Как изменить орбиту земли

В новом китайском научно-фантастическом фильме «Блуждающая Земля», недавно выпущенном компанией Netflix, человечество, используя огромные двигатели, установленные по всей планете, предпринимает попытку изменить орбиту Земли, чтобы избежать ее уничтожения под воздействием гибнущего и расширяющегося Солнца, а также для предотвращения столкновения с Юпитером. Такой сценарий космического апокалипсиса однажды может на самом деле случиться. Примерно через 5 миллиардов лет у нашего Солнца закончится топливо для термоядерной реакции, оно расширится и, вероятнее всего, поглотит нашу планету. Конечно, еще раньше мы все погибнем от глобального повышения температуры, однако изменение орбиты Земли действительно может являться нужным решением избежать катастрофы, по крайней мере в теории.

Но как человечество сможет справиться с такой сверхсложной инженерной задачей? Инженер космических систем Маттео Чериотти из Университета Глазго поделился на страницах портала The Conversetion несколькими вариантами возможных сценариев.

Предположим, что наша задача состоит в том, чтобы сместить орбиту Земли, отдалив ее от Солнца примерно на половину расстояния от ее текущего расположения, примерно туда, где сейчас находится Марс. Ведущие космические агентства по всему миру уже давно рассматривают и даже прорабатывают идеи смещения малых небесных тел (астероидов) с их орбит, что в перспективе позволит защитить Землю от внешних ударов. Некоторые варианты предлагают весьма деструктивное решение: ядерный взрыв рядом с астероидом или на его поверхности; использование «кинетического импактора», роль которого, например, может сыграть космический аппарат, направленный на столкновение с объектом на высокой скорости для изменения его траектории. Но, что касается Земли, эти варианты, конечно же не подойдут из-за своей разрушительной природы.

В рамах других подходов предлагается увести астероиды с опасной траектории с помощью космических аппаратов, которые будут выполнять роль буксиров, либо же с помощью более крупных космических кораблей, которые за счет своей гравитации будут уводить опасный объект от Земли. С Землей, опять же, такое не прокатит, поскольку масса объектов будет совершенно несопоставима.

Электрические двигатели

Вы наверно увидитесь, но мы уже давно смещаем Землю со своей орбиты. Каждый раз, когда нашу планету покидает очередной зонд для изучения других миров Солнечной системы, несущая его ракета-носитель создает крошечный (в масштабах планеты конечно) импульс и воздействует им на Землю, толкая ее в противоположное ее движению направление. В качестве примера можно привести выстрел из оружия и создающуюся в результате него отдачу. К счастью для нас (но к несчастью для нашего «плана по смещению орбиты Земли») этот эффект для планеты практически незаметен.

В настоящий момент самой высокопроизводительной ракетой в мире является американская Falcon Heavy от компании SpaceX. Но нам потребуется около 300 квинтиллионов запусков этих носителей с полной нагрузкой, чтобы с помощью выше описанного метода отодвинуть орбиту Земли к Марсу. При этом масса материалов, необходимых для создания всех этих ракет будет эквивалентна 85 процентам массы самой планеты.

Использование электрических двигателей, в частности ионных, выпускающих поток заряженных частиц, за счет чего происходит ускорение, будет более эффективным способ придания ускорения массе. И если установить несколько таких двигателей с одной стороны нашей планеты, наша старушка-Земля действительно может отправиться в путешествие по Солнечной системе.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Правда, в этом случае потребуются двигатели по-настоящему исполинских размеров. Их нужно будет установить на высоте около 1000 километров над уровнем моря, за пределами земной атмосферы, но при этом надежно закрепить к поверхности планеты, чтобы можно было передавать ей толкающее усилие. Кроме того, даже с ионным лучом, выбрасывающимся со скорости 40 километров в секунду в нужном направлении, нам все еще нужно будет выбросить эквивалент 13 процентов массы Земли в виде ионных частиц, чтобы сдвинуть оставшиеся 87 процентов массы планеты.

Световой парус

Так как свет несет импульс, но не имеет массы, мы также может использовать для смещения планеты очень мощный продолжительный и сфокусированный луч света, например, лазера. В этом случае можно будет использовать энергию самого Солнца, никаким образом не используя массу самой Земли. Но даже при наличии невероятно мощной 100-гигаваттной лазерной установки, которую планируется задействовать в проекте Breakthrough Starshot, в рамках которого с помощью лазерного луча ученые хотят отправить маленький космический зонд к ближайшей к нашей системе звезде, нам потребуется три квинтиллиона лет продолжительного лазерного импульса для того, чтобы достигнуть нашей цели по изменению орбиты.

Солнечный свет можно отражать непосредственно от гигантского солнечного паруса, который будет находиться в космосе, но закреплен на Земле. В рамках прошлых исследований ученые выяснили, что для этого потребуется отражающий диск размером в 19 раз больше диаметра нашей планеты. Но и в этом случае для достижения результата придется ждать порядка одного миллиарда лет.

Межпланетный бильярд

Другим возможным вариантом увода Земли с ее текущей орбиты может стать хорошо известный метод обмена импульсами между двумя вращающимися телами для изменения их ускорения. Этот метод также известен как гравитационный маневр. Этот метод довольно часто применяется в рамках межпланетных исследовательских миссий. Например, космический аппарат «Розетта», посетивший комету 67P в 2014-2016 годах в рамках своего десятилетнего путешествия к объекту исследования использовал гравитационный маневр вокруг Земли дважды, в 2005 и в 2007 годах.

Как результат, гравитационное поле Земли каждый раз придавало повышенное ускорение «Розетте», что было бы невозможно добиться с использованием одних лишь двигателей самого аппарата. Земля в рамках этих гравитационных маневров тоже получала противоположный и равный импульс ускорения, однако, конечно же, это не имело никакого измеримого эффекта из-за массы самой планеты.

А что если использовать тот же самый принцип, но с чем-то более массивным, чем космический аппарат? Например, те же астероиды безусловно могут изменять свои траектории под действием гравитации Земли. Да, разовое взаимное влияние на орбиту Земли будет незначительным, но ведь это действие можно повторять множество раз, чтобы в конечном итоге изменить положение орбиты нашей планеты.

Некоторые области нашей Солнечной системы довольно плотно «укомплектованы» множеством малых небесных тел, таких как астероиды и кометы, масса которых достаточно мала для того, чтобы притянуть их ближе к нашей планете с помощью соответствующих и вполне реалистичных в плане разработки технологий.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

При очень тщательном просчете траектории вполне возможно использовать так называемый метод «дельта-v-смещения», когда небольшое тело может быть смещено со своей орбиты в результате сильного сближения с Землей, что обеспечит гораздо больший импульс нашей планете. Все это, конечно, звучит очень круто, но ранее проводились исследования, которые установили, что в этом случае нам потребуется миллион таких близких пролетов астероидов, при этом каждый из них должен происходить в промежутке нескольких тысяч лет, в противном случае мы опоздаем к тому моменту, когда Солнце расширится настолько, что жизнь на Земле станет уже невозможной.

Выводы

Из всех описанных сегодня вариантов использование множества астероидов для гравитационного маневра кажется наиболее реалистичным. Однако в будущем использование света может стать более подходящей альтернативой, конечно, если мы научимся создавать гигантские космические структуры или сверхмощные лазерные системы. В любом случае эти технологии также могут пригодиться и для наших будущих космических исследований.

Вам будет интересно: Суборбитальный полет на Starship будет стоить почти как билет на самолет

И все же, несмотря на теоретическую возможность и вероятность практической реализуемости в будущем, для нас, возможно, наиболее подходящим вариантом спасения станет переселение на другую планету, например, тот же Марс, который может пережить гибель нашего Солнца. В конце концов человечество уже давно на него засматривается в качестве потенциального второго дома для нашей цивилизации. А если еще и учесть, насколько сложно будет реализовать идею смещения орбиты Земли, колонизация Марса и возможность его терраформирования для придания планете более обитаемого внешнего вида может выглядеть не такой уж и сложной задачей.

Обсудить статью можно в нашем Telegram-чате.

