Гравитационная могила: почему обитатели иных миров не могут улететь в космос
Обсудить 0
Изучение экзопланет, вращающихся вокруг далеких звезд, показало, что миры, подобные нашей Земле, встречаются довольно редко. Куда больше распространены скалистые планеты, радиус которых примерно в полтора раза больше земного — астрономы зовут их супер-Землями. Впрочем, и они представляют для науки определенный интерес, а потому исследователи упорно изучают каждую возможность того, что где-то среди скал может таиться инопланетная жизнь. Если бы жизнь на такой планете не только возникла, но и развилась до технологического уровня современного человечества, то мы смогли бы, к примеру, обнаружить сигналы космических кораблей ксеносов или иных. Однако новое исследование, представленное в International Journal of Astrobiology, проясняет один важный факт: даже небольшое увеличение силы тяжести (в сравнении с земной) могло существенно повлиять на любые интеллектуально развитые цивилизации.
Гравитация: друг и враг инопланетян
«Многие экзопланеты, более крупные и тяжелые, чем Земля, обдалают также большей поверхностной гравитацией», утверждает в своей работе Майкл Гиппке (Michael Hippke), ученый из обсерватории Зоннеберга в Германии. «Это обстоятельство делает космические перелеты с таких миров намного более сложными, поскольку необходимая топливная масса в данном случае будет расти по экспоненте». К примеру, на планетах, радиус которых вдвое больше земного, масса будет примерно в 10 раз больше, а гравитация примерно в 2 раза сильнее (в многом это зависит и от состава самой планеты). Подобная «сверхтяжесть» может поспособствовать развитию жизни, поскольку облегчит удержание атмосферных газов и таким образом сформирует достаточно плотную атмосферу, чтобы защищать поверхность от воздействия космической радиации. Но высокая гравитация также станет и своего рода ловушкой, удерживающей разумную жизнь на планете.
Для того, чтобы запустить в космос лишь одну тонну вещества на Kepler-20b (скалистой экзопланете, радиус которой больше земного в 1,87 раз, а масса — в 9,7 раза), ракета должна быть примерно в 3 раза больше знаменитого «Сатурна-5». А чтобы запустить на орбиту что-то более полезное (к примеру, новый телескоп имени Джеймса Уэбба, который весит 6,2 тонны), потребуется примерно 55 000 тонн топлива! В таких условиях запуск космического корабля и вовсе видится чем-то невообразимым: для того, чтобы аппарат размером с «Аполлон-11» смог преодолеть притяжение планеты, ему понадобился бы топливный бак размером с Великую пирамиду в Гизе!
Космические перелеты
Конечно, если инопланетяне окажутся и в самом деле высокоразвитыми существами, то рано или поздно они найдут способ обойти ограничения, налагаемые гравитацией планеты. В статье описана одна из подобных стратегий: Гиппке предполагает, что строительство стартовых платформ космодромов на вершинах гор поможет облегчить ситуацию. Но и здесь есть одно досадное обстоятельство: на больших планетах горы, как правило, сравнительно невелики — в противном случае они просто разрушились бы под собственным весом при такой высокой гравитации.
В качестве альтернативы жителям супер-Земли может помочь технология, которую ученые развивают и на Земле, а именно запуск ракет из нижних слоев атмосферы. К тому же, экзопланета может оказаться миром, полностью покрытым водой, и в данном случае подводный космодром будет оснащен своего рода подлодками с баллистическими ракетами, которые смогут «отвезти» космический корабль в космос — еще одно осложнение в и без того не самом простом процессе.
Заключение
В заключение Майкл отмечает, что в случае планет, масса которых превышает земную больше чем в 10 раз, ракеты на химическом топливе и вовсе отпадают как средство для космических путешествий. По мнению исследователя, на запуск одной такой ракеты уйдет значительная часть ресурсов целой планеты — весьма неразумная трата средств. Единственным средством для гипотетических братьев по разуму могут стать космические лифты, построить которые можно только с помощью материалов, на Земле не известных и обладающих достаточным запасом прочности. Так что, даже если человечество и обнаружит разумную жизнь среди звезд — это (к счастью или сожалению) не означает, что инопланетяне пожалуют с ответным визитом.
