מנוע כוכבי (אסטרופיזיקה)

ערך זה עוסק במגה-מבנה תאורטי. אם התכוונתם לסוג של מנוע בעירה פנימית, ראו מנוע כוכבי.

מנוע כוכבי הוא מגה-מבנה תאורטי שייעודו הוא להזיז כוכב, ביחד עם כל העצמים הכלואים אליו כבידתית. מבנה זה הוא ברמת הטכנולוגיה של ציוויליזציה טיפוס 2 בסולם קרדשב, כמו מספר מבני-על אחרים כדוגמת כדור דייסון, או מוח מטריושקה. מנוע כוכבי בדרך כלל נמצא ליד שמש, מקיף אותה, או עוטף אותה ומשתמש באנרגיה הנפלטת ממנה בצורת: חום, רוח השמש, או אור כדי להזיז אותה.

מנוע שקדוב

מנוע שקדוב הוא מראה עצומה בצורת פרבולה, הנמצאת באחד מקטבי שמש, המחזירה עד חצי מהפוטונים שהשמש פולטת לכיוון שאליו המראה מכוונת.

מיקום המראה

יש מספר גדול של מקומות שבהן המראה יכולה להיות ממוקמת, כאשר יש שני דברים שצריך לקחת בחשבון כאשר ממקמים את המראה:

מיקום המראה צריך להיות במקום שבו המנוע יעבוד, מה שאומר שאסור לו לזוז. בנוסף המראה צריכה להיות במקום שלא יקפיא או יתיך את כדור הארץ עם יותר מדי או פחות מדי אור שמש, מה שמשאיר רק את קטבי השמש.
המראה צריכה להיות במרחק מדויק מהשמש, כך שהפוטונים שהשמש פולטת והאחוז מהם שחוזרים אליה יהיו באותה עוצמה כמו הכבידה של השמש במקום שבו תהיה המראה, כך שהמראה לא תקרוס לתוך השמש או תתרחק ממנה יותר מדי.

מבנה המראה

מבנה המראה חשוב גם, מכיוון שככל שעובי המראה מחושב יותר, כך יש פחות סיכוי שהיא תקרוס לתוך השמש או תתרחק ממנה יותר מדי, בזמן שחומרי המראה יכולים גם הם לייצב את המראה בנוסף לכך שהם אחד הגורמים העיקריים להחזרת האור ולבסוף צורת המראה קובעת איך היא תחזיר את האור:

עובי המראה צריך להיות מיקרון, כדי לאזן בצורה המדויקת ביותר בין הקריסה של המראה לתוך השמש, לבין התרחקות המראה מהשמש.
המראה צריכה להיות עשויה מאלומיניום, מפני שזה חומר קל יחסית להשגה על ידי ציוויליזציות ברמה זו, בנוסף לכך שהוא יכול להחזיר הרבה אור אם מלטשים אותו בצורה הנכונה, כאשר גם משקלו מאוד עוזר לאזן את המראה.
ולבסוף המאפיין העיקרי במבנה המראה הוא צורת המראה: אם נעשה את המראה בצורת חצי-כדור, אז רוב האור יוחזר לשמש ויחמם אותה, מה שעשוי לגרום לכל מיני בעיות לא רצויות. ואם נבנה את המראה בצורת פרבולה, זה יחזיר את האור בצורה המיטבית ויתן את התוצאות המיטביות.

אופן פעולת המראה

אופן פעולת המראה, הוא, שבעזרת הפוטונים המוחזרים ממנה, המראה תדחוף את השמש 100 שנות אור ב־230 מיליון שנים, מה שנותן לנו שליטה מלאה על מסלול מערכת השמש בגלקסיה בטווח של מספר מיליארדי שנים. אבל למראה יש חסרון עיקרי אחד, שהוא שהמנוע לא מספיק מהיר כדי להבריח אותנו מכל מיני תופעות לא נעימות כמו התנגשות עם חור שחור, להתרחק מכוכב מסיבי שיכול להתקרב למערכת השמש ולהמטיר עלינו אסטרואידים, או להיכנס לטווח של סופרנובה.

מנוע קפלן

מנוע קפלן הוא תחנת חלל גדולה, המשתמשת בנחיל דייסון, השואבת חומר מהשמש כדי ליצור היתוך גרעיני. המנוע תוכנן בהזמנת ערוץ היוטיוב החינוכי קורצגזגט.

אופן פעולת המנוע

מנוע קפלן מזיז את השמש באמצעות סילון חם של חלקיקים, הנעים במהירות הקרובה ל-1% ממהירות האור, כאשר הוא מאזן את עצמו באמצעות סילון שני של חלקיקים, הדוחף את השמש מלפני המנוע, כדי לא לשגר את עצמו לשמש במקום להזיז אותה. בנוסף לכך המנוע דורש מיליוני טונות של דלק בשנייה, אותם הוא משיג באמצעות שדות אלקטרומגנטיים, שלוקחים מימן והליום מהרוח הסולארית לתוך המנוע, בנוסף לנחיל דייסון, המשגר את כל הפוטונים שהוא אוסף לנקודה אחת ספציפית בשמש, מה שמחמם את אותה הנקודה לטמפרטורות גבוהות במיוחד, מה שמשחרר מיליארדי טונות של חומר מהשמש. כדי ליצור את שני הסילונים החומר מופרד למימן ולהליום, כאשר ההליום מותך בכורים גרעיניים, בזמן שחמצן רדיואקטיבי בטמפרטורה של כמעט מיליארד מעלות צלזיוס נורה מהמנוע ומשמש ככוח הדחף העיקרי שלו. הקרן הנורת לתוך השמש כדי לאזן את המנוע, היא תוצר של המימן המצטבר, שנורה במאיצי חלקיקים אלקטרומגנטיים אל השמש.

ראו גם

קישורים חיצוניים

מנוע כוכבי, באתר Science Direct (באנגלית)
מנוע שקדוב, באתר של POPULAR MECHANICS (באנגלית)