Помните, что сказал Архимед: «Дайте мне точку опоры, и я поверну Землю». Понятно, что он высказывался с точки зрения применения науки. Но на самом деле двигать Землю некоторые ученые хотели совершенно в практических целях.

В начале 1950-х на волне эйфории от «приручения атома» знаменитый советский учёный генерал, поклонник идей Циолковского Георгий Покровский придумал, как улучшить жизнь на Земле. Он предлагал установить на Южном полюсе или на экваторе атомные станции, которые столкнули нашу планету с орбиты и отправили бы её в свободный полёт. А Роберт Зубрин, американский физик, математик и инженер предлагал сдвинуть нашу планету немного подальше от Солнца.

Вот как и главное ЗАЧЕМ они планировали это реализовать на полном серьезе…

Георгий Иосифович Покровский родился в 1901 году. В середине 1920-х он — заведующим кафедрой физики Московского инженерно-строительного института и одновременно поклонник идей Циолковского и евгеники. В 1928 году он принимается в Германское общество физиков. В 1932 году переводится в РККА начальником кафедры физики Военно-инженерной академии. Получает звание генерал-майора инженерно-технической службы. Доктор технических наук.

С 1936 года Покровский — член редколлегии журнала «Техника молодёжи». Он считался негласным куратором советских писателей-фантастов со стороны наркомата, а затем Минобороны. Покровский также сам пишет фантастические рассказы под псевдонимами, а также автор более ста фантастических картин и иллюстраций к книгам и статьям в научно-технических журналах.

С начала 1950-х Покровский — фанат использования атома в мирных целях. В частности, он предлагал делать водохранилища с помощью взрывов атомных бомб, направленными взрывами срывать горы. В 1954 году в «Технике молодёжи» он предложил ещё более фантастический вариант — задействовать атом в движении Земли. Приводим в сокращении эту его заметку:

Человечеству грозит «тепловая смерть» — бубнили когда-то пророки конца света. Когда-нибудь Солнце остынет, все источники-энергии будут использованы, жизнь замёрзнет в холодном космосе, наступит гибель человечества.

Можно ли при современных знаниях решить задачу бесконечного развития человечества? На такой вопрос мы можем ответить ясно и твёрдо. Да, уже при современных наших знаниях можно ставить такую задачу. И решение этой задачи грядущего можно было бы осуществить несколькими путями. Первый путь состоит в том, чтобы когда-нибудь обеспечить освоение людьми других планет при помощи космических ракет или других космических кораблей.

Этот способ, несомненно, можно будет применить для освоения планет солнечной системы. Полёт отдельных ракет на другие звёздные системы хотя в принципе и возможен, но, ввиду исключительно большой дальности, будет весьма длительным. Люди могли бы путешествовать на таком корабле только при условии смены многих поколений. Попробуем найти другой путь. На первый взгляд он покажется слишком смелым. Но при высоком развитии техники далёкого будущего такое решение в принципе осуществимо.

Это решение состоит в том, чтобы превратить всю нашу планету целиком в гигантский космический корабль, который будет двигаться не по орбите, а по пути, намеченному человеком.

Для управления движением Земли есть возможность сообщить земному шару некоторое ускорение при помощи огромного реактивного двигателя, ось сопла которого совпадает с осью Земли. Очевидно, что такой двигатель удобно расположить в Антарктике, в районе Южного полюса, совместив его ось с осью Земли. Условия космической навигации будут сильно ограничены такой установкой двигателя, но зато окажется возможным легче приспособить поверхность земного шара к тем изменениям, которые возникнут при ускорении движения Земли. Эти изменения проявятся в форме мощного прилива в южном полушарии и такого же мощного отлива в северном полушарии.

При помощи двигателя, установленного на оси земного шара, нельзя направить Землю по любому заданному направлению. Установка получится недостаточно маневренной. Другой, более гибкий способ управления движением Земли состоит в том, чтобы установить множество реактивных двигателей в полосе тропиков. При этом двигатели смогут работать попеременно; в каждый данный момент включится тот двигатель, который имеет ось, совпадающую с направлением движения Земли по её орбите.

