Jednu z nich předložili experti z Rochesterské univerzity v americkém státě New York ve studii publikované v žurnálu Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

Popisují v ní, jak bychom jednou mohli využít asteroidy ke stavbě vesmírných sídel o velikosti měst. Jejich řešení je neobvyklé, sami vědci je označují za „divoce teoretické“. Fyzikálně je však možné.

Odborníci navrhují konstrukci vesmírných měst, jejichž klíčovými prvky jsou asteroidy a síťový válec z uhlíkových vláken.

Život v bubnu

Navrhovaná sídla jsou v podstatě variací na „O'Neillův válec“. Vymyslel ho fyzik Gerard O'Neill v roce 1972 – poté, co mu americká vesmírná agentura NASA dala za úkol předložit koncept vesmírného habitatu.

O'Neillův válec má formu rotujícího obydlí, které se skládá ze dvou bubnů spojených tyčí a otáčejících se v opačných směrech. Tyto válce rotují dostatečně rychle, aby odstředivou silou vytvořily umělou gravitaci.

Experti z Rochesteru vycházeli z koncepce rotujícího válce. Chtěli však vymyslet vesmírné sídlo, které by nevyžadovalo vynést obrovské množství materiálu do vesmíru.

Taková technologie by byla extrémně drahá. Proto jejich nápad staví na materiálu, který volně létá vesmírem – na asteroidech (planetkách).

Asteroidy nejsou tak velké, aby poskytovaly dostatečnou gravitaci pro vesmírný habitat. A pokud by se roztočily dostatečně rychle, aby vytvořily umělou gravitaci, tak by se rozpadly.

Rochesterští stavitelé proto navrhují omotat síťový válec ze superpevných uhlíkových nanovláken kolem asteroidu o velikosti planetky Bennu, která má poloměr 300 metrů.

Asteroid by pak uvedli do rychlé rotace. Jeho materiál by se při ní odstředivou silou rozpadl na suť. Ta by se stala základem rotujícího válce s umělou gravitací.

Technologie už máme

Experti spočítali, že síť může zachovat celistvost velkého rotujícího válce složeného z rozptýleného asteroidového regolitu.

Požadovaná pevnost v tahu materiálu sítě – největší hodnota tlaku, při kterém se materiál ještě nepřetrhne – se mění s poloměrem a tloušťkou stanoviště a je zhruba 200 megapascalů pro těleso asteroidu o poloměru 300 metrů, které se roztočí tak, aby poskytlo gravitační zrychlení 0,3 g při zvětšení svého poloměru na 3 kilometry a konečné tloušťce suti z regolitu 2 metry. Při roztáčení válce by bylo možné využít solární energii.

„Na základě našich výpočtů by se Bennu mohl rozšířit na válcový vesmírný habitat s obytnou plochou asi 22 čtverečních mil (56 čtverečních kilometrů),“ říká na webu Rochesterské univerzity profesor fyziky Adam Frank, který projekt vedl, a upozorňuje: „To je zhruba velikost newyorského Manhattanu.“

Suť by mohla sloužit nejen jako půda, ale i jako štít před kosmickým zářením a poskytovala by rovněž surovinovou základnu.

Samozřejmě, že takovému projektu stojí v cestě mnohé překážky. Museli bychom například pro síť habitatu vyrobit na současné poměry gigantické množství uhlíkových nanovláken. Největší konstrukce z nanovláken přitom dnes měří pouze několik centimetrů.

Jenže vědci nepočítají s tím, že asteroidový habitat začneme stavět v příštím roce nebo desetiletí.

„Je zřejmé, že města na asteroidech v dohledné době nikdo stavět nebude, ale technologie potřebné k tomuto druhu staveb neporušují žádné fyzikální zákony,“ upozorňuje Adam Frank, který na projektu začal pracovat s několika studenty během covidových lockdownů.