Los motores estelares son una clase de megaestructuras hipotéticas que utilizan la radiación de una estrella para crear energía utilizable. El concepto ha sido introducido por Badescu y Cathcart. [1] Algunas variantes usan esta energía para producir empuje y, por lo tanto, acelerar una estrella y cualquier cosa que la orbite en una dirección determinada. [2] [3] La creación de tal sistema convertiría a sus constructores en una civilización de Tipo II en la escala de Kardashev .
Clases
Se han definido tres clases de motores estelares: [1]
Clase A (propulsor Shkadov)
Uno de los ejemplos más simples de un motor estelar es el propulsor Shkadov (llamado así por el Dr. Leonid Shkadov, quien lo propuso por primera vez), o un motor estelar de Clase A. [4] Tal motor es un sistema de propulsión estelar, que consiste en un enorme espejo / vela ligera —en realidad, un tipo masivo de estatita solar lo suficientemente grande como para clasificar como una megaestructura— que equilibraría la atracción gravitacional hacia la estrella y la presión de radiación alejándola de ella. Dado que la presión de radiación de la estrella ahora sería asimétrica , es decir, se emite más radiación en una dirección en comparación con otra, la presión de radiación "en exceso" actúa como un empuje neto , acelerando la estrella en la dirección de la estatita flotante. Tal empuje y aceleración serían muy leves, pero tal sistema podría ser estable durante milenios. Cualquier sistema planetario unido a la estrella sería "arrastrado" por su estrella madre. Para una estrella como el Sol , con luminosidad 3,85 × 10 26 W y la masa 1,99 × 10 30 kg , el empuje total producido por reflejando medio de la salida solar sería 1,28 × 10 18 N . Después de un período de un millón de años, esto produciría una velocidad impartida de 20 m / s, con un desplazamiento de la posición original de 0,03 años luz . Después de mil millones de años, la velocidad sería de 20 km / sy el desplazamiento de 34.000 años luz, un poco más de un tercio del ancho estimado de la Vía Láctea .
Clase B
Un motor estelar de Clase B es una esfera Dyson —de cualquier variante— construida alrededor de la estrella, que usa la diferencia de temperatura entre la estrella y el medio interestelar para extraer energía utilizable del sistema, posiblemente usando motores térmicos o células fotovoltaicas . A diferencia del propulsor Shkadov, dicho sistema no es propulsor.
Clase C
Un motor estelar de Clase C , como el motor Badescu-Cathcart, [1] combina las otras dos clases, empleando tanto los aspectos de propulsión del propulsor Shkadov como los aspectos de generación de energía de un motor de Clase B.
Un caparazón de Dyson con una superficie interior parcialmente cubierta por un espejo sería una encarnación de dicho sistema (aunque sufre los mismos problemas de estabilización que un caparazón no propulsor), al igual que un enjambre de Dyson con un gran espejo de estatita (ver imagen de arriba). Una variante de burbuja Dyson ya es un propulsor Shkadov (siempre que la disposición de los componentes de estatita sea asimétrica); agregar capacidad de extracción de energía a los componentes parece una extensión casi trivial.