Весьма серьёзной задачей является сохранение атмосферы Земли от её затягивания и выбрасывания в пространство реактивными струями двигателей. Сама конструкция таких двигателей, которые должны работать на основе термоядерных реакций представляет собою, несомненно, сложнейшую проблему.

При приближении к той или иной планете необходимо установить режим движения Земли и другой планеты около общего центра тяжести таким образом, чтобы избежать разрушения планет от действия сил взаимного притяжения (приливные волны), а также их столкновения друг с другом. При этих условиях Земля и планета будут кружиться одна возле другой на сравнительно большом расстоянии. Через этот промежуток можно будет передавать на Землю тяжёлый водород (тяжёлую воду), уран и другие полезные ядерные ископаемые.

Зарядившись энергией и полезными ископаемыми, взятыми с других планет, можно обеспечить освещение и отопление Земли помимо Солнца и направиться к отдалённым звёздным системам для их изучения и использования на благо безгранично развивающегося человечества.
От первой атомной электростанции до проектов космического масштаба лежит очень длинная дорога. Но нет границ для могущества человеческого разума.

В «Технике молодёжи» №4 за 1959 год Покровский продолжает свои идеи. В статье «Лифт» в космос» он предложил соорудить башню высотой 160 км, которая из условий прочности и устойчивости должна была иметь рупоровидную форму, с диаметром у Земли 100 км и в космосе 390 м. Верхняя площадка башни, выполненной из полимерного материала и заполненной водородом, могла бы нести нагрузку в 260 тысяч тонн. Основным назначением такой башни Покровский считал установку астрономических и астрофизических приборов за пределами атмосферы.

В заключение он писал: «Если башню заполнить гелием, то в ней могли бы на большую высоту подниматься аэростаты, заполненные водородом. Это могло бы заменить различные виды лифтов».

Под конец жизни Покровский перешёл на более приземлённые идеи. Например, он сконструировал на бумаге ядерный вездеход массой 1000 тонн, предназначенный для Арктики. Последним проектом генерала стали гигантские дирижабли для Сибири грузоподъёмностью 300-350 тонн. Они должны были связать самые отдалённые уголки северной Евразии в единую транспортную сеть.

Ученые утверждают, что каждый миллиард лет Солнце становится горячее на 10%. Если так пойдёт и дальше, то через несколько миллиардов лет жить на Земле станет невозможно. Что делать?

Этим вопросом задался Роберт Зубрин, американский физик, математик и инженер, президент компании «Pioneer Astronautics», основанной в 1996 году для создания новых космических технологий. Он предлагает сдвинуть нашу планету немного подальше от Солнца. Чтобы противодействовать разогреву Солнца на 10%, достаточно отодвинуть от него Землю всего на 5%. И времени для этого довольно: миллиард лет — это совсем не мало. Чтобы орбита Земли стала немного шире, надо увеличить скорость планеты на 1200 м/с. Это составит ускорение всего в 1,2 мкм/с2 за год, или 3,8·10-14 м/с за секунду.

Правда, и масса Земли не мала: 5,97·1024 кг. Перемножив эти два числа, мы получим величину необходимой тяги: 2,27·1011 ньютона, то есть 227 миллиардов ньютонов. В сущности, не так уж много: столько весит куб воды со стороной 284 м.

Какое число ракет может обеспечить такую тягу? Если исходить из современной самой тяжёлой американской ракеты-носителя Saturn V, то их, действующих вместе, понадобилось бы 6796. Много, конечно, но нацистская Германия в последний год перед своим концом произвела более 4500 ракет V-2. Неужели всё человечество ради спасения от гибели не смогло бы за год-другой сделать сколько надо «Сатурнов»?

Скорость истечения раскалённых газов из дюз первой ступени «Сатурна» около 3000 м/с. Беда в том, что при такой скорости выбрасывания горючего для увеличения скорости Земли на орбите на 1200 м/с пришлось бы в качестве рабочего тела израсходовать за миллиард лет около трети массы нашей планеты…

Поэтому Роберт Зубрин предлагает применить ионный двигатель, который выбрасывает ионы инертных газов, ртути или других элементов со скоростью до 60 000 м/с, разгоняя ионы электрическим полем. Так как скорость истечения значительно выше, чем у современных ракет, можно обойтись всего двумя процентами массы Земли — никто, кроме астрономов и геофизиков, этого и не заметит. Правда, на разгон рабочего тела понадобится гигантская электрическая мощность: 13 600 тераватт. То есть примерно в 800 раз больше современной мощности всех электростанций Земли. Много, но если учесть, что за последние 100 лет эта мощность выросла в 10 раз, и взять скорость прироста в настоящее время, то через пять веков она вырастет настолько, что на передвижку Земли в более комфортную область Солнечной системы понадобится всего 1% мощности земных электростанций.

Однако где разместить ракетные двигатели? Только не на Земле, ведь это замкнутая система. Поскольку выхлоп не будет вылетать за пределы атмосферы, скорость планеты не изменится. Но Земля гравитационно связана с Луной. Если двигать Луну, наша планета поедет за ней. Для этого придётся либо увеличить скорость выхлопа, либо пустить на распыл всю Луну. И мощности понадобится больше, так что с началом операции придётся подождать ещё 200 лет.

Наконец, есть ещё один вариант: фотонный двигатель. У него скорость истечения рабочего тела (фотонов) — 300 миллионов метров в секунду. Поставить такие двигатели где-нибудь на экваторе и просто светить в небо (но только в определённые часы, когда этот участок Земли благодаря её вращению направлен в нужную сторону). Хорошо, однако требуемая мощность вместо 13 600 тераватт составит 68 миллионов тераватт. Но лет через 900 человечество наверняка овладеет такими энергетическими возможностями.

Конечно, всё это пока лишь досужие, хотя и любопытные размышления. Но из них вытекает один довольно практический вывод.

По разным оценкам, в нашей Галактике может быть от одной (нашей) до трёх—пяти тысяч цивилизаций. Если мы не одни, то кто-то во Вселенной уже столкнулся с этой проблемой и, возможно, уже луч чьего-то сверхмощного планетного фотонного двигателя временами попадает в поле нашего зрения. Как может выглядеть «зайчик» от такого луча на ночном небосводе? С расстояния 100 световых лет (а ближе цивилизаций, как предполагают, совсем немного) это будет слабая звёздочка 16-й величины, видимая в самые дорогие любительские телескопы и в любой профессиональный. И конечно, луч двигателя будет виден лишь в те довольно краткие моменты, когда он направлен в нашу сторону. Зубрин предлагает искать соседние цивилизации по таким вспышкам.

Что вообще из вышеперечисленного возможно с научной точки зрения при значительном развитии научных достижений цивилизации Земли?

[источники]источники
https://thequestion.ru/questions/5561/kak-izmenit-orbitu-planety
https://www.nkj.ru/archive/articles/27104/
http://ttolk.ru/articles/kak_v_sssr_hoteli_tolkat_zemlyu_k_solntsu_s_pomoschyu_atomnyih_dvigateley

В предсказаниях известной ясновидящей Ванги упоминается о возможном смещении орбиты Земли, которое может произойти в 2023 году. С приближением этой даты многих интересует вопрос – на самом ли деле это возможно, и чем смещение орбиты нашей планеты грозит человечеству.

Предсказания Ванги о смещении орбиты Земли

Смещение орбиты Земли, которое может произойти в 2023 году, было одним из многих предсказаний болгарской ясновидящей Ванги, сделанных ею при жизни. Многие из них касаются различных катаклизмов, которые постоянно происходят на нашей планете.

Сейчас мы знаем, что среди многих пророчеств известной ясновидящей некоторые сбылись. Среди них – террористические атаки на башни Всемирного торгового центра в Нью-Йорке, гибель подводной лодки «Курск» в России, смерти многих знаменитостей.

Но есть и такие, которым не суждено было сбыться, хотя уже прошли все предполагаемые сроки. Например, начало Третьей мировой войны в 2010 году, если и было возможно, то человечеству удалось ее предотвратить.

Что касается смещения орбиты Земли, которое, согласно пророчествам Ванги, мы ожидаем к 2023 году, то стоит сказать, что по мнению самой ясновидящей, оно не станет началом катастрофы для планеты Земля, так же как и 2023 год не будет годом каких-то особых потрясений для жителей нашей планеты, поэтому любые опасения по этому поводу беспочвенны.

