Skúmanie vesmíru: história, problémy a úspechy

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-12 12:19

V poslednej dobe ľudstvo vstúpilo na prah tretieho tisícročia. Čo nás čaká v budúcnosti? Iste bude veľa problémov, ktoré si vyžadujú záväzné riešenia. Podľa vedcov v roku 2050 dosiahne počet obyvateľov Zeme 11 miliárd ľudí. Navyše, 94 % rastu bude v rozvojových krajinách a iba 6 % v industrializovaných. Okrem toho sa vedci naučili spomaľovať proces starnutia, čo výrazne zvyšuje priemernú dĺžku života.

To vedie k novému problému – nedostatku potravín. V súčasnosti hladuje asi pol miliardy ľudí. Z tohto dôvodu každý rok zomrie asi 50 miliónov ľudí. Nakŕmenie 11 miliárd by si vyžadovalo 10-násobné zvýšenie produkcie potravín. Okrem toho bude potrebná energia na zabezpečenie života všetkých týchto ľudí. A to vedie k zvýšeniu výroby paliva a surovín. Vydrží planéta také zaťaženie?

Nezabúdajte na znečistenie životného prostredia. So zvyšujúcou sa mierou produkcienielenže sa vyčerpávajú zdroje, ale mení sa aj klíma planéty. Autá, elektrárne a továrne vypúšťajú do atmosféry toľko oxidu uhličitého, že vznik skleníkového efektu nie je ďaleko. So zvýšením teploty na Zemi sa začne topenie ľadovcov a zvýšenie hladiny vody v oceánoch. To všetko nepriaznivo ovplyvní životné podmienky ľudí. Môže to dokonca viesť ku katastrofe.

Tieto problémy pomôžu vyriešiť prieskum vesmíru. Mysli za seba. Bude tam možné presúvať továrne, skúmať Mars, Mesiac, ťažiť zdroje a energiu. A všetko bude ako vo filmoch a na stránkach sci-fi diel.

Energia z vesmíru

Teraz sa 90 % všetkej energie na Zemi získava spaľovaním paliva v domácich kachliach, motoroch áut a kotloch elektrární. Spotreba energie sa zdvojnásobí každých 20 rokov. Koľko prírodných zdrojov bude stačiť na uspokojenie našich potrieb?

Napríklad ten istý olej? Tá sa podľa vedcov skončí o toľko rokov, koľko je história vesmírneho prieskumu, teda o 50. Uhlie vydrží 100 rokov a plyn asi 40. Mimochodom, aj jadrová energia je vyčerpateľný zdroj.

Teoreticky bol problém hľadania alternatívnej energie vyriešený už v 30. rokoch minulého storočia, keď prišli s reakciou termonukleárnej fúzie. Žiaľ, stále je mimo kontroly. Ale aj keď sa to naučíte ovládať a prijímať energiu v neobmedzenom množstve, povedie to k prehriatiu planéty a nezvratnémuzmena podnebia. Existuje východisko z tejto situácie?

3D priemysel

Samozrejme, toto je prieskum vesmíru. Je potrebné prejsť od „dvojrozmerného“priemyslu k „trojrozmernému“. To znamená, že všetky energeticky náročné odvetvia je potrebné preniesť z povrchu Zeme do vesmíru. V súčasnosti to však nie je ekonomicky únosné. Náklady na takúto energiu budú 200-krát vyššie ako elektrina vyrobená teplom na Zemi. Navyše obrovské peňažné injekcie si vyžiadajú výstavbu veľkých orbitálnych staníc. Vo všeobecnosti musíme počkať, kým ľudstvo prejde ďalšími fázami vesmírneho prieskumu, keď sa technológia zdokonalí a náklady na stavebné materiály sa znížia.

24/7 slnko

Počas celej histórie planéty ľudia využívali slnečné svetlo. Potreba však nie je len počas dňa. V noci je to potrebné oveľa dlhšie: osvetliť staveniská, ulice, polia pri poľnohospodárskych prácach (siatie, zber) atď. A na Ďalekom severe sa Slnko na oblohe šesť mesiacov vôbec neobjaví. Je možné zvýšiť denné svetlo? Ako realistické je vytvorenie umelého slnka? Dnešné pokroky v prieskume vesmíru robia túto úlohu celkom uskutočniteľnou. Stačí na obežnú dráhu planéty umiestniť vhodné zariadenie na odrážanie svetla na Zem. Zároveň je možné meniť jeho intenzitu.

