Кіріспе

Жұлдызды көтеру – жеткілікті дамыған өркениеттің (әсіресе, Кардашев II немесе одан жоғары деңгейдегі) жұлдыздың заттық массасының маңызды бөлігін алып тастап, оны қайта пайдалануға болатын, сонымен қатар жұлдыздың энергия шығымын және қызмет ету мерзімін оңтайландыруға мүмкіндік беретін бірнеше гипотетикалық процестердің жиынтығы. Бұл терминды Дэвид Крисвелл енгізген. Жұлдыздар күн желдері, короналды масса шығарылымдары және басқа да табиғи процестер арқылы шамалы мөлшерде масса жоғалтады. Жұлдыздың негізгі тізбектегі өмірі бойында бұл жоғалту көбінесе жұлдыздың жалпы массасына қарағанда мардымсыз болып саналады; тек жұлдыздың өмірінің соңында, ол қызыл алып жұлдызға немесе суперноваға айналғанда ғана материалдың үлкен бөлігі шығарылады. Ұсынылған жұлдызды көтеру әдістері осы табиғи плазма ағынын күшейту және оны магниттік өрістермен басқару арқылы жұмыс істейді. Жұлдыздардың терең гравитациялық құдықтары бар, сондықтан мұндай операцияларға қажетті энергия көп. Мысалы, Күн бетінен Меркурий планетасына күн материалдарын көтеру үшін 1,6 × 1013 Дж/кг энергия қажет. Бұл энергия жұлдыздың өзімен қамтамасыз етілуі мүмкін, ал оны Дайсон сферасы жинауы мүмкін; Күннің жалпы қуат шығысының 10% -ын пайдалану жылына 5,9 × 1021 килограмм затты көтеруге мүмкіндік береді (Күннің жалпы массасының 0,0000003% -ы), немесе Жердің Ай массасының 8% -ы.

Термиялық ағынды

Жұлдызды көтерудің ең қарапайым жүйесі жұлдыз атмосферасының шағын аймақтарын тікелей қыздыру арқылы күн желінің ағынын арттырады, энергияны жеткізу үшін микротолқын сәулелері, лазерлер немесе бөлшектер сәулелері сияқты әртүрлі тәсілдерді қолданады – жүйе инженерлері үшін ең тиімді деп табылған нәрсе. Бұл мақсатты жерде күн жарқынына ұқсас үлкен және тұрақты жарылысты тудырады, ол күн желін күшейтеді. Соның салдарынан пайда болған ағын жұлдыздың экваторының айналасындағы сақиналық ток арқылы жиналады, бұл жұлдыздың айналу полюстерінің үстіндегі дипольдері бар күшті тороидты магнит өрісін жасайды. Бұл жұлдыздың күн желін екі магниттік сорап арқылы айналу осі бойымен бағытталған екі ағынға бұрады. Магниттік сораптар плазманың жылу энергиясының бір бөлігін сыртқа қарай жылдамдыққа айналдырып, ағынды салқындатуға көмектеседі. Осы магнит өрісін жасау үшін қажетті сақиналық ток жұлдыздың экваторының жанындағы жақын орбитада орналасқан бөлшектерді үдеткіш ғарыш станцияларының сақинасы арқылы туындайды. Бұл үдеткіштер физикалық тұрғыдан бір-бірінен бөлек болады, бірақ әр жағынан қарама-қарсы зарядталған иондардың екі қарсы бағытталған сәулесін көрші станцияларымен алмастырып, жұлдыздың айналасында толық тізбек құрайды.

"Қоңыр-Қоңыр"

Дэвид Крисвелл полярлық реактивтік жүйені өзгертуді ұсынды, онда магнит өрісін күн желiнiң ағынын тiкелей арттыру үшiн пайдалануға болады, жұлдыздың бетiн қосымша қыздыру қажеттiлiгiн тудырмай. Ол бұл әдiстi "Хуф н Пуф" деп атады, бұл ат "Үш кiшкентай шошқа" ертегiндегi Ұлы жаман қасқырдың қауiп-қорқытуларынан шабыттанды. Бұл жүйеде бөлшектердi жылдамдатушы сақина орбитада болмайды, керiсiнше, жұлдыздың тартылысына қарсы тұру үшiн магнит өрiсiнiң сыртқы күшiне сүйенедi. Жұлдыз атмосферасына энергия беру үшiн, алдымен сақиналық ток уақытша тоқтатылады, бөлшектердi жылдамдату станциялары жұлдыз бетiне қарай еркiн түсуге мүмкiндiк алады. Станциялар жеткiлiктi жылдамдыққа жеткеннен кейiн сақиналық ток қайтадан iске қосылады және пайда болған магнит өрiсi станциялардың құлауын тоқтату үшiн қолданылады. Бұл жұлдызды "сығып", оның атмосферасын полярлық магниттiк каналдар арқылы жылжытады. Сақиналық станциялар жұлдыздан тым алысқа ұшып кетпесiн деп сақиналық ток тағы да тоқтатылады, ал жұлдыздың тартылысы оларды циклды қайталау үшiн iшке тартады. Бiр жиын сақиналық станциялар өте үзiлiс-үзелiс ағын тудырады. Бұл ағынды бiрнеше сақиналық станциялар жиынтығын пайдалану арқылы тегiстеуге болады, әр жиынтық кез келген сәтте Хуф н Пуф циклінің әртүрлi сатысында жұмыс iстейдi, сондықтан әрқашан бiр сақина "сығып" тұрады. Бұл жүйедегi қуат талаптарын уақыт өте келе тегiстеудi қамтамасыз етедi.

