P-Sphere или одеяло для звезд.
Большинство звезд нашей галактики, более холодны чем наше солнце. Их доля превышает 90 процентов звезд главной последовательности. И спектр излучения таких звезд смещен по сравнению со спектром нашего солнца в красную сторону.Если человечество когда-нибудь приступит к колонизации других звездных систем, то оно столкнется с проблемой малой распространенности солнцеподобных звезд. Большинство наших соседей это красные карлики. Жить у красного карлика тяжело, он тусклый и холодный, для того что бы он давал достаточно тепла надо что бы планета была расположена очень близко к звезде, но при таком близком расположении приливные силы будут останавливать вращение планеты, и планета будет все время повернута одной стороной к звезде, как луна все время повернута одной стороной к земле. Это плохо для обитаемой планеты. К тому-же цвет излучения красного карлика, совершенно не привычен ни для людей ни для земных растений и животных.
Я предлагаю довольно простое решение этой проблемы.
П-сфера (P-Sphere)- это астросооружение, предназначенное для изменения эффективной температуры поверхности звезды, и тем самым для изменения спектрального класса и светимости звезды.
Глубоко в недрах звезд, протекают термоядерные реакции. Они идут при огромных, в миллионы градусов, температурах и очень высоких давлениях. Выделяемая в результате этих реакций энергия передается внешним, более холодным слоям звезды, пока она не достигает ее поверхности. С поверхности эта энергия излучается в космическое пространство. Звезда находиться в термодинамическом равновесии, количество выделяемой энергии, равно количеству излученной в космос.
Поверхность звезды излучает аналогично черному телу, и мощность такого излучения можно определить по закону Стефана-Больцмана, который гласит, что мощность излучаемая с единицы площади пропорциональна четвертой степени температуры поверхности выраженной в градусах Кельвина. Таким образом, температура поверхности звезды зависит от энерговыделения звезды и площади ее поверхности.
Энерговыделение звезды зависит от массы звезды и ее химического состава. Очевидно, что ни массу ни химических состав ни площадь поверхности изменить практически невозможно, казалось бы что тогда и невозможно изменить температуру ее поверхности, но это не так.
Для того что бы изменить эффективную температуру звезды, надо менять не саму звезду, а то, что ее окружает. Так, если окружить звезду сферой из тонкой зеркальной пленки, то температурный баланс поверхности сразу измениться. Это тот же эффект, который мы получаем одевая теплую одежду или укрываясь одеялом. Такая зеркальная сфера, будет отражать излученную звездой энергию, обратно на ее поверхность, и при этом эта поверхность станет дополнительно нагреваться. Если бы мы окружили звезду сплошной зеркальной сферой с идеальным коэффициентом отражения, то звезда бы нагревалась неограниченно. Но нам такое совершенно не нужно, нам надо всего-лишь немного поднять температуру поверхности, например с 3850 градусов Кельвина как у красного карлика M0V, то 5780 градусов Кельвина, как у нашего Солнца.
А для этого надо оставить в сфере открытые участки, сквозь которые будет излучаться энергия в космос. Причем после достижения термодинамического равновесия, сквозь эти открытые участки-окна будет излучатся вся выделяемая звездой энергия. Баланс будет восстановлен, но поскольку доля площади небесной сферы для звезды будет меньше, то ей придется излучать интенсивнее, то есть иметь большую эффективную температуру поверхности.
Сколько процентов площади сферы должно быть зеркальной, для поднятия температуры поверхности до температуры нашего солнца можно видеть на графике:
На нем вы можете видеть сколько процентов площади п-сферы должны быть зеркальными чтобы изменить спектральный класс красного карлика на спектральный класс G2, то есть нашего солнца.
А вот так может выглядеть система красного карлика до и после строительства П-Сферы.
Сфера конечно будет черной снаружи. слева вы видите исходный красный карлик, по центру получившийся желтый карлик (или субкарлик) и окружающую его сферу с щелью в плоскости эклиптики. А справа возможное положение планеты?
Немного цифр:
При изменении красного карлика M0V с массой 0.47 солнечных и радиусом 0.64 солнечных, мы получим звезду G2VI с массой 0.47, радиусом 0.64 и светимостью в 0.41 от солнечной.
