Istraživanje svemira: povijest, problemi i uspjesi

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-12 08:10

Nedavno je čovječanstvo ušlo na prag trećeg tisućljeća. Što nas čeka u budućnosti? Sigurno će biti mnogo problema koji zahtijevaju obvezujuća rješenja. Prema znanstvenicima, 2050. godine broj stanovnika Zemlje dostići će brojku od 11 milijardi ljudi. Štoviše, 94% rasta bit će u zemljama u razvoju, a samo 6% u industrijaliziranim. Osim toga, znanstvenici su naučili usporiti proces starenja, što značajno produžuje životni vijek.

To dovodi do novog problema - nestašice hrane. U ovom trenutku oko pola milijarde ljudi gladuje. Iz tog razloga svake godine umire oko 50 milijuna. Prehrana 11 milijardi zahtijeva desetostruko povećanje proizvodnje hrane. Osim toga, bit će potrebna energija kako bi se svim tim ljudima osigurao život. A to dovodi do povećanja proizvodnje goriva i sirovina. Hoće li planet izdržati takvo opterećenje?

Pa, ne zaboravite na onečišćenje okoliša. Uz povećanje stope proizvodnjene samo da su resursi iscrpljeni, već se i klima planeta mijenja. Automobili, elektrane i tvornice ispuštaju toliko ugljičnog dioksida u atmosferu da pojava efekta staklenika nije daleko. S porastom temperature na Zemlji počet će otapanje ledenjaka i porast razine vode u oceanima. Sve će to negativno utjecati na uvjete života ljudi. Može čak dovesti do katastrofe.

Ovi će problemi pomoći u rješavanju istraživanja svemira. Misli za sebe. Tamo će biti moguće premještati tvornice, istraživati Mars, Mjesec, vaditi resurse i energiju. I sve će biti kao u filmovima i na stranicama znanstvenofantastičnih djela.

Energija iz svemira

Sada se 90% ukupne energije na Zemlji dobiva sagorijevanjem goriva u kućanskim pećima, automobilskim motorima i kotlovima elektrana. Potrošnja energije se udvostručuje svakih 20 godina. Koliko će prirodnih resursa biti dovoljno da zadovoljimo naše potrebe?

Na primjer, isto ulje? Prema znanstvenicima, završit će za onoliko godina koliko je povijest istraživanja svemira, odnosno za 50. Ugljen će trajati 100 godina, a plin oko 40. Inače, nuklearna energija je također iscrpan izvor.

Teoretski, problem pronalaska alternativne energije riješen je još 30-ih godina prošlog stoljeća, kada su došli do reakcije termonuklearne fuzije. Nažalost, ona je još uvijek izvan kontrole. Ali čak i ako ga naučite kontrolirati i primati energiju u neograničenim količinama, to će dovesti do pregrijavanja planeta i nepovratnogklimatske promjene. Postoji li izlaz iz ove situacije?

3D industrija

Naravno, ovo je istraživanje svemira. Potrebno je prijeći iz "dvodimenzionalne" industrije u "trodimenzionalnu". Odnosno, sve energetski intenzivne industrije potrebno je prenijeti s površine Zemlje u svemir. Ali u ovom trenutku to nije ekonomski isplativo učiniti. Cijena takve energije bit će 200 puta veća od električne energije proizvedene toplinom na Zemlji. Osim toga, velike novčane injekcije zahtijevat će izgradnju velikih orbitalnih stanica. Općenito, trebamo pričekati dok čovječanstvo ne prođe kroz sljedeće faze istraživanja svemira, kada će se tehnologija poboljšati, a cijena građevinskog materijala smanjiti.

24/7 sunce

Kroz povijest planete ljudi su koristili sunčevu svjetlost. Međutim, potreba za tim nije samo danju. Noću je potrebno mnogo duže: osvjetljavati gradilišta, ulice, polja tijekom poljoprivrednih radova (sjetva, žetva) itd. A na krajnjem sjeveru Sunce se uopće ne pojavljuje na nebu šest mjeseci. Je li moguće povećati dnevno svjetlo? Koliko je realno stvaranje umjetnog sunca? Današnji napredak u istraživanju svemira čini ovaj zadatak sasvim izvedivim. Dovoljno je samo postaviti odgovarajući uređaj u orbitu planeta da reflektira svjetlost na Zemlju. Istovremeno, njegov intenzitet se može mijenjati.

