I den kinesiska science fiction-filmen The Wandering Earth, nyligen släppt på Netflix, försöker mänskligheten att ändra jordens bana med enorma thrusterar för att undkomma den expanderande solen - och förhindra en kollision med Jupiter.
Scenariot kan en dag gå i uppfyllelse. Om fem miljarder år kommer solen att gå tom för bränsle och expandera, troligen uppslukande av jorden. Ett mer omedelbart hot är en global uppvärmningsapokalyp. Att flytta jorden till en bredare bana kan vara en lösning - och det är möjligt i teorin.
Men hur kan vi hantera det och vilka är de tekniska utmaningarna? Låt oss för argumentets skull anta att vi syftar till att flytta jorden från dess nuvarande bana till en bana 50% längre från solen, liknande Mars '.
Vi har utvecklat tekniker för att flytta små kroppar - asteroider - från deras omloppsbana i många år, främst för att skydda vår planet från påverkan. En del är baserade på en impulsiv och ofta destruktiv handling: en kärnkraftssprängning nära eller på ytan av asteroiden, eller en "kinetisk impactor", till exempel ett rymdskepp som kolliderar med asteroiden med hög hastighet. Dessa är uppenbarligen inte tillämpliga på jorden på grund av deras destruktiva natur.
Andra tekniker involverar istället ett mycket skonsamt, kontinuerligt tryck under lång tid, tillhandahållet av en bogserbåt som är anslutet på ytan av asteroiden, eller ett rymdskepp som svävar nära den (skjuter genom tyngdkraften eller andra metoder). Men detta skulle vara omöjligt för jorden eftersom dess massa är enorm jämfört med även de största asteroiderna.
Elektriska thrusterar
Vi har faktiskt redan flyttat jorden från dess bana. Varje gång en sond lämnar jorden för en annan planet, förmedlar den en liten impuls till jorden i motsatt riktning, liknar rekylen med en pistol. Lyckligtvis för oss - men tyvärr i syfte att flytta jorden - är denna effekt otroligt liten.
SpaceXs Falcon Heavy är det mest kapabla lanseringsfordonet idag. Vi skulle behöva 300 miljarder miljarder lanseringar med full kapacitet för att uppnå omloppsbana till Mars. Materialet som bildar alla dessa raketer skulle motsvara 85% av jorden, vilket bara lämnar 15% av jorden i Mars omloppsbana.
En elektrisk thruster är ett mycket mer effektivt sätt att påskynda massan - i synnerhet jon-drivenheter som fungerar genom att skjuta ut en ström av laddade partiklar som driver fartyget framåt. Vi kan peka och avfyra en elektrisk thruster i efterföljande riktning mot jordens omloppsbana.
Den överdimensionerade thrusteren bör vara 1 000 kilometer över havet, bortom jordens atmosfär, men fortfarande solid fäst till jorden med en styv balk för att överföra drivkraften. Med en jonstråle som avfyras 40 kilometer per sekund i rätt riktning, skulle vi fortfarande behöva mata ut motsvarigheten till 13% av jordens massa i joner för att flytta de återstående 87%.
Seglar på ljus
Eftersom ljus bär fart, men ingen massa, kan vi också kontinuerligt driva en fokuserad ljusstråle, till exempel en laser. Den erforderliga kraften skulle samlas in från solen och ingen jordmassa skulle konsumeras. Även om man använder den enorma 100GW-laseranläggningen som planeras av Breakthrough Starshot-projektet, som syftar till att driva rymdskepp från solsystemet för att utforska angränsande stjärnor, skulle det fortfarande ta tre miljarder miljarder år med kontinuerlig användning för att uppnå omloppsförändringen.
Men ljus kan också reflekteras direkt från solen till jorden med hjälp av ett solsegla som är placerat bredvid jorden. Forskare har visat att den skulle behöva en reflekterande skiva som är 19 gånger större än jordens diameter för att uppnå omloppsförändringen under en tidsperiod på en miljard år.
Interplanetär biljard
En välkänd teknik för två kretsande kroppar för att utbyta fart och förändra deras hastighet är med en nära passage, eller gravitational slingshot. Denna typ av manöver har använts i stor utsträckning av interplanetära sonder. Till exempel rymdskeppet Rosetta som besökte kometen 67P under 2014-2016, under sin tioåriga resa till kometen, passerade två gånger i närheten av jorden, 2005 och 2007.
Som ett resultat överförde jordens tyngdkraftsfält en betydande acceleration till Rosetta, vilket skulle ha varit ouppnåelig enbart med hjälp av thrusterar. Följaktligen fick jorden en motsatt och lika impuls - även om detta inte hade någon mätbar effekt på grund av jordens massa.
Men vad händer om vi kunde utföra en slangbult med något mycket mer massivt än ett rymdskepp? Asteroider kan säkert omdirigeras av jorden, och även om den ömsesidiga effekten på jordens omloppsbana kommer att vara liten, kan denna åtgärd upprepas flera gånger för att i slutändan uppnå en betydande förändring av jorden.
Vissa regioner i solsystemet är täta med små kroppar som asteroider och kometer, vars massa är många tillräckligt liten för att förflyttas med realistisk teknik, men ändå storleksordningar större än vad som realistiskt kan lanseras från jorden.
Med exakt banbanan är det möjligt att utnyttja så kallad "leverv-hävstång" - en liten kropp kan skjutas ut ur sin bana och som ett resultat svänga förbi jorden, vilket ger en mycket större impuls till vår planet. Detta kan tyckas spännande, men det har uppskattats att vi skulle behöva en miljon sådana asteroida nära pass, var och en med några tusen år mellan varandra, för att hålla jämna steg med solens expansion.
Domen
Av alla tillgängliga alternativ verkar det att använda flera asteroide-katapultbilder det mest möjliga just nu. Men i framtiden kan exploatering av ljus vara nyckeln - om vi lär oss att bygga jätteutrymme eller superkraftiga lasersystem. Dessa kan också användas för rymdutforskning.
Men även om det är teoretiskt möjligt, och en dag kan vara tekniskt genomförbart, kan det faktiskt vara lättare att flytta vår art till vår planetära granne, Mars, som kan överleva solens förstörelse. Vi har ju redan landat på och älskat ytan flera gånger.
Efter att ha övervägt hur utmanande det skulle vara att flytta jorden, kolonisera Mars, göra den beboelig och flytta jordens befolkning dit över tid, kanske inte låter så svårt trots allt.
Matteo Ceriotti, lektor i rymdsystemteknik, University of Glasgow
