Ідея використати всю міць батьківської зірки для енергетичних потреб високорозвиненої цивілізації видається привабливою. Однак, згідно з автором нового дослідження, подібна витівка може призвести до катастрофічних наслідків. Причому не лише для далекої планети, а й нашої власної. Так званий рій Дайсона — величезна кількість невеликих об’єктів на орбіті зірки, які збирають і перевипромінюють енергію, здатні нагріти планету досить сильно, щоб життя на ній стало неможливим.

1960 року американський фізик Фрімен Дайсон висловив ідею про те, як, на його думку, можна знайти інопланетні цивілізації — зі штучної мегаструктури, яка дозволяє використовувати енергію батьківської зірки. Йшлося про сферичну оболонку, зведену на орбіті навколо світила, з радіусом, який можна порівняти з радіусами планетарних орбіт. Трохи пізніше цю астроінженерну споруду назвали на честь фізика сферою Дайсона.

Якщо такі мегаструктури дійсно існують у космосі, теоретично їх можна виявити по надмірному інфрачервоному випромінюванню, яке виходитиме від штучної оболонки, що нагрівається зсередини. Іншими словами, ознака сфери Дайсона — джерело інфрачервоного випромінювання з нетиповим спектром, яке погано пояснюється астрофізичними процесами, проте підходить під моделі Дайсона з температурою від 100 до 700 кельвін. Гіпотетично такого роду об’єкт могли б звести і люди, якби мали необхідні технології. Автори попередніх робіт підтвердили, що такі структури можуть забезпечити цивілізацію практично необмеженою кількістю енергії.

Пізніше концепцію адаптували: замість цілісного кокона навколо світила запропонували використати рій із мільйонів супутників із сонячними панелями, які збирали б і перевипромінювали енергію.

З інженерної погляду цей варіант виглядає більш реалістичним, оскільки рій Дайсона простіше створити, а саме угруповання супутників можна поступово збільшувати зі зростанням енергетичних потреб. Імовірно, потужність рою Дайсона дозволить цивілізації перейти на новий рівень розвитку — стати типом ШI за шкалою Кардашева, яка оцінює технологічний прогрес за обсягом енергії, що споживається.

Довгий час ці ідеї залишалися фантастикою. Але сьогодні, з розвитком космічних технологій, вони здаються реальнішими. Проблема в тому, що видобуток енергії батьківської зірки може мати непередбачені наслідки для планети. Передбачається, що ці структури здатні змінити тепловий баланс планети та вплинути на температуру Землі. Німецький інженер Ян Маріус Петерс (Ian Marius Peters ) з Інституту відновлюваних джерел енергії імені Гельмгольца спробував з’ясувати, який вплив рій Дайсона вплине на клімат Землі.

У своїй роботі, опублікованій у журналі Solar Energy Materials and Solar Cells , Петерс розглянув різні положення супутників щодо планети. За допомогою розрахунків та комп’ютерного моделювання дослідник з’ясував, що невеликий рій, що знаходиться ближче до Сонця, стає занадто гарячим та перестає ефективно працювати, а також блокує частину сонячного світла, порушуючи природне освітлення Землі. Найбільші апарати, розташовані неподалік орбітою нашої планети, навпаки, можуть збирати велику кількість енергії, але значно нагрівати Землю.

Як показали розрахунки, якщо рій Дайсона розмістити неподалік за орбітою Землі, температура на планеті підніметься на 140 кельвін, що зробить її цілком непридатною для життя. Цей варіант виключає існування людства. Однак можливий компроміс.

Петерс вважає, що розміщення часткового рою на відстані 2,13 астрономічної одиниці від Сонця (між орбітами Марса та Юпітера) дозволило б перетворювати на енергію чотири відсотки світності Сонця — 15,6 йоттавата. При цьому температура на Землі збільшиться менш як на три кельвіни. Таке підвищення можна порівняти з сучасними кліматичними змінами. Однак навіть цей варіант потребує величезної кількості матеріалів. Для створення рою Дайсона знадобиться приблизно 1,3×10² кілограмів кремнію, що перевищує всі доступні запаси на нашій планеті. Таким чином, незважаючи на привабливість ідеї, будівництво рою залишається складним завданням як з інженерного, так і з екологічного погляду.

У статті Петерс навів й інші параметри, у яких Земля трохи нагріється. Наприклад, рій, розміщений з відривом 8,2 астрономічної одиниці (між орбітами Юпітера і Сатурна), підвищив би температуру планети чотирма кельвін; на 9,5 астрономічної одиниці (орбіта Сатурна) — на три кельвіни; на 11,7 астрономічної одиниці (між Сатурном та Ураном) — на два кельвіни; на 16,6 астрономічної одиниці (ближче до Урану) — на один кельвін.

Ключова проблема – теплове випромінювання. Панелі поглинають світло, перетворюють його на енергію, але частина тепла все одно розсіюється в космосі. Якщо структура дуже щільна, це тепло повертається до планет, викликаючи парниковий ефект.

Ідея рою Дайсона відкриває фантастичні перспективи, проте супроводжується серйозними ризиками: подібна структура може перетворити Землю на безплідну пустелю. Поки що такі проекти залишаються лише теорією, але якщо людство будь-коли досягне технологічного рівня, що дозволяє реалізувати їх, то спочатку доведеться знайти спосіб, який би зробив застосування цих супутників безпечнішим.

portaltele.com.ua