Ах, астрономия! Сколько странных открытий и сюрпризов она дарит неокрепшему детскому разуму! Помню, как я гордилась собой, когда во втором классе на школьной викторине самой первой смогла дать ответ на вопрос: «У каких планет есть кольца». Тогда, в нежные девять лет, я и не представляла, что величественный Сатурн – не единственный обитатель Солнечной системы, имеющий такое необычное «украшение».
Что такое кольца
На самом деле, то, что мы называем «Кольцом», было бы правильнее назвать «цепью» или потоком. Несмотря на то, что с Земли или даже в мощный телескоп кольца Сатурна или Юпитера выглядят цельными, состоят они, на самом деле, из миллиардов отдельных фрагментов. В зависимости от состава самой планеты и окружающего космоса, этими «ингредиентами» может быть:
- космическая пыль (обычно она составляет 80 – 90% всей массы колец);
- смёрзшийся до состояния льда газ;
- обломки астероидов.
Причём такие «камешки» могут быть как крошечными, длиной в несколько метров, так и гигантскими, достигающими нескольких сотен километров. И, конечно, они не соприкасаются друг с другом, а свободно летят на огромной скорости вокруг планеты. Между крупными астероидами расстояние, как правило, колеблется от нескольких десятков до нескольких тысяч километров. А пространство между ними заполнено также быстро двигающейся мелкой пылью и льдом.
Сколько лет кольцам Сатурна?
По мнению большинства астрономов, кольцам Сатурна не более 100 миллионов лет, и это лишь малая часть от того срока, что существует планета. Чтобы такое же украшение образовалось у Земли, потребуется всего один астероид среднего размера, разрушившийся на куски у нашего предела Роша (примерно в 18000 километров от поверхности). Большая часть космического гостя, правда, обрушится в этом случае на головы землян, но это уже другая история. Наверняка трагичная. Поэтому давайте просто предположим, что астероид разлетелся вблизи планеты раньше, чем здесь появились люди.
А Вы смотрели: Самая большая и циничная ложь о потеплении климата
Итак, во многих отношениях жизнь человека была бы точно такой же, как сейчас. Но были бы и некоторые очевидные отличия. Всякий раз, глядя в небо, мы видели бы остатки древнего астероида. Астрономы изобрели бы способы наблюдения за космосом, игнорирующие эти обломки. Метеорологи тратили бы много времени на отслеживание колец и предсказание их движения. Летающие в непосредственной близости от Земли скопления льда и камня, возможно, возмущали бы атмосферу, из-за чего погодные системы на планете были гораздо менее стабильными. Художники, кинорежиссёры, фотолюбители — все они непременно изображали бы своих героев на фоне этих живописных колец. А вы бы не сделали селфи на фоне такого чуда природы?
У каких планет есть кольца
В Солнечной Системе кольца имеет половина всех «официально признанных» планет:
- Сатурн;
- Нептун;
- Уран (правда, его кольца удалось увидеть лишь в 1977 году, настолько они тусклые);
- Юпитер – его кольца были открыты зондом Вояджер-1, с Земли их невидно, так десятки более крупных спутников затмевают неяркое свечение колец;
- Считается также, что кольца должны быть у Плутона.
А в 2012 году астрономы нашли экзопланету за пределами Солнечной Системы, вокруг которой вращается 37 крупных колец, а те, в свою очередь, состоят из тысяч более мелких. Ширина всех их — десятки миллионов километров!
Но лично меня в детстве поразило то, что кольца есть у нескольких естественных спутников, вращающихся вокруг планет-гигантов, и даже у астероидов. Например, Рея, спутник Сатурна, имеет целых три таких «украшения»! Есть кольцо и астероида Харикло – правда, астероид этот очень крупный, но всё равно поразительно!
Какие бы были отличия?
Самым заметным отличием были бы светлые ночи — кольца, расположенные в районе экватора, отражали бы на Землю гораздо больше солнечного света, чем это делает Луна. На приливы и отливы они бы также повлияли, но им было бы далеко по силе этого воздействия до нашей старой доброй спутницы. Также они весьма заметно повлияли бы на процессы, происходящие в а, который 13 лет находился на орбите Сатурна, установил, что ионосфера планеты, то есть слой атмосферы, наполненный электрически заряженными частицами, под тенью диска намного холоднее и плотнее, чем во всех остальных местах. Если экстраполировать эти выводы на Землю, то кольца не только создадут заметные полосы холода, но и в значительной степени затруднят передачу радиосигналов по всему миру.
Ничто, однако, не вечно. Исчезают даже кольца Сатурна, причём весьма с тревожной скоростью — по некоторым подсчётам, им осталось не более 100 миллионов лет. Их вещество непрерывным дождём опадает на планету, притягиваемая гравитацией. Если верить измерениям «Кассини», то объём этого «дождя» достигает примерно 11 тонн в секунду. Вероятно, на Земле происходило бы то же самое, пусть и в меньших масштабах. Районы, где он должен выпадать, были бы если и не совсем необитаемыми, но крайне опасными для здоровья. Жителям здесь постоянно приходилось бы следить, чтобы им не упало что-нибудь на голову. А как думаете вы? Что было бы, если бы у Земли были кольца, как Сатурна? Мы что-то пропустили? Комментарии открыты. Пишите.
А Вы смотрели: Что было бы, если бы люди были холоднокровными?
Проекты создания искусственных колец
Один из проектов Николы Теслы предполагал постройку вокруг экватора Земли твёрдого кольца с использованием гигантской системы подпорок. После завершения строительства подпорки должны были быть убраны, после чего кольцо должно было оказаться подвешенным в пространстве, вращаясь с той же скоростью, что и Земля. По словам Тесла, если бы удалось затормозить вращение этого кольца, оно бы могло использоваться для путешествий с огромной скоростью]. Аналогичные проекты с использованием современных технологий (Например, колоссальных углеродных трубок) предлагаются и в настоящее время]
.
В начале 1960-х годов искусственное кольцо вокруг Земли было создано Вооружёнными силами США для нужд дальней радиосвязи в рамках проекта West Ford. Кольцо состояло из 480 000 000[10] медных дипольных антенн (иглы длиной 1, 78 см, диаметром 25, 4 микрометра (1961) или 17, 8 микрометров (1963)[11][12], выведенных на орбиту. Первая попытка запуска состоялась 21 октября 1961 года[12], однако иглы не распределились по орбите. Успешный запуск состоялся 9 мая 1963 года[12], после чего кольцо успешно использовалось для радиосвязи. Иглы находились на средней околоземной орбите высотой от 3500 до 3800 км с наклонением 96 и 87°[13]. Проект был закрыт в связи с разработкой современных спутников связи и из-за протестов со стороны учёных и общественности относительно загрязнения космоса[14]. К 1970 году большинство игл под воздействием давления солнечного ветра вошли в атмосферу и опустились на Землю; из-за их небольшого размера они достигли поверхности невредимыми: в Арктике на квадратный километр выпало до 5 игл[14]. По состоянию на 2008 год, несколько скоплений игл ещё оставалось на орбите[15]
.
Создание вокруг Земли искусственных колец может использоваться как способ изменения климата. Так, по проекту американской компании Star Technology and Research, создание каменного кольца на экваториальной орбите позволило бы уменьшить поток солнечных лучей в экваториальных районах Земли и компенсировать влияние глобального потепления[16]. Стоимость проекта оценивается в сумму от 6 триллионов до 200 триллионов долларов США в случае создания каменного кольца и 500 миллиардов долларов США при создании кольца из искусственных спутников Земли[17]
.
При этом отмечается, что любые попытки глобального воздействия на климат являются опасными, так как отсутствует достаточное понимание процессов изменения климата, в частности, их стабильности[17]
.
Гипотезы о существовании колец в прошлом[ | ]
В 1980 году в журнале Nature была опубликована статья, автор которой, Джон О’Киф из Goddard Space Flight Center, предположил, что 34 миллиона лет назад у Земли могли существовать кольца, подобные кольцам Сатурна. О’Киф связал уменьшение зимних температур в позднем эоцене с выпадением большого числа тектитов.
Он предположил, что тектиты и микротектиты, захваченные гравитационным полем Земли, могли образовать кольцо, стабильное на протяжении нескольких миллионов лет. Затенение Земли кольцом могло привести к глобальному похолоданию, с которым связывается вымирание многих видов морских организмов в позднем эоцене[2][3].
По мнению Питера Фосетта (Университет Нью-Мексико) и Марка Бослоу (Sandia National Laboratories, Министерство энергетики США), формирование системы колец, состоящих из вещества, выброшенного при столкновении комет и астероидов с Землёй, могло стать одной из причин глобального оледенения[4].
