Explorarea spațiului: istorie, probleme și succese

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-12 12:06

Recent, umanitatea a intrat în pragul mileniului trei. Ce ne așteaptă în viitor? Cu siguranță vor fi multe probleme care necesită soluții obligatorii. Potrivit oamenilor de știință, în 2050 numărul locuitorilor Pământului va ajunge la cifra de 11 miliarde de oameni. Mai mult, o creștere de 94% va fi în țările în curs de dezvoltare și doar 6% în cele industrializate. În plus, oamenii de știință au învățat să încetinească procesul de îmbătrânire, ceea ce crește semnificativ speranța de viață.

Acest lucru duce la o nouă problemă - penuria de alimente. În acest moment, aproximativ jumătate de miliard de oameni mor de foame. Din acest motiv, aproximativ 50 de milioane mor în fiecare an. Hrănirea a 11 miliarde ar necesita o creștere de 10 ori a producției de alimente. În plus, va fi nevoie de energie pentru a asigura viața tuturor acestor oameni. Și acest lucru duce la o creștere a producției de combustibil și materii prime. Va rezista planeta unei asemenea sarcini?

Ei bine, nu uitați de poluarea mediului. Odată cu creșterea ratelor de producțienu numai că resursele sunt epuizate, dar climatul planetei se schimbă. Mașinile, centralele electrice și fabricile emit atât de mult dioxid de carbon în atmosferă încât apariția unui efect de seră nu este departe. Odată cu creșterea temperaturii pe Pământ, va începe topirea ghețarilor și o creștere a nivelului apei în oceane. Toate acestea vor afecta negativ condițiile de viață ale oamenilor. Poate duce chiar la dezastru.

Aceste probleme vor ajuta la rezolvarea explorării spațiului. Gandeste pentru tine. Va fi posibil să mutați fabrici acolo, să explorați Marte, Luna, să extrageți resurse și energie. Și totul va fi ca în filme și pe paginile lucrărilor științifico-fantastice.

Energie din spațiul cosmic

Acum 90% din toată energia pământului este obținută prin arderea combustibilului în sobele casnice, motoarele auto și cazanele centralelor electrice. Consumul de energie se dublează la fiecare 20 de ani. Câte resurse naturale vor fi suficiente pentru a ne satisface nevoile?

De exemplu, același ulei? Potrivit oamenilor de știință, se va încheia în la fel de mulți ani ca istoria explorării spațiului, adică în 50. Cărbunele va dura 100 de ani, iar gazul aproximativ 40. Apropo, energia nucleară este și o sursă epuizabilă.

Teoretic, problema găsirii energiei alternative a fost rezolvată încă din anii 30 ai secolului trecut, când au venit cu reacția de fuziune termonucleară. Din păcate, ea este încă scăpată de sub control. Dar chiar dacă înveți să-l controlezi și să primești energie în cantități nelimitate, acest lucru va duce la supraîncălzirea planetei și ireversibilă.schimbarea climei. Există o cale de ieșire din această situație?

Industria 3D

Desigur, aceasta este explorarea spațiului. Este necesar să trecem de la industria „bidimensională” la cea „tridimensională”. Adică, toate industriile consumatoare de energie trebuie să fie transferate de la suprafața Pământului în spațiu. Dar în acest moment nu este viabil din punct de vedere economic să facem acest lucru. Costul unei astfel de energie va fi de 200 de ori mai mare decât electricitatea generată de căldură pe Pământ. În plus, injecțiile uriașe de numerar vor necesita construirea de stații orbitale mari. În general, trebuie să așteptăm până când umanitatea trece prin următoarele etape de explorare a spațiului, când tehnologia va fi îmbunătățită și costul materialelor de construcție va scădea.

24/7 soare

De-a lungul istoriei planetei, oamenii au folosit lumina soarelui. Cu toate acestea, necesitatea acestuia nu este numai în timpul zilei. Noaptea este nevoie de mult mai mult timp: pentru a ilumina șantierele, străzile, câmpurile în timpul lucrărilor agricole (semănat, recoltare) etc. Și în nordul îndepărtat, Soarele nu apare deloc pe cer timp de șase luni. Este posibil să măriți orele de lumină? Cât de realistă este crearea unui soare artificial? Progresele de astăzi în explorarea spațiului fac această sarcină destul de fezabilă. Este suficient doar să plasați un dispozitiv adecvat pe orbita planetei pentru a reflecta lumina către Pământ. În același timp, intensitatea acestuia poate fi modificată.

Cine a inventat reflectorul?

Se poate spune că istoria explorării spațiale în Germania a început cu ideea creării unor reflectoare extraterestre, propuse de inginerul german HermannOberth în 1929. Dezvoltarea sa ulterioară poate fi urmărită în munca omului de știință Eric Kraft din SUA. Acum americanii sunt mai aproape ca niciodată de implementarea acestui proiect.

Din punct de vedere structural, reflectorul este un cadru pe care este întinsă o peliculă polimerică metalizată, reflectând radiația soarelui. Direcția fluxului luminos va fi efectuată fie prin comenzi de pe Pământ, fie automat, conform unui program prestabilit.

Implementarea proiectului

Statele Unite înregistrează progrese serioase în explorarea spațiului și s-au apropiat de implementarea acestui proiect. Acum experții americani investighează posibilitatea de a plasa sateliți corespunzători pe orbită. Acestea vor fi situate direct deasupra Americii de Nord. 16 oglinzi reflectorizante instalate vor prelungi orele de zi cu 2 ore. Două reflectoare sunt planificate să fie trimise în Alaska, ceea ce va crește orele de lumină acolo cu până la 3 ore. Dacă utilizați sateliți reflectorizați pentru a prelungi ziua în mega-orașe, acest lucru le va oferi un iluminat de în altă calitate și fără umbre a străzilor, autostrăzilor, șantierelor, ceea ce este, fără îndoială, benefic din punct de vedere economic.

Reflectoare în Rusia

De exemplu, dacă cinci orașe de dimensiuni egale cu Moscova sunt iluminate din spațiu, atunci datorită economiilor de energie, costurile se vor amortiza în aproximativ 4-5 ani. Mai mult, sistemul de sateliți reflector poate trece la un alt grup de orașe fără costuri suplimentare. Și cum va fi purificat aerul dacă energia nu vine de la centralele electrice fumante, ci din spațiuspaţiu! Singurul obstacol în calea implementării acestui proiect în țara noastră este lipsa finanțării. Prin urmare, explorarea spațiului de către Rusia nu merge atât de repede pe cât și-ar dori.

Plante extraterestre

Au trecut mai bine de 300 de ani de la descoperirea vidului de către E. Torricelli. Acest lucru a jucat un rol important în dezvoltarea tehnologiei. La urma urmei, fără a înțelege fizica vidului, ar fi imposibil să se creeze nici electronice, fie motoare cu ardere internă. Dar toate acestea se aplică industriei de pe Pământ. Este greu de imaginat ce oportunități va oferi un vid într-o chestiune precum explorarea spațiului. De ce să nu faci galaxia să servească oamenilor construind fabrici acolo? Se vor afla într-un mediu complet diferit, în condiții de vid, temperaturi scăzute, surse puternice de radiație solară și imponderabilitate.

Acum este greu să ne dăm seama de toate avantajele acestor factori, dar putem spune cu încredere că se deschid perspective pur și simplu fantastice, iar subiectul „Explorarea spațiului prin construcția de fabrici extraterestre” devine mai relevant ca niciodată. Dacă razele Soarelui sunt concentrate printr-o oglindă parabolică, atunci pot fi sudate piese din aliaje de titan, oțel inoxidabil etc.. Când metalele sunt topite în condiții terestre, impuritățile intră în ele. Iar tehnologia are din ce în ce mai mult nevoie de materiale ultra-pure. Cum să le obții? Puteți „suspenda” metalul într-un câmp magnetic. Dacă masa sa este mică, atunci acest câmp o va reține. În acest caz, metalul poate fi topit prin trecerea unui curent de în altă frecvență prin el.

În imponderabilitate, materialele de orice masă și dimensiune pot fi topite. Nu e necesarfără matrițe, fără creuzete pentru turnare. De asemenea, nu este nevoie de șlefuire și lustruire ulterioară. Și materialele vor fi topite fie în cuptoare convenționale, fie solare. În condiții de vid, se poate efectua „sudarea la rece”: suprafețele metalice bine curățate și potrivite formează îmbinări foarte puternice.

În condiții terestre nu se vor putea realiza cristale semiconductoare mari fără defecte, care reduc calitatea microcircuitelor și a dispozitivelor realizate din acestea. Datorită imponderabilității și vidului, se vor putea obține cristale cu proprietățile dorite.