Что говорят ученые о возможном смещении орбиты Земли

Как сообщает информационное издание comandir.com, для ученых вопрос изменения орбиты Земли не является неожиданным или несущим какие-либо непредсказуемые события. Он давно уже изучается во всех составляющих аспектах. Более того, ученым известно, что процессы, ведущие к изменению орбиты нашей планеты, уже давно происходят.

Под воздействием гравитационных полей ближайшей планеты Венеры и самой крупной планеты солнечной системы Юпитера, орбита Земля постоянно сжимается и вытягивается, что каждые 450 лет приводит к ее изменению примерно на 1%.

Этот цикл происходит постоянно, на протяжении более 215 миллионов лет. В моменты крайнего сжатия или растяжения орбиты на Земле происходят изменения климата, смена полюсов, вымирание отдельных видов животных, которые не смогли приспособиться к новым условиям жизни.

Что сейчас происходит с орбитой Земли

Учеными доказано, что в настоящий момент Земля находится в безопасной фазе этого цикла, хотя и вращается по слегка вытянутой орбите. В настоящее время «сдвиг орбиты» не вызывает серьезных опасений, хотя некоторое влияние на климат Земли оно, безусловно, оказывает.

Изменение климата на планете Земля, происходящее в последние годы, имеет несколько причин, среди которых изменение орбиты Земли вряд ли находится на первых местах. И поскольку этот процесс является пролонгированным во времени и захватывает много тысячелетий, 2023 год, по мнению ученых, не будет каким-то особенным среди многих других периодов этого цикла.

I’ll go out on a speculative limb and say yes, maybe, depending on the definition of «significant».

Planetmaker’s answer notes the infeasibility of raising Earth’s orbit if nothing else changes. But what if we also lower some other body’s orbit at the same time?

First, let the orbital energy of an object with mass $m$ orbiting the Sun with mass $M_S$ at an average distance of $a$ be its kinetic plus potential energy with respect to the Sun:

$E_k + U = frac{1}{2}m v^2 — frac{G M_S m}{a} = frac{1}{2} m (sqrt{frac{GM_S}{a}})^2 = frac{G M_S m}{2a} — frac{G M_S m}{a} = -frac{G M_S m}{2a} $

Our goal is to raise the Earth’s average orbital radius by 1%. Using the above equation and the specific values listed at the end, we need $2.62 times 10^{31} mathrm{J}$ to do that. (This is all consistent with planetmaker’s calculation, I just want to show my own work.)

Where can we get this energy? Let’s try stealing Ceres. If we drop its orbital radius down to match Earth’s, we gain $2.65 times 10^{29} mathrm{J}$. That’s only 1% of the required energy. But if we instead are content to change Earth’s orbit by 0.01% (is that «significant»?) then we have enough energy to do it in Ceres. If not, we need to get more bodies involved. (Since Ceres alone is already about 30% of the asteroid belt mass, they will need to come from elsewhere.)

How do we transfer energy from Ceres to Earth? We arrange for a series (no pun intended) of Gravitational slingshots between the two bodies, each time letting Ceres pass just ahead of the Earth, thereby transferring energy to the latter. (As an outline of the encounter plan, my basic idea is we start by lowering its periapsis to match Earth, then all encounters happen at Ceres periapsis, thus preserving the possibility of future encounters.)

How do we change the orbit of Ceres to cause these slingshots? We apply the same technique, recursively if needed. Find something else nearby, presumably also in the asteroid belt, whose orbit we can perturb to cause encounters with Ceres, gradually steering it toward the eventual encounter with Earth. The bottom of the recursion is some object small enough to be pushed (perhaps slowly) into an encounter with the next object using existing spacecraft and propulsion technology.

This would of course take a long time, at least tens to hundreds of thousands of years, but still well short of the hundred billion years planetmaker cited to move Earth using terrestrial energy sources.