Tko je izumio reflektor?

Može se reći da je povijest istraživanja svemira u Njemačkoj započela idejom stvaranja vanzemaljskih reflektora, koju je predložio njemački inženjer HermannOberth 1929. godine. Njegov daljnji razvoj može se pratiti u radu znanstvenika Erica Krafta iz SAD-a. Sada su Amerikanci bliži no ikad provedbi ovog projekta.

Strukturno, reflektor je okvir na koji je razvučen polimerni metalizirani film koji reflektira sunčevo zračenje. Smjer svjetlosnog toka provodit će se ili naredbama sa Zemlje, ili automatski, prema unaprijed određenom programu.

Provedba projekta

Sjedinjene Države ozbiljno napreduju u istraživanju svemira i približile su se provedbi ovog projekta. Sada američki stručnjaci istražuju mogućnost postavljanja odgovarajućih satelita u orbitu. Oni će se nalaziti neposredno iznad Sjeverne Amerike. 16 ugrađenih reflektirajućih ogledala produžit će dnevno svjetlo za 2 sata. Predviđeno je slanje dva reflektora na Aljasku, što će tamo povećati dnevni boravak za čak 3 sata. Ako koristite reflektorske satelite za produženje dana u megagradovima, to će im omogućiti kvalitetno osvjetljenje ulica, autocesta, gradilišta bez sjene, što je nesumnjivo korisno s ekonomskog stajališta.

Reflektori u Rusiji

Na primjer, ako se iz svemira osvijetli pet gradova jednakih veličini Moskvi, onda će se zahvaljujući uštedi energije troškovi isplatiti za otprilike 4-5 godina. Štoviše, sustav reflektorskih satelita može se prebaciti u drugu skupinu gradova bez ikakvih dodatnih troškova. A kako će se zrak pročistiti ako energija ne dolazi iz dimljivih elektrana, već iz svemiraprostor! Jedina prepreka provedbi ovog projekta u našoj zemlji je nedostatak sredstava. Stoga istraživanje svemira od strane Rusije ne ide tako brzo koliko bi željela.

Izvanzemaljske biljke

Prošlo je više od 300 godina otkako je E. Torricelli otkrio vakuum. To je odigralo veliku ulogu u razvoju tehnologije. Uostalom, bez razumijevanja fizike vakuuma, bilo bi nemoguće stvoriti ni elektroniku ni motore s unutarnjim izgaranjem. Ali sve se to odnosi na industriju na Zemlji. Teško je zamisliti kakve će prilike dati vakuum u takvom pitanju kao što je istraživanje svemira. Zašto ne natjerati galaksiju da služi ljudima gradeći tamo tvornice? Oni će biti u potpuno drugačijem okruženju, u uvjetima vakuuma, niskih temperatura, snažnih izvora sunčevog zračenja i bestežinskog stanja.

Sada je teško shvatiti sve prednosti ovih čimbenika, ali možemo s povjerenjem reći da se otvaraju jednostavno fantastični izgledi, a tema “Istraživanje svemira kroz izgradnju vanzemaljskih tvornica” postaje relevantnija nego ikad. Ako se sunčeve zrake koncentriraju paraboličnim zrcalom, tada se mogu zavarivati dijelovi od legura titana, nehrđajućeg čelika itd. Kada se metali tale u zemaljskim uvjetima, nečistoće dospiju u njih. A tehnologiji sve više trebaju ultra čisti materijali. Kako ih dobiti? Metal možete "ovjesiti" u magnetskom polju. Ako je njegova masa mala, onda će ga ovo polje držati. U tom slučaju, metal se može rastopiti propuštanjem struje visoke frekvencije kroz njega.

U bestežinskom stanju mogu se rastopiti materijali bilo koje mase i veličine. Nije potrebnonema kalupa, nema lonaca za lijevanje. Također, nema potrebe za naknadnim brušenjem i poliranjem. A materijali će se topiti ili u konvencionalnim ili solarnim pećima. U vakuumskim uvjetima može se izvesti "hladno zavarivanje": dobro očišćene i usklađene metalne površine stvaraju vrlo čvrste spojeve.

U zemaljskim uvjetima neće biti moguće izraditi velike poluvodičke kristale bez nedostataka, koji smanjuju kvalitetu mikrosklopova i uređaja izrađenih od njih. Zahvaljujući bestežinskom stanju i vakuumu, bit će moguće dobiti kristale željenih svojstava.