Încercări de implementare a ideilor

Primii pași în implementarea acestor idei au fost făcuți în anii 80, când explorarea spațiului în URSS era în plină desfășurare. În 1985, inginerii au lansat un satelit pe orbită. Două săptămâni mai târziu, el a livrat mostre de materiale pe Pământ. Astfel de lansări au devenit o tradiție anuală.

În același an, proiectul „Tehnologie” a fost dezvoltat la NPO „Saliut”. S-a planificat construirea unei nave spațiale de 20 de tone și a unei fabrici de 100 de tone. Dispozitivul era echipat cu capsule balistice, care trebuiau să livreze produse fabricate pe Pământ. Proiectul nu a fost niciodată implementat. Vei întreba de ce? Aceasta este o problemă standard a explorării spațiale - lipsa de finanțare. Este relevant în timpul nostru.

Așezări spațiale

La începutul secolului al XX-lea, a fost publicată o poveste fantastică de K. E. Tsiolkovsky „Out of the Earth”. În ea, el a descris primele așezări galactice. În momentul în careExistă anumite realizări în explorarea spațiului, vă puteți asuma implementarea acestui proiect fantastic.

În 1974, Gerard O'Neill, profesor de fizică la Universitatea Princeton, a dezvoltat și publicat un proiect de colonizare a galaxiei. El a propus să plaseze așezările spațiale în punctul de librare (locul în care forțele de atracție ale Soarelui, Lunii și Pământului se anulează reciproc). Astfel de sate vor fi întotdeauna într-un singur loc.

O^'Neil crede că în 2074 majoritatea oamenilor se vor muta în spațiu și vor avea resurse alimentare și energetice nelimitate. Terenul va deveni un parc imens, lipsit de industrie, unde vă puteți petrece vacanța.

Colonie model O^'Nil

Explorare liniștită a spațiului, sugerează profesorul să începem cu construirea unui model cu o rază de 100 de metri. Această unitate poate găzdui până la 10.000 de persoane. Sarcina principală a acestei așezări este de a construi următorul model, care ar trebui să fie de 10 ori mai mare. Diametrul următoarei colonii crește la 6-7 kilometri, iar lungimea crește la 20.

În comunitatea științifică din jurul proiectului O^'Nile, disputele încă nu scad. În coloniile pe care le propune, densitatea populației este aproximativ aceeași ca în orașele terestre. Și asta e destul de mult! Mai ales când te gândești că în weekend nu poți ieși din oraș acolo. Puțini oameni vor să se relaxeze în parcuri înghesuite. Cu greu poate fi comparat cu condițiile de viață de pe Pământ. Și cum vor fi lucrurile cu compatibilitatea psihologică și dorința de a schimba locurile în aceste spații închise?Vor vrea oamenii să locuiască acolo? Vor deveni așezările spațiale locuri de răspândire a dezastrelor și conflictelor globale? Toate aceste întrebări sunt încă deschise.

Concluzie

În măruntaiele sistemului solar sunt așezate o cantitate incalculabilă de resurse materiale și energetice. Prin urmare, explorarea umană a spațiului ar trebui să devină acum o prioritate. La urma urmei, dacă au succes, resursele primite vor servi în beneficiul oamenilor.

Până acum, astronautica face primii pași în această direcție. Putem spune că acesta este un copil, dar în timp va deveni adult. Principala problemă a explorării spațiului nu este lipsa de idei, ci lipsa fondurilor. Sunt necesare resurse materiale uriașe. Dar dacă le comparăm cu costul armamentului, atunci suma nu este atât de mare. De exemplu, o reducere cu 50% a cheltuielilor militare globale va permite trei expediții pe Marte în următorii câțiva ani.

În vremea noastră, omenirea ar trebui să fie impregnată de ideea unității lumii și să reconsidere prioritățile de dezvoltare. Iar spațiul va fi un simbol al cooperării. Este mai bine să construim fabrici pe Marte și pe Lună, în beneficiul tuturor oamenilor, decât să înmulți potențialul nuclear global deja umflat. Există oameni care susțin că explorarea spațiului poate aștepta. Oamenii de știință le răspund de obicei astfel: „Desigur, poate, pentru că universul va exista pentru totdeauna, dar noi, din păcate, nu vom exista.”