Ogromne plavajoče strukture, ki izkoriščajo energijo zvezd, bi lahko bile človeštvo. Res je, njihova gradnja bo neverjetna naloga. Velikanski svetovni prstani, ki obkrožajo daljne zvezde, so postali znanstveni fantastiki ikonični. Njihove čiste pokrajine, zaprte v tanke obročne strukture, navdušujejo naše domišljije. Svet obročkov je postal pogost motiv, bodoča osnova za človeštvo.
"To je seveda vse neumnost," pravi upokojeni profesor Freeman Dyson. Prav Dyson je populariziral idejo o teh megastrukturah; sčasoma so postali znani kot Dyson sfere. Dyson si je idejo »sposodil« od pisatelja znanstvene fantastike Olafa Stapledona v svojem romanu Star Maker iz leta 1937, v katerem potujoči zemljan srečuje podobne megastrukture, ki absorbirajo energijo bližnjih zvezd. Čeprav je Dyson videl te krogle kot lupine orbitalnih struktur, da bi absorbirali največjo količino energije iz zvezde, pisci znanstvene fantastike priznavajo možnost bivalnih krogel, ki pokrivajo zvezdo.
Deset let po tem, ko je Dysonov dokument o takšnih strukturah iz leta 1960 izšel v Science, se je Larry Niven odločil, da bo uporabljal ekvatorialni obroč kot Dysonovo sfero kot osnovo za svoj roman Ringworld.
Od takrat so film Ring Worlds nastopili v seriji videoigre Halo, filmu Elysium iz leta 2013 in romanu Ian Banks Kultura. V Halo so velikanski umetni svetovi, kjer imajo ljudje možnost, da živijo na notranji strani obroča, zunanji del pa je zaščiten z močno lupino. V Elysium Neila Blomkampa se svet obročkov vrti okoli Zemlje in je bolj podoben vesoljski postaji. Kako zgraditi takšne prstane v resničnem svetu?
Kot pri vsakem polju je pomembna tudi velikost. Svet obročev je megastruktura, njegova gradnja pa bo zahtevala ogromno materialov in energije.
Zbiranje asteroidov
Pisatelj znanstvene fantastike in nekdanji astronom Alastair Reynolds meni, da "je v Kuiperjevem pasu dovolj materiala, da karkoli zgradimo. Lahko bi absorbirali vse majhne asteroide, filtrirali hlapne materiale, pustili čisto kamnino in iz nje zgradili neverjetne strukture."
Promocijski video:
Vendar pa obstajajo kraji, kjer je tega materiala v izobilju. Kuiperjev pas - gre za območje osončja, ki se razprostira približno 2,97 milijarde kilometrov izven orbite Neptuna. Napolnjena je z asteroidom podobnim telesom, ki bi lahko bili idealen vir za surovine.
Astronomka Katie Mack se z njim ne strinja. Pravi: "Kuiperjev pas je precej razpršen in morate sestaviti in razstaviti kar nekaj teles, da zberete pravo količino materiala."
Če ima družba prihodnosti dovolj časa in zmogljivosti, da zbere in prevaža material iz Kuiperjevega pasu do zahtevane orbite, bo dovolj surovin za gradnjo sveta prstanov. Vendar ostaja vprašanje, ali bo vlaganje te količine časa in virov smiselno.
Svet obročkov mora podpirati tudi neko težo; v nasprotnem primeru bi vse, tudi ozračje, potrebno za življenje, odplavalo v globok vesolje. Najpogostejši način ustvarjanja umetne gravitacije je ustvarjanje centrifugalne sile z vrtenjem. Kljub temu pa bo kolosalni zadatak vrtenje tako masivnega predmeta, da se vrti z zahtevano hitrostjo.
Rotacijske sile morajo biti enakomerno razporejene, sicer se lahko konstrukcija raztrga. Na srečo v prostoru ni trenja in vrtenje z želeno hitrostjo se ne bo upočasnilo.
Večji kot je premer svetlobnega obroča, več sile bo delovalo na vrtljivo strukturo. Po Mackovih besedah bo moč teh strižnih sil, ki delujejo na obroč, odvisna od tega, "kako blizu ste zvezdi in koliko težnosti potrebujete."
Neznana moč
Če predpostavimo, da bo svet obročkov imel enak premer kot zemeljska orbita (približno 300 milijonov kilometrov) in bi potreboval težo 1G, bi se moral vrteti s približno 1,9 milijona kilometrov na uro. Sile, ki delujejo nanjo, bodo tako močne, da bo po Macku "moral najti nov način, kako povezati atome."
Ena od teoretičnih rešitev tega tehničnega problema je morda skrita v neki obliki piezoelektričnosti. Preprosto povedano, material lahko umetno okrepimo s prehodom električne energije skozi njega.
Toda glede na velikost obroča in energijo, ki jo potrebuje, se učinkovitost tega kolosalnega podjetja spet začne postavljati pod vprašaj. Moč bo treba enakomerno porazdeliti po strukturi, hkrati pa zmanjšati tveganje za katastrofalno izpad električne energije na nič.
Končni izziv bo obdržati svet obročkov v stabilni orbiti okoli zvezde. Reynolds spominja, da so kmalu po objavi filma "Ringworld" Larryja Nivena "oboževalci izračunali, da bi se, če bi se Ringworld premaknil nekoliko bližje zvezdi, porušilo ravnovesje, struktura bi se oddaljila in na koncu eksplodirala."
Za to je Niven poskrbela v poznejših romanih The Ring World, pri čemer je na zunanje robove konstrukcije pritrdila rakete, ki bi nenehno stabilizirale njen položaj in zagotavljale njegovo centriranje glede na zvezdo.
Če domnevamo, da bo družba prihodnosti imela obsežne tehnične zmogljivosti za gradnjo sveta obročkov, bo vprašanje krepitve strukture in ohranjanja njene orbitalne stabilnosti rešeno, kaj bodo z njo naredili naprej?
V kulturi so orbitalne postaje uporabljali kot velika stanovanja, v seriji Halo pa naprave za usodni dan, ki so bile namenjene eksploziji in uničevanju nevarne okužbe. Dyson je svoje kraljestvo videl kot sredstvo za maksimiranje nabiranja zvezd, ne pa kot alternativo oblikovanju, da bi jih naredili uporabne za ljudi.
Mack pravi: "Lahko bi ustvarili svet obročkov, da ne bi oblikovali obstoječih svetov." Vendar meni, da ta rešitev morda ni najučinkovitejša. Znanstvenik verjame, da "vsaka družba, ki z lahkoto zgradi strukturo, kot je svet obroč, zlahka najde skalnat planet in ga po lastni presoji oblikuje."
Čeprav se tehnologija za oblikovanje terena razlikuje od tiste, ki je potrebna za izdelavo orbitalnega obroča, bo raven celotnega tehničnega napredka približno enaka. Po drugi strani pa obročki svetovi za svoj teoretični sijaj ostajajo znanstveno nedostopni in neučinkoviti primeri zvezdnega inženiringa.
Ilya Khel