Орталықтан айналмалы жылдамдық

Күн желінің ағынын арттыру үшін тороидалық магнит өрісін пайдаланудың Huff n Puff әдісіне альтернативасы ретінде сақиналық стансаларды экваторлық емес, полярлық орбитаға орналастыру қарастырылады. Осылайша екі магниттік сопло жұлдыздың экваторында орналасады. Осы екі экваторлық ағын арқылы ағып кету жылдамдығын арттыру үшін сақина жүйесі жұлдыздың табиғи айналысынан әлдеқайда жоғары жылдамдықпен айналады. Бұл магнит өрісімен қамтылған жұлдыз атмосферасының сыртқа қарай лақтырылуына себеп болады. Бұл әдіс басқа әдістерге қарағанда бірқатар маңызды қиындықтарға толы. Сақинаны осылай айналдыру үшін сақиналық стансалар қуатты ракеталық итермелі күшін қолдануы керек, бұл үлкен ракета жүйелерін және көп мөлшерде реакциялық массаны қажет етеді. Бұл реакциялық массаны ракеталардың шығарындыларын жұлдыздың бетіне бағыттап "қайта өңдеуге" болады, бірақ жұлдыздың ағынынан жаңа реакциялық массаны жинап, жеткілікті көлемде сақиналық стансаларға жеткізу жүйеге одан да көп күрделілік қосады. Соңында, пайда болатын ағындар полюстерден тікелей шығудың орнына жұлдыздың экваторынан спираль тәрізді сыртқа қарай шығады; бұл оны жинауды, сондай-ақ жүйені қуаттандыратын Дайсон сферасын орналастыруды қиындатуы мүмкін.

Көтерілген массаны жинау

Жұлдыздан алынған материал жүздеген немесе мыңдаған астрономиялық бірлікке дейін созылған плазма ағындары түрінде пайда болады, олар негізінен сутегі мен гелийден тұрады және қазіргі инженерлік стандарттар бойынша өте сиретілген. Осы ағымнан пайдалы материалдарды алу және оның көп мөлшерін сақтау мәселелері жан-жақты зерттелмеген. Бір мүмкін тәсіл – өте ірі масштабтағы массалық спектрометрия арқылы ағымдардан пайдалы элементтерді тазарту, оларды лазерлік салқындату арқылы суыту және жинау үшін шаң бөлшектеріне конденсациялау. Басқа бір әдіс ретінде, үлкен соленоидтарды пайдаланып ағымдарды баяулату және құраушыларын бөліп алу қарастырылуы мүмкін. Бұл жүйе арқылы электр энергиясын да өндіруге болады. Артық сутегі мен гелийден кішкентай жасанды газ алып планеталарын жасап, оларды кейін пайдалану үшін сақтауға болады. Газдың артық бөлігін қалау бойынша жер сияқты жаңа планеталар құруға да пайдалануға болады. Күн жүйесіне қатысымен, Күннен алынған материалды Юпитерге қосу мүмкін. Юпитердің массасын шамамен 100 есеге арттырса, ол жұлдызға айналып, өз айларына және астероидтар белдеуіне энергия беруге қабілетті болады. Дегенмен, бұл Күн жүйесіндегі басқа денелердің орбиталарын күрт өзгертіп алмау үшін сақтықпен жасалуы керек.

Жұлдызшалы мал шаруашылығы

Жұлдыздың өмір сүру ұзақтығы оның ядролық "жағармай" қорының мөлшеріне және ядродағы термоядролық реакцияларда осы жағармайды қаншалықты жылдам жұмсайтынына байланысты. Үлкен жұлдыздардың жағармай қоры көп болғанымен, осы қосымша массадан туындаған ядролық қысымның артуы күю жылдамдығын күрт арттырады; сондықтан үлкен жұлдыздардың өмір сүру мерзімі кішкентай жұлдыздарға қарағанда едәуір қысқа болады. Жұлдыздық динамиканың қазіргі теориялары сондай-ақ жұлдыз атмосферасының көп бөлігі мен оның ядросының материалы арасындағы араласу өте аз екенін көрсетеді, термоядролық реакциялар осы ядрода жүзеге асады, сондықтан үлкен жұлдыздың жағармайының көп бөлігі табиғи жолмен пайдаланылмайды. Табиғатынан толық конвективті шағын қызыл ергежейлі жұлдыздар өздерінің ядролық гелийін сутегінің сыртқы қабаттарымен араластыруға мүмкіндік береді, бұл триллиондаған жылға созылатын өте ұзақ жұлдыздық өмір сүруге мүмкіндік береді. Жұлдызды "көтеру" арқылы жұлдыздың массасы азайса, оның термоядролық реакциясының жылдамдығы төмендейді, бұл жұлдызды "көтеру" процесіне қолжетімді энергия мөлшерін азайтады, сонымен қатар жеңуге тиіс гравитацияны да азайтады. Теориялық тұрғыдан алғанда, жеткілікті уақыт болса, жұлдыздың жалпы массасының кез келген үлкен бөлігін алып тастау мүмкін. Осылайша, өркениет өз жұлдызының жағармайды пайдалану жылдамдығын бақылап, өз қажеттіліктеріне сәйкес жұлдыздың қуатын және өмір сүру мерзімін оңтайландыра алады. Бұл процесте алынған сутегі мен гелийдің өзі термоядролық реакторларды отынмен қамтамасыз ету үшін пайдаланылуы мүмкін. Балама ретінде, материалды қосымша кішкентай жұлдыздарға біріктіріп, оның тиімді пайдалануын жақсартуға болады. Теориялық тұрғыдан алғанда, жұлдыздан алынған материяда сақталған энергияның көп бөлігі Хокинг сәулеленуі механизмі арқылы шағын қара тесіктерге айналдырылса жинауға болады.

Көркем шығармаларда

Жұлдыздар қақпасы ғаламшарында ежелгі кеме "Destiny" және 2000 жыл бұрын жіберілген тұқымдық кемелер жұлдыздардан алынған плазмамен қуаттанады. Кеме жұлдыздың бетінен сырғып өтеді, содан кейін плазманы жинау үшін қайтарылатын коллекторларын пайдаланып, жұлдыздың фотосферасының астына түседі. "Star Wars" франшизасының "Ескі Республиканың Жоғарғылары" бөлімінде "Жұлдызды көтеру" қабілетіне ие "Жұлдызды ұйымдастырушы" (Star Forge) бейнеленген. Бір жағынан, жетінші канондық фильмде "Starkiller Base" планетасын жоятын лазерлік қаруын қуаттандыру үшін жұлдызды көтеруге қолданады, бірақ осы үшін толыққанды жұлдызды жұтып алады. "Жұлдыздар жолы: Вояджер" романындағы "Қойқыланған Күн" романында рептилиялық нәсіл құрт тесігін ашу үшін жұлдыздың материалынан пайдаланады. Алайда, роман бұл процесті жұлдыздың өмірін ұзартудың орнына күрт қысқарту ретінде көрсетеді. Питер Ф. Гамильтонның "Түнгі таң" трилогиясында "Kiint" деген ғарышкерлер өздерінің жұлдызынан алынған массадан күннің айналасында арнайы жасалған планеталардың белдеуін құрады. "Doctor Who" эпизодының "42" бөлімінде "Pentallian" ғарыш кемесінің экипажы кемесіне отын ретінде пайдалану үшін жұлдыздан зат алу үшін "Күн шашығын" (Sun scoop) қолданады. Чарльз Стросстің "Палимпсест" романында "Stasis" жұлдызды көтеруді пайдаланып, Күннің ядросын қара тесікпен алмастырады, бұл өмір сүру ұзақтығын едәуір арттыратын "некрожұлдызды" (necrostar) жасайды. Стивен Бакстердің "Уақыт кемелері" романында "Morlocks" Күннен алынған материалды пайдаланып Жер орбитасының ішінде "Dyson sphere" (Дайсон сферасын) жасайды. Рей Брэдберидің "Күннің алтын алмалары" әңгімесінде адамдар "Copa de Oro" зымыранымен Күнге ұшып, оның ішіне механикалық тостағанды малып, Жерге жұлдыздың жылуын жеткізеді. "Destiny" видео ойындары сериясында "Vex" деп аталатын механикалық нәсіл өздерінің "Forge Star 2082 Volantis" өмірін жасанды түрде ұзарту үшін жұлдызды көтеруге қолданады.