Science fiction-film med et millionbudget er ikke længere forbeholdt Hollywood. Kina har også katapulteret sig ind på dette lukrative marked. Lanceringen af The Wandering Earth, en ambitiøs kinesisk film på mere end to timer, der er synlig på Netflix, stammer fra begyndelsen af 2019.

Historien tager lidt det af den mytiske Space: 1999-serie, hvor Månen forlod Jordens bane efter en katastrofal atomeksplosion og fandt sig selv vandrende i det dybe rum og endte på en eller anden måde på ruten til hypotetiske ekstrasolare planeter beboet af usandsynlige fremmede civilisationer.

I tilfældet med den kinesiske film er det ikke månen, der forlader Jordens bane, men selve Jorden, der forlader sin bane omkring Solen. I den filmiske fiktion begyndte Solen at udvide sig faretruende, og for at undslippe dens dødsgreb foreslår videnskabsfolk at sende vores planet til Alpha Centauri-systemet, der ligger mere end fire lysår væk. Med henblik herpå overlader alle jordens regeringer, der er berørt af pludselig visdom, magten til et overnationalt organ. Denne organisme beslutter at opføre en række gigantiske motorer langs ækvator, hvis opgave bliver at give planeten den nødvendige kraft til at løsrive sig fra solens tyngdekraft og påbegynde en århundreder lang rejse mod Alpha Centauri.

Vi udelader de efterfølgende komplikationer i handlingen, hvor Jorden risikerer at blive ødelagt af den jovianske tyngdekraft, og lader os spørge os selv, om filmens grundlæggende antagelse – at flytte Jorden fra dens bane omkring Solen – på en eller anden måde er gennemførlig. Matteo Ceriotti, en italiensk rumfartsingeniør og forsker ved School of Engineering ved University of Glasgow i Skotland, stillede sig selv det samme spørgsmål. Lad os se de svar, som Ceriotti fandt, baseret på de ikke mange metoder, der teoretisk set er nyttige for at lykkes i et sådant foretagende.

Det skal dog præciseres, at den hypotese, som Ceriotti analyserer, ikke er netop den, der er beskrevet i filmen: At “sende” Jorden til Alpha Centauri er en idé, der lyder for usandsynlig til at blive taget alvorligt. Ceriotti har mere beskedent undersøgt muligheden for at flytte planeten på en bane 50% længere væk fra solen end den nuværende. Det spørgsmål, der skal besvares, er i bund og grund følgende: Er det muligt at udvide Jordens bane, indtil den falder nogenlunde sammen med Mars’ bane? Lad os se.

Den mest grundlæggende metode, der falder mig ind for at flytte et himmellegeme fra sin bane, er at gøre det på den hårde måde. I filmen Armageddon fra 1998 blev atomsprænghoveder brugt til at afbøje eller, mere korrekt, til at splintre en asteroide på kollisionskurs med Jorden. Fra science fiction til videnskab: NASA og ESA har begge planlagt missioner med henblik på at bruge et kinetisk slagvåben, dvs. en kugle, til at afbøje en lille asteroide lidt fra dens bane. Desværre ville begge metoder være upraktiske, hvis målet var at ændre Jordens bane. Vores planet har nemlig en masse på næsten seks septillion kg (5,97 × 10²⁴ kg, for at være præcis). Den er så stor, at enhver eksplosiv anordning eller kinetisk impaktor, der er kalibreret på en sådan masse, ville ende med at få en meget ubehagelig bivirkning: nemlig at ødelægge Jorden.

Der findes heldigvis mere skånsomme metoder til at nå dette mål. For eksempel kunne man opdele den nødvendige impuls i et massivt antal på hinanden følgende mindre skub. Noget lignende sker trods alt allerede hver gang, der sker en rumaffyring. Det skub, som motorerne giver en raket for at sende den ud over atmosfæren, er et skub mod Jorden. Dens virkning på Jordens kredsløbsbevægelse er imidlertid umærkelig, fordi kraften fra en enkelt raketmotor, selv den største, er ubetydelig i forhold til planetens masse. Ceriotti beregnede, at der ville være behov for 300 milliarder milliarder fuldlastaffyringer af SpaceX’s Falcon Heavy-raket for at ændre Jordens bane, så den udvides med 50 %. Desværre ville 85 % af Jordens masse skulle bruges i materialer til at bygge og fodre en tilsvarende flåde af Falcon Heavy, hvilket i den nye bane ville efterlade en “visnet” Jord med kun 15 % af dens nuværende masse.

En mere bekvem metode ville være at bruge ionmotorer, dvs. motorer, der skaber et lille kontinuerligt skub ved at affyre ioner (normalt xenon-ioner), der accelereres takket være et elektrostatisk system. Det er den type motor, der har givet brændstof til rumfartøjet Dawn på dets ekstraordinære mission, der var dedikeret til udforskning af Vesta og Ceres. For at skubbe Jorden ud af dens bane skal der bygges en gigantisk ionmotor, som skal placeres i 1 000 km højde for at holde den ude af atmosfæren. Motoren skal dog være solidt forbundet til Jordens overflade ved hjælp af superresistente bjælker for at overføre skubdet til planeten. Ved hjælp af en ionmotor, der er i stand til at producere en kontinuerlig fremdrift på 40 km/s i retning af Jordens kredsløbsbevægelse, vil det være nødvendigt at omdanne kun 13% af Jordens masse til ioner for at udvide kredsløbet op til Mars’ afstand. Der ville stadig være 87% af Jordens masse til rådighed …

Der findes heldigvis også billigere fremdriftssystemer, som ikke ville tvinge os til at udpine Jordens masse. Lyset har for eksempel momentum, selv om det ikke har nogen masse. Derfor er det teoretisk muligt at bruge kraftige lasere til at generere fremdrift. Breakthrough Starshot-projektet er netop baseret på denne idé: at bygge et laserkraftværk på 100 GW nogle steder på Jorden, som kan producere en kollimeret stråle, der kan accelerere et solsejl, der opsendes mod Proxima Centauri, op til en betydelig brøkdel af lysets hastighed. Takket være solenergi til at generere den nødvendige energi kunne et sådant lasersystem også bruges til at producere en kontinuerlig fremdrift, der kunne ændre Jordens bane. Desværre ville det, selv med en laser på 100 GW, tage tre milliarder milliarder år at affyre en konstant impuls for at udvide Jordens bane med 50 %: det er en tid, der er otte størrelsesordener længere end den tid, der er gået fra Big Bang til i dag!

Der findes også en alternativ måde at bruge strålingstrykket, dvs. den kraft, der udøves af lyset, til at opnå den samme ændring af jordens bane på meget kortere tid. Systemet består i at bruge et solsejl, der “parkeres” i kredsløb om Jorden, og som er orienteret på en sådan måde, at solstrålingen afbøjes mod Jordens overflade. Ifølge en undersøgelse fra 2002 vil solens fotoner, der reflekteres af solsejlet mod Jorden, flytte massecentret i jord/sejl-systemet og dermed ændre vores planets bane over tid. Desværre ville det for at flytte Jorden til Mars’ bane kræve et solsejl med en bredde på 19 jorddiametre, dvs. over 240.000 km, at flytte Jorden til Mars’ bane! Det ville dog spare meget tid i forhold til den tidligere løsning, der var baseret på brug af lasere. Med et så stort solsejl ville “kun” 1 milliard år være nok til at flytte Jorden til Mars’ afstand fra Solen.