Roje Dysona – kosmiczne źródło energii, które może zniszczyć Ziemię

Pozyskiwanie energii ze Słońca na skalę kosmiczną to marzenie, które mogłoby rozwiązać problemy energetyczne ludzkości na zawsze. Koncepcja wykorzystania pełnej mocy gwiazdy macierzystej do zaspokojenia potrzeb wysoko rozwiniętej cywilizacji wydaje się kusząca, jednak jak wskazują najnowsze badania, takie przedsięwzięcie może nieść ze sobą katastrofalne konsekwencje – nie tylko dla odległych planet, ale przede wszystkim dla naszej własnej.

 

 

Idea sięga 1960 roku, kiedy amerykański fizyk Freeman Dyson zaproponował koncepcję wykrywania pozaziemskich cywilizacji poprzez poszukiwanie megastruktur zdolnych wykorzystać energię macierzystych gwiazd. Pierwotnie dyskutowano o sferycznej powłoce o promieniu porównywalnym z orbitami planetarnymi, którą później nazwano sferą Dysona.

 

Według teoretyków, takie struktury można byłoby wykryć dzięki nadmiarowi promieniowania podczerwonego, powstającego w wyniku nagrzewania się sztucznej powłoki. Charakterystycznym sygnałem byłoby źródło promieniowania o nietypowym widmie, niemożliwym do wyjaśnienia przez znane procesy astrofizyczne, ale pasującym do modelu sfer Dysona o temperaturach od 100 do 700 kelwinów.

 

Z czasem koncepcja ewoluowała – zamiast stałego kokonu otaczającego gwiazdę, naukowcy zaproponowali rój milionów satelitów wyposażonych w panele słoneczne. Taki rój Dysona wydaje się bardziej realistyczny z inżynieryjnego punktu widzenia, ponieważ mógłby być budowany stopniowo, w miarę wzrostu zapotrzebowania na energię. Potencjalnie, taka technologia mogłaby wynieść cywilizację na nowy poziom rozwoju, czyniąc ją typem II w skali Kardaszewa, która mierzy zaawansowanie technologiczne ilością wykorzystywanej energii.

 

Choć przez długi czas koncepcje te pozostawały w sferze science fiction, dzisiejszy rozwój technologii kosmicznych sprawia, że wizja ta staje się bardziej realna. Pojawia się jednak kluczowy problem – wydobywanie energii gwiazdy macierzystej może mieć nieprzewidziane konsekwencje dla planet znajdujących się w jej układzie.

Image

Niemiecki inżynier Ian Marius Peters z Instytutu Energii Odnawialnej Helmholtza postanowił zbadać, jak rój Dysona wpłynąłby na klimat Ziemi. W pracy opublikowanej w czasopiśmie "Solar Energy Materials and Solar Cells", Peters analizował różne konfiguracje satelitów względem naszej planety.

 

Wyniki badań są niepokojące. Niewielki rój umieszczony blisko Słońca staje się zbyt gorący, by efektywnie działać, a jednocześnie blokuje część światła słonecznego, zakłócając naturalne oświetlenie Ziemi. Z kolei większe instalacje zlokalizowane blisko orbity Ziemi, mimo że mogłyby gromadzić ogromne ilości energii, dramatycznie podnosiłyby temperaturę naszej planety.

 

Obliczenia wykazały, że gdyby rój Dysona umieścić tuż poza orbitą Ziemi, temperatura planety wzrosłaby o 140 kelwinów, co uczyniłoby ją zupełnie niezdatną do zamieszkania. Taki scenariusz wyklucza przetrwanie ludzkości. Istnieje jednak możliwość kompromisu.

Image

Według Petersa, umieszczenie częściowego roju w odległości 2,13 jednostek astronomicznych od Słońca (między orbitami Marsa i Jowisza) pozwoliłoby przekształcić cztery procent jasności Słońca w energię – około 15,6 jottawatów. W tym scenariuszu temperatura na Ziemi wzrosłaby o mniej niż trzy kelwiny, co jest porównywalne ze współczesnymi zmianami klimatycznymi.

 

Naukowiec przedstawił również inne kalkulacje. Rój umieszczony w odległości 8,2 jednostek astronomicznych (między orbitami Jowisza i Saturna) podniósłby temperaturę Ziemi o cztery kelwiny. Przy 9,5 jednostkach astronomicznych (orbita Saturna) wzrost wyniósłby trzy kelwiny, przy 11,7 jednostkach astronomicznych (między Saturnem i Uranem) – dwa kelwiny, a przy 16,6 jednostkach astronomicznych (bliżej Urana) – jeden kelwin.

 

Głównym problemem jest promieniowanie cieplne. Panele słoneczne pochłaniają światło i przekształcają je w energię, ale część ciepła jest rozpraszana w przestrzeni kosmicznej. Jeśli struktura jest zbyt gęsta, ciepło odbija się z powrotem w kierunku planet, powodując efekt cieplarniany.

Image

Realizacja projektu roju Dysona wiązałaby się również z problemem materiałowym. Do stworzenia takiej struktury potrzeba byłoby około 1,3×10²³ kilograma krzemu, co znacznie przewyższa wszystkie dostępne zasoby naszej planety.

 

Mimo że koncepcja roju Dysona otwiera fantastyczne perspektywy energetyczne, wiąże się również z poważnymi zagrożeniami – taka struktura mogłaby zamienić Ziemię w jałową pustynię. Na obecnym etapie rozwoju technologicznego tego typu projekty pozostają jedynie teoretycznymi rozważaniami, jednak jeśli ludzkość kiedykolwiek osiągnie poziom umożliwiający ich realizację, kluczowym wyzwaniem będzie znalezienie bezpiecznych metod wykorzystania potencjału takich satelitów.