At the core of this idea is the observation that N-body gravitational systems are chaotic, meaning that small changes in initial conditions can cause very large changes in later system state. To move the world, Archimedes asked for a lever and a fulcrum. But with modest technology, accurate foresight, and ample patience, in principle we should be able to manipulate the solar system almost at will without either.

The Wikipedia Asteroid capture article discusses some related concepts.

Specific numbers used in calculations (generally taken from Wikipedia):

• $G = 6.67 times 10^{-11} frac{mathrm{m}^3}{mathrm{kg} mathrm{s}^2}$
• $M_S = 1.99 times 10^{30} mathrm{kg}$
• $m_mathrm{Earth} = 5.97 times 10^{24} mathrm{kg}$
• $a_mathrm{Earth} = 150 times 10^9 mathrm{m}$
• $m_mathrm{Ceres} = 2.38 times 10^{20} mathrm{kg}$
• $a_mathrm{Ceres} = 414 times 10^9 mathrm{m}$

I’ll go out on a speculative limb and say yes, maybe, depending on the definition of «significant».

Planetmaker’s answer notes the infeasibility of raising Earth’s orbit if nothing else changes. But what if we also lower some other body’s orbit at the same time?

First, let the orbital energy of an object with mass $m$ orbiting the Sun with mass $M_S$ at an average distance of $a$ be its kinetic plus potential energy with respect to the Sun:

$E_k + U = frac{1}{2}m v^2 — frac{G M_S m}{a} = frac{1}{2} m (sqrt{frac{GM_S}{a}})^2 = frac{G M_S m}{2a} — frac{G M_S m}{a} = -frac{G M_S m}{2a} $

Our goal is to raise the Earth’s average orbital radius by 1%. Using the above equation and the specific values listed at the end, we need $2.62 times 10^{31} mathrm{J}$ to do that. (This is all consistent with planetmaker’s calculation, I just want to show my own work.)

Where can we get this energy? Let’s try stealing Ceres. If we drop its orbital radius down to match Earth’s, we gain $2.65 times 10^{29} mathrm{J}$. That’s only 1% of the required energy. But if we instead are content to change Earth’s orbit by 0.01% (is that «significant»?) then we have enough energy to do it in Ceres. If not, we need to get more bodies involved. (Since Ceres alone is already about 30% of the asteroid belt mass, they will need to come from elsewhere.)

How do we transfer energy from Ceres to Earth? We arrange for a series (no pun intended) of Gravitational slingshots between the two bodies, each time letting Ceres pass just ahead of the Earth, thereby transferring energy to the latter. (As an outline of the encounter plan, my basic idea is we start by lowering its periapsis to match Earth, then all encounters happen at Ceres periapsis, thus preserving the possibility of future encounters.)

How do we change the orbit of Ceres to cause these slingshots? We apply the same technique, recursively if needed. Find something else nearby, presumably also in the asteroid belt, whose orbit we can perturb to cause encounters with Ceres, gradually steering it toward the eventual encounter with Earth. The bottom of the recursion is some object small enough to be pushed (perhaps slowly) into an encounter with the next object using existing spacecraft and propulsion technology.

This would of course take a long time, at least tens to hundreds of thousands of years, but still well short of the hundred billion years planetmaker cited to move Earth using terrestrial energy sources.

At the core of this idea is the observation that N-body gravitational systems are chaotic, meaning that small changes in initial conditions can cause very large changes in later system state. To move the world, Archimedes asked for a lever and a fulcrum. But with modest technology, accurate foresight, and ample patience, in principle we should be able to manipulate the solar system almost at will without either.

The Wikipedia Asteroid capture article discusses some related concepts.

Specific numbers used in calculations (generally taken from Wikipedia):

• $G = 6.67 times 10^{-11} frac{mathrm{m}^3}{mathrm{kg} mathrm{s}^2}$
• $M_S = 1.99 times 10^{30} mathrm{kg}$
• $m_mathrm{Earth} = 5.97 times 10^{24} mathrm{kg}$
• $a_mathrm{Earth} = 150 times 10^9 mathrm{m}$
• $m_mathrm{Ceres} = 2.38 times 10^{20} mathrm{kg}$
• $a_mathrm{Ceres} = 414 times 10^9 mathrm{m}$