Propulsor Caplan
El astrónomo Matthew E. Caplan, de la Universidad Estatal de Illinois, propuso un tipo de motor estelar que utiliza energía estelar concentrada para excitar ciertas regiones de la superficie exterior de la estrella y crear rayos de viento solar para ser recolectados por un ensamblaje de estatorreactor multi- Bussard , produciendo dirigido plasma para estabilizar su órbita y chorros de oxígeno-14 para empujar la estrella. Utilizando cálculos rudimentarios que suponen la máxima eficiencia, Caplan estima que el motor Bussard usaría 10 12 kg de material solar por segundo para producir una aceleración máxima de 10 −9 m / s 2 , lo que produciría una velocidad de 200 km / s después de 5 millones de años. y una distancia de 10 parsecs durante 1 millón de años. Si bien, en teoría, el motor Bussard funcionaría durante 100 millones de años dada la tasa de pérdida de masa del Sol, Caplan considera que 10 millones de años son suficientes para evitar una colisión estelar. [5] Su propuesta fue encargada por el canal educativo alemán de YouTube Kurzgesagt . [6]
Motores estelares en la ficción
En Olaf Stapledon 1937 's ciencia ficción novela Star Maker , algunas civilizaciones galácticas avanzadas intentan usar motores estelares para impulsar sus sistemas planetarios a través de la galaxia con el fin de contactar físicamente otras civilizaciones galácticas avanzadas. Sin embargo, resulta que las estrellas son formas de vida con una conciencia propia, y sus conciencias están extremadamente perturbadas por esto que les sucede, porque viola el canon de la danza del ballet galáctico que las estrellas sienten que son parte y de la cual las estrellas se sienten parte. las estrellas sienten que es el foco principal y el ritual más sagrado de sus vidas. Entonces, aquellas estrellas cuyas civilizaciones circundantes intentan obligarlas a moverse en una dirección diferente se vengan suicidándose al explotar como supernovas , destruyendo así sus mundos acompañantes. Esto inicia la Guerra de las Estrellas y los Mundos , que durará millones de años, y se convierte en un evento fundamental en la historia de la galaxia. La guerra solo termina cuando las civilizaciones galácticas descubren cómo comunicarse telepáticamente con las estrellas y concertar una tregua. [7]
La novela Manifold: Space de Stephen Baxter tiene un propulsor Shkadov construido alrededor de una estrella de neutrones que está destinada a chocar con otra estrella de neutrones; la intención es retrasar la colisión, para que la civilización galáctica no sea aniquilada.
La novela Cuenco del cielo de Larry Niven y Gregory Benford describe una megaestructura en forma de cuenco que utiliza campos magnéticos para hacer que su estrella emita un chorro de plasma, que mueve la estrella acompañada de la megaestructura. [8]
La película Avengers: Infinity War en Marvel Cinematic Universe tiene una serie de escenas que tienen lugar en Nidavellir, un motor estelar utilizado como forja de armas.
Ver también
- Esferas de Dyson en la cultura popular
Referencias
- ^ a b c Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (2000). "Motores estelares para la civilización tipo II de Kardashev" . Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 53 : 297-306. Código Bibliográfico : 2000JBIS ... 53..297B .
- ^ Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (febrero de 2006). "Uso de motores estelares Clase A y Clase C para controlar el movimiento del Sol en la galaxia". Acta Astronautica . 58 (3): 119-129. Código Bibliográfico : 2006AcAau..58..119B . doi : 10.1016 / j.actaastro.2005.09.005 .
- ^ Badescu, Viorel; Cathcart, Richard B. (2006). "Capítulo 12: Motores estelares y el movimiento controlado del sol". Macroingeniería: un desafío para el futuro . Biblioteca de Ciencia y Tecnología del Agua. 54 . págs. 251–280. doi : 10.1007 / 1-4020-4604-9_12 . ISBN 978-1-4020-3739-9.
- ^ Shkadov, Leonid (10 a 17 de octubre de 1987). "Posibilidad de controlar el movimiento del sistema solar en la galaxia". Actas del 38º Congreso Astronáutico Internacional de la IAF . 38º Congreso Astronáutico Internacional IAC 1987. Brighton, Inglaterra: Federación Astronáutica Internacional. págs. 1–8. Bibcode : 1987brig.iafcR .... S .
- ^ Caplan, Matthew (17 de diciembre de 2019). "Motores estelares: consideraciones de diseño para maximizar la aceleración" . Acta Astronautica . 165 : 96-104. Código bibliográfico : 2019AcAau.165 ... 96C . doi : 10.1016 / j.actaastro.2019.08.027 . Archivado desde el original el 23 de diciembre de 2019 . Consultado el 22 de diciembre de 2019 . URL alternativa
- ^ "Cómo mover el sol: motores estelares" . YouTube . Kurzgesagt. 22 de diciembre de 2019 . Consultado el 26 de abril de 2021 .
- ^ Stapledon, Olaf (1937). "11: Estrellas y alimañas". Star Maker . Methuen.
- ^ Niven, Larry (2012). Cuenco del cielo . Tor Books .
- Motor estelar (artículo en el sitio web de la Enciclopedia de Astrobiología, Astronomía y Vuelos Espaciales)
- Viaje solar ( Astronomía hoy , sección de exploración)
- Shkadov, LM (10 al 17 de octubre de 1987). Posibilidad de controlar el movimiento del sistema solar en la galaxia . 38º Congreso de la Federación Astronáutica Internacional . Brighton, Reino Unido. Bibcode : 1987brig.iafcR .... S . Documento IAA-87-613.