Pokušaji implementacije ideja

Prvi koraci u provedbi ovih ideja poduzeti su 80-ih godina, kada su istraživanje svemira u SSSR-u bilo u punom jeku. 1985. inženjeri su lansirali satelit u orbitu. Dva tjedna kasnije, dostavio je uzorke materijala na Zemlju. Takva su lansiranja postala godišnja tradicija.

Iste godine razvijen je projekt "Tehnologija" u NPO "Salyut". Planirana je izgradnja letjelice od 20 tona i postrojenja od 100 tona. Uređaj je bio opremljen balističkim kapsulama, koje su trebale isporučiti proizvedene proizvode na Zemlju. Projekt nikada nije proveden. Pitat ćete se zašto? Ovo je standardni problem istraživanja svemira – nedostatak sredstava. To je relevantno u naše vrijeme.

Svemirska naselja

Početkom 20. stoljeća objavljena je fantastična priča K. E. Tsiolkovskog “Izvan zemlje”. U njemu je opisao prva galaktička naselja. U trenutku, kadapostoje određena postignuća u istraživanju svemira, možete preuzeti provedbu ovog fantastičnog projekta.

Godine 1974. Gerard O'Neill, profesor fizike na Sveučilištu Princeton, razvio je i objavio projekt kolonizacije galaksije. Predložio je postavljanje svemirskih naselja na točku libracije (mjesto gdje se sile privlačenja Sunca, Mjeseca i Zemlje međusobno poništavaju). Takva će sela uvijek biti na jednom mjestu.

O^'Neil vjeruje da će se 2074. godine većina ljudi preseliti u svemir i da će imati neograničene izvore hrane i energije. Zemljište će postati ogroman park, bez industrije, gdje ćete moći provesti svoje praznike.

Model kolonija O^'Nile

Mirno istraživanje svemira, profesor predlaže da se krene s izradom modela radijusa od 100 metara. Ovaj objekt može primiti do 10.000 ljudi. Glavni zadatak ovog naselja je izgradnja sljedećeg modela, koji bi trebao biti 10 puta veći. Promjer sljedeće kolonije povećava se na 6-7 kilometara, a duljina se povećava na 20.

U znanstvenoj zajednici oko projekta O^'Nile sporovi još uvijek ne jenjavaju. U kolonijama koje on predlaže, gustoća naseljenosti je otprilike ista kao u kopnenim gradovima. A to je jako puno! Pogotovo kada se uzme u obzir da vikendom tamo ne možete izaći iz grada. Malo se ljudi želi opustiti u skučenim parkovima. Teško se može usporediti s uvjetima života na Zemlji. A kako će biti s psihološkom kompatibilnošću i željom za promjenom mjesta u tim zatvorenim prostorima?Hoće li ljudi tamo htjeti živjeti? Hoće li svemirska naselja postati mjesta širenja globalnih katastrofa i sukoba? Sva ova pitanja su još uvijek otvorena.

Zaključak

U utrobi Sunčevog sustava položena je nesaglediva količina materijalnih i energetskih resursa. Stoga bi ljudsko istraživanje svemira sada trebalo postati prioritet. Uostalom, ako su uspješni, primljeni resursi poslužit će ljudima.

Zasad astronautika čini prve korake u tom smjeru. Možemo reći da je ovo dijete, ali s vremenom će postati odrasla osoba. Glavni problem istraživanja svemira nije nedostatak ideja, već nedostatak sredstava. Potrebna su ogromna materijalna sredstva. Ali ako ih usporedimo s troškovima naoružanja, onda iznos nije tako velik. Na primjer, smanjenje globalne vojne potrošnje za 50% omogućit će tri ekspedicije na Mars u sljedećih nekoliko godina.

U naše vrijeme čovječanstvo treba biti prožeto idejom jedinstva svijeta i preispitati prioritete razvoja. I prostor će biti simbol suradnje. Bolje je graditi tvornice na Marsu i Mjesecu, od čega će imati koristi svi ljudi, nego umnožavati već napuhani globalni nuklearni potencijal. Postoje ljudi koji tvrde da istraživanje svemira može pričekati. Znanstvenici im obično odgovaraju ovako: "Naravno, možda, jer svemir će postojati zauvijek, ali mi, nažalost, nećemo."