Εξερεύνηση του Διαστήματος: ιστορία, προβλήματα και επιτυχίες

2024 Συγγραφέας: Henry Conors | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-12 05:53

Πρόσφατα, η ανθρωπότητα μπήκε στο κατώφλι της τρίτης χιλιετίας. Τι μας περιμένει στο μέλλον; Σίγουρα θα υπάρξουν πολλά προβλήματα που απαιτούν δεσμευτικές λύσεις. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το 2050 ο αριθμός των κατοίκων της Γης θα φτάσει τα 11 δισεκατομμύρια ανθρώπους. Επιπλέον, 94% ανάπτυξη θα είναι στις αναπτυσσόμενες χώρες και μόνο 6% στις βιομηχανικές. Επιπλέον, οι επιστήμονες έμαθαν να επιβραδύνουν τη διαδικασία γήρανσης, η οποία αυξάνει σημαντικά το προσδόκιμο ζωής.

Αυτό οδηγεί σε ένα νέο πρόβλημα - ελλείψεις τροφίμων. Αυτή τη στιγμή, περίπου μισό δισεκατομμύριο άνθρωποι λιμοκτονούν. Για το λόγο αυτό, περίπου 50 εκατομμύρια πεθαίνουν κάθε χρόνο. Η σίτιση 11 δισεκατομμυρίων θα απαιτούσε δεκαπλάσια αύξηση της παραγωγής τροφίμων. Επιπλέον, θα χρειαστεί ενέργεια για να εξασφαλιστεί η ζωή όλων αυτών των ανθρώπων. Και αυτό οδηγεί σε αύξηση της παραγωγής καυσίμων και πρώτων υλών. Θα αντέξει ο πλανήτης τέτοιο φορτίο;

Λοιπόν, μην ξεχνάτε τη μόλυνση του περιβάλλοντος. Με αυξανόμενους ρυθμούς παραγωγήςόχι μόνο εξαντλούνται οι πόροι, αλλά το κλίμα του πλανήτη αλλάζει. Τα αυτοκίνητα, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής και τα εργοστάσια εκπέμπουν τόσο πολύ διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα που η εμφάνιση ενός φαινομένου του θερμοκηπίου δεν είναι μακριά. Με την αύξηση της θερμοκρασίας στη Γη, θα ξεκινήσει η τήξη των παγετώνων και η αύξηση της στάθμης του νερού στους ωκεανούς. Όλα αυτά θα επηρεάσουν αρνητικά τις συνθήκες διαβίωσης των ανθρώπων. Μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε καταστροφή.

Αυτά τα προβλήματα θα βοηθήσουν στην επίλυση της εξερεύνησης του διαστήματος. Σκέψου μόνος σου. Θα είναι δυνατή η μεταφορά εργοστασίων εκεί, η εξερεύνηση του Άρη, η Σελήνη, η εξαγωγή πόρων και ενέργειας. Και όλα θα είναι όπως στις ταινίες και στις σελίδες έργων επιστημονικής φαντασίας.

Ενέργεια από το διάστημα

Τώρα το 90% της συνολικής ενέργειας της γης προέρχεται από την καύση καυσίμου σε οικιακές σόμπες, κινητήρες αυτοκινήτων και λέβητες σταθμών παραγωγής ενέργειας. Η κατανάλωση ενέργειας διπλασιάζεται κάθε 20 χρόνια. Πόσοι φυσικοί πόροι θα είναι αρκετοί για να καλύψουμε τις ανάγκες μας;

Για παράδειγμα, το ίδιο λάδι; Σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα τελειώσει σε τόσα χρόνια όσο η ιστορία της εξερεύνησης του διαστήματος, δηλαδή σε 50. Ο άνθρακας θα διαρκέσει για 100 χρόνια και το αέριο για περίπου 40. