Изследване на космоса: история, проблеми и успехи

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-12 04:04

Наскоро човечеството навлезе в прага на третото хилядолетие. Какво ни очаква в бъдеще? Със сигурност ще има много проблеми, които изискват обвързващи решения. Според учените през 2050 г. броят на жителите на Земята ще достигне цифрата от 11 милиарда души. Освен това 94% растеж ще бъде в развиващите се страни и само 6% в индустриализираните. Освен това учените са се научили да забавят процеса на стареене, което значително увеличава продължителността на живота.

Това води до нов проблем - недостиг на храна. В момента около половин милиард души гладуват. Поради тази причина около 50 милиона умират всяка година. Храненето на 11 милиарда би изисквало 10-кратно увеличение на производството на храни. Освен това ще е необходима енергия, за да се осигури животът на всички тези хора. А това води до увеличаване на производството на гориво и суровини. Ще издържи ли планетата такова натоварване?

Е, не забравяйте за замърсяването на околната среда. С увеличаване на производствените темповене само ресурсите са изчерпани, но климатът на планетата се променя. Автомобилите, електроцентралите и фабриките отделят толкова много въглероден диоксид в атмосферата, че появата на парников ефект не е далеч. С повишаване на температурата на Земята ще започне топенето на ледниците и повишаването на нивото на водата в океаните. Всичко това ще се отрази неблагоприятно на условията на живот на хората. Може дори да доведе до бедствие.

Тези проблеми ще помогнат за решаването на изследването на космоса. Мисли за себе си. Ще бъде възможно да се преместват фабрики там, да се изследва Марс, Луната, да се добиват ресурси и енергия. И всичко ще бъде като във филмите и по страниците на научнофантастичните произведения.

Енергия от космоса

Сега 90% от цялата земна енергия се получава чрез изгаряне на гориво в домашни печки, автомобилни двигатели и котли на електроцентрали. Консумацията на енергия се удвоява на всеки 20 години. Колко природни ресурси ще бъдат достатъчни, за да задоволят нашите нужди?

Например същото масло? Според учени той ще приключи след толкова години, колкото е историята на изследването на космоса, тоест за 50. Въглищата ще издържат 100 години, а газта – около 40. Между другото, ядрената енергия също е изчерпаем източник.

Теоретично проблемът с намирането на алтернативна енергия е решен още през 30-те години на миналия век, когато измислят реакцията на термоядрен синтез. За съжаление тя все още е извън контрол. Но дори и да се научите да го контролирате и да получавате енергия в неограничени количества, това ще доведе до прегряване на планетата и необратимоизменението на климата. Има ли изход от тази ситуация?

3D индустрия

Разбира се, това е изследване на космоса. Необходимо е да се премине от "двуизмерната" индустрия към "триизмерната". Тоест всички енергоемки индустрии трябва да бъдат пренесени от повърхността на Земята в космоса. Но в момента не е икономически изгодно да се направи това. Цената на такава енергия ще бъде 200 пъти по-висока от електроенергията, генерирана от топлина на Земята. Освен това огромните парични инжекции ще изискват изграждането на големи орбитални станции. Като цяло трябва да изчакаме, докато човечеството премине през следващите етапи на изследване на космоса, когато технологиите ще бъдат подобрени и цената на строителните материали ще намалее.

24/7 слънце

През цялата история на планетата хората са използвали слънчева светлина. Необходимостта от това обаче е не само през деня. През нощта е необходимо много по-дълго: за осветяване на строителни площадки, улици, ниви по време на селскостопанска работа (сеитба, прибиране на реколтата) и др. А в Далечния север Слънцето изобщо не се появява на небето в продължение на шест месеца. Възможно ли е да се увеличи дневната светлина? Колко реалистично е създаването на изкуствено слънце? Днешният напредък в изследването на космоса прави тази задача доста осъществима. Достатъчно е само да поставите подходящо устройство в орбитата на планетата, което да отразява светлината към Земята. В същото време неговата интензивност може да се променя.

Кой е изобретил рефлектора?

Може да се каже, че историята на изследването на космоса в Германия започва с идеята за създаване на извънземни рефлектори, предложена от немския инженер ХерманОберт през 1929 г. По-нататъшното му развитие може да се проследи до работата на учения Ерик Крафт от САЩ. Сега американците са по-близо от всякога до реализирането на този проект.

Структурно рефлекторът е рамка, върху която е опънат полимерен метализиран филм, отразяващ слънчевата радиация. Посоката на светлинния поток ще се осъществява или чрез команди от Земята, или автоматично, според предварително определена програма.

Изпълнение на проекта

Съединените щати постигат сериозен напредък в изследването на космоса и са близо до реализирането на този проект. Сега американски експерти проучват възможността за поставяне на подходящи спътници в орбита. Те ще бъдат разположени точно над Северна Америка. 16 монтирани отразяващи огледала ще удължат дневната светлина с 2 часа. Предвижда се да бъдат изпратени два рефлектора до Аляска, което ще увеличи дневните часове там с цели 3 часа. Ако използвате рефлекторни спътници за удължаване на деня в мегаполисите, това ще им осигури висококачествено и безсенко осветление на улици, магистрали, строителни обекти, което несъмнено е от полза от икономическа гледна точка.

Отражатели в Русия

Например, ако пет града, равни по размер на Москва, са осветени от космоса, тогава благодарение на икономията на енергия разходите ще се изплатят за около 4-5 години. Освен това системата от рефлекторни спътници може да премине към друга група градове без допълнителни разходи. И как ще се пречисти въздухът, ако енергията идва не от димящи електроцентрали, а от космосапространство! Единствената пречка за реализирането на този проект у нас е липсата на финансиране. Следователно изследването на космоса от Русия не върви толкова бързо, колкото би искало.