Планета расположенная на расстоянии в 0.64 астрономических единиц от солнца (примерное положение венеры) будет видеть и получать столько же энергии, как земля получает и видит солнце. То есть звезда будет атроформированна, по аналогии с терраформированием планет.
Для создания такой сферы нужна будет металлизированная пленка микронной толщины и при примерной массе квадратного метра в 1 грамм, масса всей сферы будет порядка 2*10^19 кг, что составляет всего 2 процента от массы Цереры, то есть очень не много в планетарных и системных масштабах.
Надо отметить, что так будет выглядеть звезда только сквозь открытые участки п-сферы, например сквозь щель в плоскости эклиптики системы. С других углов звезда, будет полностью или частично закрыта п-сферой и может выглядеть или как тусклый субкарлик, или как холодный коричневый карлик, если мы будет наблюдать только инфракрасное излучение п-сферы.
Так же меньший и нетипичный размер и светимость могут послужить ошибкой в определении расстояния до такой звезды внешним наблюдателем, который может посчитать такую звезду просто звездой G2V на большем расстоянии.
Можно предположить, что внеземные цивилизации, достигнувшие уровня колонизации других звездных систем, будет применять такие астросооружения, так как большинство звезд главной последовательности это красные карлики, а наиболее вероятны для формирования жизни звезды G и K классов. Так же можно предположить, что такая цивилизация будет колонизировать многие соседние звезды, а значит мы можем обнаружить такую деятельность. Если в некоторой окрестности будут найдены аномально кучно расположенные звезды похожих спектральных классов или несколько коричневых карликов, то большой долей вероятности можно предположить, что это результат астроинженерной деятельности разумной цивилизации.
Строительство такой п-сферы, может выглядеть для астрономов, как изменение спектра звезды ? ее нагревание, в то же время если п-сфера будет перекрывать поле зрение, то светимость будет убывать, и для астрономов звезда может превращаться в коричневый карлик ? так со стороны выглядит тепловое излучение самой п-сферы (так как зеркальность ее поверхности неидеальны и материал сферы будет нагреваться до некоторой температуры).
Есть еще одно теоретическое применение такой сферы, модернизированный вариант такой сферы может так же служить концентратором солнечного излучения в любой или почти любой точке системы. Тогда появится возможность не просто изменить спектр звезды, но и выборочно освещать с требуемой интенсивностью разные объекты в системе ? будь то планеты, спутники планет, космические сооружения производственного и жилого характера.
Хотя все это, конечно, пока сугубо гипотетично.
Oleg Podprigor. 2010.
Комментарии (8)
RSS свернуть / развернутьУ малых звезд такие сферы Дайсона могут быть использованы для их переработки на смесь дейтерия и тяжелых элементов. При этом водород(протий) у нас остается для дальнейшей работы звезды, а гелий4 сбрасывается в звезду в определенных пропорциях, чтобы перерабатывался в тяжелые элементы?
P.S.
Мне с некоторых пор кажется, что так называемая ?темная материя? есть те звезды, что уже взяты под контроль инопланетянами?
knec-kosmonavt
vadimad
Oleg_P
Про переработку дейтерия и тяжелых элементов не понял. Вы хорошо знакомы с ?устройством? звезд? С процессами в них? Что когда и где там происходит? Просто ваша фраза про переработку водорода гелия4 на тяжелые элементы, мягко говоря странна?
Oleg_P
vadimad
knec-kosmonavt
А такой ?управляемой? звездой можно освещать не только некую планету на подходящей орбите, но и любые требуемые объекты в системе, надо только модифицировать сферу, сделав ее более ?гибкой? и многофункциональной, что к стати не сильно увеличивает сложность всей конструкции. И тогда вы вполне можете освещать ярким, требуемой интенсивности светом, не только большинство планет в системе, но так же любые космо-сооружения, будь то космические станции-поселения, космические производственные сооружения, даже можно освещать некоторые ?трассы? внутрисистемных сообщений, что бы космические корабли могли использовать солнечную энергию для работы тех же электро-реактивных двигателей любого рода (ионники, плазменные и другие) имея на борту только рабочее тело.
Вообще спектр применений такокой сферы ? модератора звезды, очень широк?
Oleg_P
,135654.0.html
knec-kosmonavt
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.