Исследование сообщений о падении метеоритов, наблюдении болидов и метеорных дождей за период с 800 года до н. э. по 1750 год н. э., проведённое учёными Национального музея Дании, показало, что можно выделить 16 периодов увеличения числа подобных явлений. Авторы исследования связывают такие увеличения с распадом захваченного Землёй небольшого небесного тела (кометы или астероида) в зоне Роша с последующим образованием кольца и выпаданием его материала в форме метеоров и метеоритов[5].
А вот так бы выглядело небо с Земли, если бы вместо Луны был бы Сатурн
Самый масштабный проект Николы Теслы — построить вокруг Земли планетарное кольцо. Как у Сатурна, только чтобы им еще можно было управлять. Сейчас его идею хотят воплотить некоторые физики и футурологи. Давайте посмотрим, зачем Тесле потребовалось такое кольцо и какие подобные проекты существуют в наши дни.
Тесла предлагал построить вокруг Земли по экватору кольцо. По форме – как у Сатурна, только оно должно быть не из пыли, а твердое. Потом это кольцо планировалось поднять на лесах-подпорках в космос и потом убрать подборки. После этого кольцо повиснет в пространстве и начнет вращаться вместе с Землей.
В дальнейшем нужно построить систему торможения кольца и можно будет с огромной скоростью путешествовать.
Кольцо могло бы стать и удобной стартовой площадкой для космических кораблей. Если после быстрого вращения кольцо резко затормозить, то корабль с большой скоростью вылетит в космос. С учетом, что сила трения в космосе близка к нулю, мы получим большой разгон для ракеты.
Но вот как именно затормозить кольцо, Тесла так и не придумал. Планировал разработать это в дальнейшем.
34 млн лет назад у Земли уже могли быть свои кольца
Кольца вокруг планет – не постоянное явление. К примеру, по оценкам астрофизиков из Калифорнийского университета (США), кольца у Сатурна появились всего 100 млн лет назад. Тогда в него врезался метеорит или комета.
Кольца у Сатурна очень тонкие по космическим меркам – ширина примерно полтора километра. И они стремительно теряют массу. По оценкам ученых, кольца Сатурна полностью исчезнут через 300 млн лет. Кольца также обнаружены у Юпитера, Урана, Нептуна и некоторых их спутников. Эти кольца состоят из частичек льда и пыли.
Некоторые ученые – например астроном NASA Джон О’Киф – считают, что раньше у Земли тоже были кольца. Это случилось 34 млн лет назад, когда Земля прошла сквозь облако частиц и захватила их своей гравитацией. И из-за этого на Земле в тот период произошло глобальное похолодание. Однако Земле, в отличие от Сатурна, было трудно удержать кольца. Земные кольца быстро разрушались под воздействием Луны и солнечного ветра, который у нашей орбиты гораздо сильнее чем у Сатурна. Но 100-процентных доказательств, что у Земли были кольца, пока нет.
В 1988 году советские астрономы сделали предположения, что у Земли есть кольца. Это мелкие частички пыли
Идея американцев — не первая. Строительство колец вокруг Земли — это один из самых экстравагантных проектов физика-гения Никола Теслы.
Российский проект кольца вокруг Земли
Российский архитектор-футуролог Артур Скижали-Вейс уверен, что в будущем человечество построит орбитальное кольца. Для того, чтобы на них жить! Он даже разработал проект кольца вокруг Земли.
Согласно его проекту, разработанному с группой российских футурологов, кольцо должно вращаться на высоте 70 тыс км от Земли. Там кольцо не будет мешать людям на Земле и на нем вполне можно будет жить. Толщина кольца — несколько километров. Это позволит вместить внутри него не только дома, но и реки, леса. Там будет искусственная гравитация, а за счет сельского хозяйства люди на орбите смогут обеспечивать себя полностью сами.
Орбитальное кольцо в проекте Артура Скижали-Вейса
По мнению архитектора, колонизация других планет – слишком трудозатратная история. Возможно, спустя десятки тысяч лет и получится не только летать на другие планеты, но и адаптировать местный климат и гравитацию под человеческие мерки.
Тесла был первым, кто придумал построить орбитальное кольцо вокруг Земли. С тех пор подобные проекты постоянно витают в воздухе (я рассказал выше лишь об одном из них). Поэтому рано или поздно человечество захочет создать такое кольцо — слишком уж велика выгода.
А как вы сами думаете, возможен такой проект? Ведь проблема с перенаселением планеты скоро может встать остро. Поэтому нужна экспансия. Вопрос куда быстрее — на другие планеты или на орбитальное кольцо?
Ну а напоследок взгляните на эту прекрасную визуализацию. Как бы выглядела наша планета, если бы у нее были кольца.