Извънземни растения

Изминаха повече от 300 години от откриването на вакуума от Е. Торичели. Това изигра огромна роля в развитието на технологиите. В крайна сметка, без да се разбира физиката на вакуума, би било невъзможно да се създаде нито електроника, нито двигатели с вътрешно горене. Но всичко това се отнася за индустрията на Земята. Трудно е да си представим какви възможности ще даде вакуумът в такъв въпрос като изследването на космоса. Защо не накарате галактиката да служи на хората, като построите фабрики там? Те ще бъдат в съвсем различна среда, в условия на вакуум, ниски температури, мощни източници на слънчева радиация и безтегловност.

Сега е трудно да се осъзнаят всички предимства на тези фактори, но можем да кажем с увереност, че просто фантастични перспективи се отварят и темата „Изследване на космоса чрез изграждане на извънземни фабрики“става все по-актуална от всякога. Ако лъчите на Слънцето се концентрират от параболично огледало, тогава могат да се заваряват части от титанови сплави, неръждаема стомана и др. При топене на метали в земни условия в тях попадат примеси. А технологията все повече се нуждае от свръхчисти материали. Как да ги получите? Можете да "окачите" метала в магнитно поле. Ако масата му е малка, тогава това поле ще го задържи. В този случай металът може да се стопи чрез преминаване на високочестотен ток през него.

В безтегловност могат да се стопят материали с всякаква маса и размер. Не е необходимобез форми, без тигели за леене. Също така, няма нужда от последващо шлайфане и полиране. И материалите ще се топят или в конвенционални, или в слънчеви пещи. Във вакуумни условия може да се извърши „студено заваряване“: добре почистени и съчетани метални повърхности образуват много здрави фуги.

В земни условия няма да е възможно да се правят големи полупроводникови кристали без дефекти, които намаляват качеството на микросхемите и устройствата, направени от тях. Благодарение на безтегловността и вакуума ще бъде възможно да се получат кристали с желаните свойства.

Опити за реализиране на идеи

Първите стъпки в реализацията на тези идеи са направени през 80-те години, когато изследването на космоса в СССР е в разгара си. През 1985 г. инженерите изстрелват спътник в орбита. Две седмици по-късно той достави проби от материали на Земята. Подобни изстрелвания се превърнаха в годишна традиция.

През същата година в НПО "Салют" е разработен проектът "Технология". Предвижда се да се построи космически кораб с тегло 20 тона и завод с тегло 100 тона. Устройството беше оборудвано с балистични капсули, които трябваше да доставят произведени продукти на Земята. Проектът така и не беше реализиран. Ще попитате защо? Това е стандартен проблем на изследването на космоса – липса на финансиране. Актуално е в наше време.

Космически селища

В началото на 20-ти век е публикуван фантастичен разказ на К. Е. Циолковски „Вън от земята“. В него той описва първите галактически селища. В момента, когатоима определени постижения в изследването на космоса, можете да се заемете с изпълнението на този фантастичен проект.

През 1974 г. Джерард О'Нийл, професор по физика в Принстънския университет, разработи и публикува проект за колонизиране на галактиката. Той предложи да се поставят космически селища в точката на либрация (мястото, където силите на привличане на Слънцето, Луната и Земята се компенсират взаимно). Такива села винаги ще бъдат на едно място.

O^'Нийл вярва, че през 2074 г. повечето хора ще се преместят в космоса и ще имат неограничени хранителни и енергийни ресурси. Земята ще се превърне в огромен парк, свободен от индустрия, където можете да прекарате ваканцията си.

Модел колония O^'Нил

Мирно изследване на космоса, професорът предлага да започнем с изграждането на модел с радиус от 100 метра. Това съоръжение може да побере до 10 000 души. Основната задача на това селище е да изгради следващия модел, който трябва да бъде 10 пъти по-голям. Диаметърът на следващата колония се увеличава до 6-7 километра, а дължината нараства до 20.

В научната общност около проекта O^'Нил споровете все още не стихват. В колониите, които той предлага, гъстотата на населението е приблизително същата като в земните градове. И това е доста! Особено като се има предвид, че през уикендите не можете да излезете от града там. Малко хора искат да се отпуснат в тесни паркове. Едва ли може да се сравни с условията на живот на Земята. А как ще стоят нещата с психологическата съвместимост и желанието за смяна на местата в тези затворени пространства?Ще искат ли хората да живеят там? Ще се превърнат ли космическите селища в места за разпространение на глобални бедствия и конфликти? Всички тези въпроси все още са отворени.

Заключение

В недрата на Слънчевата система са положени неизчислимо количество материални и енергийни ресурси. Следователно изследването на космоса от човека сега трябва да стане приоритет. В крайна сметка, ако са успешни, получените ресурси ще служат в полза на хората.

Засега космонавтиката прави първите си стъпки в тази посока. Можем да кажем, че това е дете, но с времето ще стане възрастен. Основният проблем на изследването на космоса не е липсата на идеи, а липсата на средства. Необходими са огромни материални ресурси. Но ако ги сравним с цената на въоръжението, тогава сумата не е толкова голяма. Например, 50% намаление на глобалните военни разходи ще позволи три експедиции до Марс през следващите няколко години.

В наше време човечеството трябва да се пропие с идеята за единството на света и да преразгледа приоритетите за развитие. И пространството ще бъде символ на сътрудничество. По-добре е да се строят фабрики на Марс и Луната, като по този начин са от полза за всички хора, отколкото да се умножава вече раздутият глобален ядрен потенциал. Има хора, които твърдят, че изследването на космоса може да почака. Учените обикновено им отговарят така: „Разбира се, може би, защото Вселената ще съществува завинаги, но ние, за съжаление, няма да го направим.“