Kto vynašiel reflektor?

Dá sa povedať, že história prieskumu vesmíru v Nemecku začala myšlienkou vytvorenia mimozemských reflektorov, ktorú navrhol nemecký inžinier HermannOberth v roku 1929. Jeho ďalší vývoj možno sledovať v práci vedca Erica Krafta z USA. Teraz sú Američania bližšie ako kedykoľvek predtým k realizácii tohto projektu.

Štrukturálne je reflektor rám, na ktorý je natiahnutý polymérny metalizovaný film, ktorý odráža slnečné žiarenie. Smer svetelného toku sa bude vykonávať buď príkazmi zo Zeme, alebo automaticky, podľa vopred určeného programu.

Implementácia projektu

Spojené štáty americké robia vážny pokrok v prieskume vesmíru a priblížili sa k realizácii tohto projektu. Teraz americkí experti skúmajú možnosť umiestnenia vhodných satelitov na obežnú dráhu. Nachádzať sa budú priamo nad Severnou Amerikou. 16 inštalovaných odrazových zrkadiel predĺži denné svetlo o 2 hodiny. Plánuje sa vyslanie dvoch reflektorov na Aljašku, čím sa tam predĺži denné svetlo až o 3 hodiny. Ak použijete reflektorové satelity na predĺženie dňa v megamestách, zabezpečí im to kvalitné a beztieňové osvetlenie ulíc, diaľnic, stavenísk, čo je nepochybne výhodné z ekonomického hľadiska.

Reflektory v Rusku

Ak je napríklad z vesmíru osvetlených päť miest, ktoré sa veľkosťou rovnajú Moskve, potom sa vďaka úspore energie náklady vrátia približne za 4-5 rokov. Navyše, systém reflektorových satelitov môže prejsť do inej skupiny miest bez akýchkoľvek dodatočných nákladov. A ako sa bude čistiť vzduch, ak energia nepochádza z dymových elektrární, ale z vesmírupriestor! Jedinou prekážkou realizácie tohto projektu u nás je nedostatok financií. Preto prieskum vesmíru Ruskom nejde tak rýchlo, ako by chcel.

Mimozemské rastliny

Od objavu vákua E. Torricelliho ubehlo už viac ako 300 rokov. To zohralo obrovskú úlohu vo vývoji technológie. Koniec koncov, bez pochopenia fyziky vákua by nebolo možné vytvoriť elektroniku ani spaľovacie motory. Ale toto všetko platí pre priemysel na Zemi. Je ťažké si predstaviť, aké príležitosti poskytne vákuum v takej záležitosti, ako je prieskum vesmíru. Prečo neprinútiť galaxiu slúžiť ľuďom tým, že tam postavíme továrne? Budú v úplne inom prostredí, v podmienkach vákua, nízkych teplôt, silných zdrojov slnečného žiarenia a beztiaže.

Teraz je ťažké uvedomiť si všetky výhody týchto faktorov, ale môžeme s istotou povedať, že sa otvárajú jednoducho fantastické vyhliadky a téma „Prieskum vesmíru prostredníctvom výstavby mimozemských tovární“sa stáva aktuálnejšou než kedykoľvek predtým. Ak sú lúče Slnka sústredené parabolickým zrkadlom, potom sa dajú zvárať diely zo zliatin titánu, nehrdzavejúcej ocele atď.. Pri tavení kovov v pozemských podmienkach sa do nich dostávajú nečistoty. A technológia stále viac potrebuje ultračisté materiály. Ako ich získať? Kov môžete "zavesiť" v magnetickom poli. Ak je jeho hmotnosť malá, toto pole ju udrží. V tomto prípade môže byť kov roztavený prechodom vysokofrekvenčného prúdu cez neho.

V stave beztiaže možno roztaviť materiály akejkoľvek hmotnosti a veľkosti. Nepotrebnéžiadne formy, žiadne tégliky na odlievanie. Taktiež nie je potrebné následné brúsenie a leštenie. A materiály sa budú taviť buď v konvenčných alebo solárnych peciach. Vo vákuu je možné vykonávať „studené zváranie“: dobre vyčistené a zladené kovové povrchy tvoria veľmi pevné spoje.

V pozemských podmienkach nebude možné vyrobiť veľké polovodičové kryštály bez defektov, ktoré znižujú kvalitu mikroobvodov a zariadení z nich vyrobených. Vďaka stavu beztiaže a vákua bude možné získať kryštály s požadovanými vlastnosťami.

