Kosmiczne Megastruktury - Torus Stanforda, czyli jak będą wyglądały ludzkie kolonie w przestrzeni kosmicznej

Jedną z ciekawszych megastruktur jest Torus Stanforda, czyli ogromna kolonia w przestrzeni kosmicznej.

Idea kosmicznych kolonii pojawiła się już ponad 100 lat temu. W 1903 roku Konstanty Ciołkowski, jeden z pionierów kosmonautyki, spekulował w swojej książce „Poza Ziemią” nad budową obracającej się stacji kosmicznej, na której można by nawet uprawiać rośliny. Z kolei w roku 1929 fizyk John Desmond Bernal zaproponował budowę kosmicznej kolonii o populacji 30 tysięcy mieszkańców. Sferyczna skorupa o średnicy 1,6 km miałaby zostać wypełniona powietrzem, a rotacja zapewniałaby sztuczną grawitację.


W tym samym czasie słoweński inżynier rakietowy Herman Potocnik rozważał możliwość umieszczenia obracającej się stacji kosmicznej na orbicie geostacjonarnej. Po II wojnie światowej niemiecki uczony Werner von Braun przedstawił wiarygodny opis takiej stacji, zamieszkałej przez ludzi. Jego pomysł, opisany w popularnym magazynie „Collier's”, polegał na wykorzystaniu okrągłych modułów, połączonych w coś podobnego do koła, co miało wirować, by symulować grawitację. Koncepcje struktur zaproponowanych przez tych wybitnych naukowców zostały rozwinięte w latach 70., gdy NASA pragnęła zaprojektować system do kolonizacji kosmosu.


W tworzeniu projektu brali udział naukowcy z NASA oraz Uniwersytetu Stanforda. Po owocnych dyskusjach latem 1975 roku przedstawili projekt ogromnej kosmicznej kolonii, którą nazwano Torus Stanforda. Nazwą „torus” określa się bryłę geometryczną w kształcie pierścienia. Właśnie taki kształt miałaby posiadać ta ogromna struktura, z tym że dodatkowo w jej środku znajdowałaby się jeszcze centralna część konstrukcji. Podstawowym problemem, na który trzeba było znaleźć rozwiązanie, była kwestia wytworzenia sztucznej grawitacji sprawiającej, że ludzie mogliby tam spokojnie mieszkać. Po dyskusjach uznano, że cała konstrukcja powinna się obracać raz na minutę, przez co dzięki sile odśrodkowej wewnątrz pierścienia powstałaby sztuczna grawitacja na poziomie 0,9 – 1 g.


Światło słoneczne byłoby dostarczane do wnętrza torusa za pomocą systemu luster. Do odwzorowania ziemskiej atmosfery użyto by dużych, cienkościennych zbiorników ciśnieniowych. Wg projektu Torus Stanforda miałby średnicę 1,8 km i mogłoby tam mieszkać ok. 10 000 ludzi. Taki teren byłby wystarczająco duży, aby można w nim było symulować naturalne środowisko. Przestrzeń byłaby podzielona na część mieszkalną oraz część przeznaczoną do rolnictwa. Wnętrze konstrukcji przypominałoby długą, wąską, U-kształtną dolinę lodowcową, której końce sięgają ku górze i zamykają się tworząc kompletne koło. Pierścień byłby połączony z centralną częścią za pomocą sześciu szprych o średnicy 15 metrów, które służyłyby jako przejścia dla ludzi oraz odpowiednich materiałów podróżujących z i do pierścienia.


Torus Stanforda byłby obiektem o masie ponad 10 milionów ton. Do budowy używano by materiałów wydobytych z Księżyca. Wielka maszyna umieszczona w drugim punkcie Lagrange’a zbierałaby materiały, po czym przenosiłaby je do piątego punktu Lagrange’a, gdzie mogłyby zostać przetworzone, aby zbudować torus. Alternatywnym źródłem zbierania materiałów mogłoby być pozyskiwanie ich z asteroid. W kolejnych latach rozważano zwiększenie wymiarów pierścienia, dzięki czemu konstrukcję mogłoby zamieszkiwać znacznie więcej, bo nawet 140 000 ludzi. Mimo że od stworzenia projektu minęło ponad 40 lat, NASA nigdy nie spróbowała zbudować takiej megastruktury. Po pierwsze, budowa Torusa Stanforda byłaby bardzo trudnym zadaniem, a po drugie wymagałaby ogromnego budżetu. Wg niektórych szacunków koszt takiego przedsięwzięcia wyniósłby nawet kilkanaście bilionów dolarów.


Na razie nie zanosi się na to, aby takie konstrukcje powstały z rąk Ziemian. Jeśli kiedyś doszłoby do przełomu, to prawdopodobnie pierwszym krokiem byłaby budowa megastruktury w pobliżu Ziemi, tak aby na bieżąco monitorować rozwój pierwszej kolonii. Gdyby okazało się, że wszystko poprawnie funkcjonuje, to być może podjęto by decyzję o budowie kolejnych kolonii już w dalszej odległości od Ziemi. Ogromne miasta zamieszkałe przez Ziemian mogłyby się znajdować w pobliżu innych planet. W ten sposób w przypadku, gdy planeta zupełnie nie nadaje się do zamieszkania, można by mieszkać w megastrukturze znajdującej się w jej pobliżu. Być może w bardzo odległej przyszłości możliwa byłaby również budowa kolonii na orbitach innych gwiazd. Samowystarczalne konstrukcje byłyby niezależne od macierzystej planety i w przypadku zagłady życia na Ziemi, ludzka cywilizacja dalej trwałaby w przestrzeni kosmicznej.


Być może w przyszłości Ziemianie opracują znacznie lepsze metody na przetrwanie naszego gatunku oraz zaludnianie wszechświata. Z drugiej strony, niewykluczone, że to właśnie budowa kosmicznych kolonii jest jednym z najlepszych sposobów kolonizacji. Być może gdzieś w innych częściach naszej galaktyki istnieją zaawansowane cywilizacje, które już miliony lat temu podjęły odpowiednie kroki, aby zaludnić obce światy. Cywilizacje o wyższym poziomie rozwoju mogły stworzyć setki baz i kolonii w różnych układach gwiezdnych oraz odpowiednio je zabezpieczyć przed meteoroidami i innymi zagrożeniami z kosmosu.

Poniższy film zawiera znacznie rozszerzoną wersję tematu: