Science fiction-filmer med en miljonbudget är inte längre förbehållna Hollywood. Kina har också katapulterat in på denna lukrativa marknad. Lanseringen av The Wandering Earth, en ambitiös kinesisk film som varar mer än två timmar, synlig på Netflix, går tillbaka till början av 2019.

Historien tar upp lite som av den mytomspunna serien Space: 1999, där månen övergav jordens omloppsbana efter en katastrofal kärnvapenexplosion och befann sig på vandring i det djupa rymdplanet, och på något sätt hamnade på vägen till hypotetiska extrasolära planeter bebodda av osannolika utomjordiska civilisationer.

I fallet med den kinesiska filmen är det inte månen som lämnar jordens bana, utan jorden själv som lämnar sin bana runt solen. I den filmiska fiktionen började solen expandera farligt, och för att undkomma dess dödliga grepp föreslår vetenskapsmännen att skeppa vår planet till Alpha Centauri-systemet, mer än fyra ljusår bort. I detta syfte överlämnar alla jordens regeringar, som berörs av en plötslig visdom, makten till ett övernationellt organ. Denna organism beslutar om byggandet av en serie gigantiska motorer placerade längs ekvatorn, vars uppgift kommer att vara att ge planeten den nödvändiga drivkraften för att bryta sig loss från solens gravitation, för att påbörja en sekellång resa mot Alfa Centauri.

Vi utelämnar de efterföljande komplikationerna i handlingen, där jorden riskerar att förstöras av den jovianska gravitationen, och låter oss fråga oss själva om filmens grundantagande – att flytta jorden från sin omloppsbana runt solen – på något sätt är genomförbart. Matteo Ceriotti, en italiensk flyg- och rymdingenjör och forskare vid School of Engineering vid University of Glasgow i Skottland, ställde sig samma fråga. Låt oss se de svar som Ceriotti hittade, baserat på de inte många metoder som teoretiskt sett är användbara för att lyckas med ett sådant företag.

Det bör dock förtydligas att hypotesen som Ceriotti analyserade inte är just den som finns i filmen: Att ”skicka” jorden till Alfa Centauri är en idé som låter alltför osannolik för att tas på allvar. Ceriotti har mer blygsamt undersökt möjligheten att flytta planeten på en bana som ligger 50 procent längre bort från solen än den nuvarande. Den fråga som måste besvaras är i huvudsak följande: Är det möjligt att utvidga jordens omloppsbana tills den sammanfaller ungefär med Mars omloppsbana? Låt oss se.

Den mest grundläggande metoden som kommer i åtanke för att flytta en himlakropp från sin bana är att göra det på det hårda sättet. I filmen Armageddon från 1998 användes kärnvapenstridsspetsar för att avleda eller, rättare sagt, splittra en asteroid på kollisionskurs med jorden. NASA och ESA har båda uppdrag som syftar till att använda en kinetisk slagkropp, dvs. en kula, för att avleda en liten asteroid från sin bana. Tyvärr skulle båda metoderna vara opraktiska om målet var att ändra jordens bana. Vår planets massa motsvarar nämligen nästan sex septiljoner kilo (5,97 × 10²⁴ kg, för att vara exakt). Den är så stor att varje sprängladdning eller kinetisk impaktor kalibrerad på en sådan massa skulle sluta med en mycket obehaglig bieffekt: att förstöra jorden.

Tyvärr finns det snällare metoder för att uppnå detta mål. Till exempel skulle den nödvändiga impulsen kunna delas upp i ett stort antal på varandra följande mindre knuffar. Något liknande sker trots allt redan varje gång en rymduppskjutning sker. Den skjuts som en raket får av sina motorer för att skjutas upp utanför atmosfären är en knuff mot jorden. Effekten på jordens omloppsrörelse är dock omärklig, eftersom kraften hos en enda raketmotor, även den största, är försumbar i förhållande till planetens massa. Ceriotti beräknade att det skulle krävas 300 miljarder miljarder fulllastuppskjutningar av SpaceX:s Falcon Heavy för att ändra jordens omloppsbana så att den vidgas med 50 %. Tyvärr skulle 85 % av jordens massa behöva förbrukas i material för att bygga och mata en liknande flotta av Falcon Heavy, vilket i den nya omloppsbanan skulle lämna en ”förtorkad” jord med endast 15 % av sin nuvarande massa.

En bekvämare metod skulle vara att använda jonmotorer, det vill säga motorer som skapar en liten kontinuerlig dragkraft genom att avfyra joner (vanligen xenonjoner) som accelereras tack vare ett elektrostatiskt system. Det är den typ av motor som gav bränsle till rymdfarkosten Dawn i dess extraordinära uppdrag som var ägnat åt att utforska Vesta och Ceres. För att skjuta jorden ur sin omloppsbana bör en gigantisk jonmotor byggas och placeras på 1 000 km höjd för att hålla den utanför atmosfären. Motorn bör dock vara fast ansluten till jordens yta med hjälp av superresistenta balkar för att överföra dragkraften till planeten. Med hjälp av en jonmotor som kan producera en kontinuerlig dragkraft på 40 km/s i riktning mot jordens omloppsrörelse skulle det då vara nödvändigt att omvandla endast 13 % av jordens massa till jondrivmedel för att vidga omloppsbanan upp till Marsavståndet. Det skulle fortfarande finnas 87 % av jordens massa tillgänglig …

Trots allt detta finns det också billigare framdrivningssystem, som inte skulle tvinga oss att utarma jordens massa. Ljuset har till exempel en drivkraft trots att det inte har någon massa. Därför är det teoretiskt möjligt att använda kraftfulla lasrar för att generera dragkraft. Projektet Breakthrough Starshot bygger just på denna idé: att på vissa platser på jorden bygga ett laserkraftverk på 100 GW som kan producera en kollimerad stråle för att accelerera ett solsegel som skjuts iväg mot Proxima Centauri till en betydande bråkdel av ljusets hastighet. Tack vare solenergi för att generera den nödvändiga kraften skulle ett sådant lasersystem också kunna användas för att producera en kontinuerlig dragkraft som kan ändra jordens omloppsbana. Tyvärr skulle det, även med en laser på 100 GW, ta tre miljarder miljarder år att avfyra en konstant impuls för att utvidga jordens bana med 50 %: det är en tid som är åtta storleksordningar längre än den som gått från Big Bang till idag!

Det finns också ett alternativt sätt att använda strålningstryck, dvs. den kraft som utövas av ljuset, för att åstadkomma samma förändring av jordens omloppsbana på mycket kortare tid. Systemet går ut på att använda ett solsegel som ”parkeras” i omloppsbana runt jorden och som är orienterat på ett sådant sätt att solstrålningen avleds mot jordens yta. Enligt en studie från 2002 skulle fotoner från solen som reflekteras av seglet mot jorden förflytta jordens och segelsystemets masscentrum, vilket skulle förändra vår planets omloppsbana med tiden. Tyvärr skulle det för att flytta jorden till Mars omloppsbana krävas ett solfångarsegel med en bredd på 19 jorddiametrar, det vill säga över 240 000 km! Det skulle dock spara mycket tid jämfört med den tidigare lösningen som bygger på användning av lasrar. Med ett så stort solfältssegel skulle ”bara” 1 miljard år räcka för att förflytta jorden till Mars avstånd från solen.