, что человек уже немного подвинул Землю с её прежней орбиты? Всякий раз, когда мы запускаем что-то в космос, нашей планете придаётся небольшой импульс в противоположном направлении. Это что-то вроде отдачи при стрельбе из пистолета. К счастью для нас, но к сожалению для тех, кто пытается найти способы перемещения Земли, этот эффект ничтожен. Ракета-носитель «Falcon Heavy» компании «SpaceX» является самой мощной из имеющихся в распоряжении человечества, однако чтобы добросить нас до орбиты Марса, используя этот способ, потребуется запустить её триста секстиллионов раз. При этом на строительство всех этих ракет будет израсходовано 85% массы планеты.
Электрический ракетный двигатель является гораздо более эффективным способом ускорения массы. К этому разряду, в частности, относятся ионные двигатели, которые создают тягу с помощью потока заряженных частиц. Мы могли бы направить одно такое устройство по ходу движения планеты и запустить его. Двигатель должен быть огромным и находиться на высоте 1000 километров над уровнем моря, за пределами земной атмосферы. При этом он должен быть намертво прикреплен к поверхности прочной балкой, чтобы передать ей свой импульс. Ионный пучок, выпущенный в нужном направлении со скоростью 40 километров в секунду, позволит переместиться ближе к Марсу, потеряв всего 13% от массы Земли (в ионах). 87% — это не так уж и плохо, не правда ли?
Световые паруса
Свет обладает импульсом, но не массой, и мы можем попытаться методично двигать планету посредством сфокусированного светового луча, например, лазера. Необходимую энергию можно брать у Солнца, оставив земную материю в покое. Есть лишь небольшое «но». Даже если использовать гигантскую лазерную установку мощностью 100 ГВт, предусматривавшуюся амбициозным проектом «Breakthrough Starshot» (выведение космических аппаратов за пределы Солнечной системы с целью изучения соседних звездных систем), нам потребуется три квинтиллиона лет, чтобы добраться до конечной точки маршрута.
Солнечный свет также можно отражать непосредственно на Землю с помощью особого «паруса», расположенного недалеко от планеты. Учёные подсчитали, что нужного нам результата можно достичь за миллиард лет, если использовать полотнище в 19 раз больше диаметра Земли.
Межпланетный бильярд
Гравитационный маневр — это довольно неплохо изученная техника обмена импульсов и изменения скорости двух движущихся по орбитам тел, проходящих в непосредственной близости друг от друга. Этот метод постоянно используется космическими аппаратами для попадания на ту или иную траекторию движения. Так, например, межпланетная станция «Розетта», летавшая к комете 67P/Чурюмова — Герасименко, за десять лет своей миссии дважды проходила около Земли — в 2005 и 2007 годах. В результате «Розетта» получила ускорение, которого никогда бы не смогла достичь исключительно с помощью двигателей.
При этом Земля получила противоположный по направлению и равный по силе импульс. Который никто не заметил из-за огромной массы планеты. Вот если бы это было что-то гораздо тяжелее космического аппарата… На роль буксира, отодвигающего нас от Солнца, подошли бы даже астероиды. Они, естественно, тоже невелики, но если научиться прогонять их мимо Земли с нужной периодичностью, то в конечном итоге можно добиться значительных «подвижек». В Солнечной системе есть регионы, богатые астероидами и кометами. Масса многих из них достаточно мала, чтобы привести их в движение, придав необходимую траекторию. При этом они, естественно, гораздо крупнее всего того, что мы сможем в обозримом будущем поднять в космос с поверхности планеты. По некоторым расчётам, с помощью этой технологии отогнать Землю на безопасное от Солнца расстояние можно за миллион близких проходов специально разогнанного астероида. При этом интервал между встречами может составлять несколько тысяч лет. Естественно, даже по краткому описанию понятно, что это самый опасный из предложенных способов — малейшая ошибка в траектории «буксира» может устроить на планете катастрофу глобальных масштабов.
Вердикт
Итак, среди всех доступных вариантов сегодня наиболее реалистичным кажется использование продолжительной серии гравитационных маневров. Однако в будущем, с развитием науки и технологий, на первые роли может выйти свет — если мы научимся строить гигантские структуры в космосе или сверхмощные лазерные установки. Они, кстати, могут использоваться и для исследований космоса. Всё описанное сегодня теоретически возможно и со временем наверняка станет технически осуществимым, однако вполне может оказаться, что гораздо дешевле переселить человечество на тот же Марс, чем гнать к нему всю свою планету. Мы уже отправили туда немало исследовательского оборудования, в том числе и ездящего по поверхности, а уже в ближайшем будущем попытаемся высадить там первых своих представителей. Если колонизация Марса пойдёт успешно, этот вариант может стать самым заманчивым из всех.