Pokusy o implementáciu nápadov

Prvé kroky v realizácii týchto myšlienok boli podniknuté v 80. rokoch, keď bol prieskum vesmíru v ZSSR v plnom prúde. V roku 1985 inžinieri vypustili na obežnú dráhu satelit. O dva týždne neskôr dopravil na Zem vzorky materiálov. Takéto uvedenie na trh sa stalo každoročnou tradíciou.

V tom istom roku bol v NPO „Salyut“vyvinutý projekt „Technológia“. Plánovalo sa postaviť kozmickú loď s hmotnosťou 20 ton a závod s hmotnosťou 100 ton. Zariadenie bolo vybavené balistickými kapsulami, ktoré mali dodávať vyrobené produkty na Zem. Projekt nebol nikdy realizovaný. Budete sa pýtať prečo? Ide o štandardný problém prieskumu vesmíru – nedostatok financií. Je to aktuálne v našej dobe.

Vesmírne osady

Začiatkom 20. storočia vyšiel fantastický príbeh K. E. Ciolkovského „Out of the Earth“. V ňom opísal prvé galaktické osídlenia. V momente, kedyexistujú určité úspechy v prieskume vesmíru, môžete sa ujať implementácie tohto fantastického projektu.

V roku 1974 Gerard O'Neill, profesor fyziky na Princetonskej univerzite, vyvinul a zverejnil projekt kolonizácie galaxie. Navrhol umiestniť vesmírne osady na bod librácie (miesto, kde sa navzájom rušia príťažlivé sily Slnka, Mesiaca a Zeme). Takéto dediny budú vždy na jednom mieste.

O^'Neil verí, že v roku 2074 sa väčšina ľudí presťahuje do vesmíru a bude mať neobmedzené zdroje potravín a energie. Pozemok sa stane obrovským parkom bez priemyslu, kde môžete stráviť dovolenku.

Modelová kolónia O^'Nil

Pokojný prieskum vesmíru, profesor navrhuje začať s konštrukciou modelu s polomerom 100 metrov. Toto zariadenie môže ubytovať až 10 000 ľudí. Hlavnou úlohou tejto osady je postaviť ďalší model, ktorý by mal byť 10-krát väčší. Priemer ďalšej kolónie sa zväčší na 6-7 kilometrov a dĺžka sa zväčší na 20.

Vo vedeckej komunite okolo projektu O^'Nile spory stále neutíchajú. V kolóniách, ktoré navrhuje, je hustota obyvateľstva približne rovnaká ako v pozemských mestách. A to je naozaj veľa! Najmä keď si uvedomíte, že cez víkendy sa tam z mesta nedostanete. Málokto chce relaxovať v stiesnených parkoch. So životnými podmienkami na Zemi sa to dá len ťažko porovnať. A ako to bude s psychologickou kompatibilitou a túžbou zmeniť miesta v týchto uzavretých priestoroch?Budú tam ľudia chcieť bývať? Stanú sa vesmírne osady miestami šírenia globálnych katastrof a konfliktov? Všetky tieto otázky sú stále otvorené.

Záver

V útrobách slnečnej sústavy sa ukrýva nevyčísliteľné množstvo materiálov a energetických zdrojov. Preto by sa teraz prieskum vesmíru človekom mal stať prioritou. Ak budú úspešné, získané zdroje budú slúžiť v prospech ľudí.

Astronautika zatiaľ robí prvé kroky týmto smerom. Môžeme povedať, že je to dieťa, ale časom sa z neho stane dospelý. Hlavným problémom prieskumu vesmíru nie je nedostatok nápadov, ale nedostatok financií. Sú potrebné obrovské materiálne zdroje. Ale ak ich porovnáme s nákladmi na zbrojenie, tak tá suma nie je až taká veľká. Napríklad 50 % zníženie globálnych vojenských výdavkov umožní tri expedície na Mars v najbližších rokoch.

V našej dobe by ľudstvo malo byť preniknuté myšlienkou jednoty sveta a prehodnotiť priority rozvoja. A priestor bude symbolom spolupráce. Je lepšie stavať továrne na Marse a Mesiaci, z čoho budú mať prospech všetci ľudia, ako znásobovať už tak nafúknutý globálny jadrový potenciál. Sú ľudia, ktorí tvrdia, že prieskum vesmíru môže počkať. Vedci na ne zvyčajne odpovedajú takto: „Samozrejme, možno, pretože vesmír bude existovať navždy, ale my, žiaľ, nie.“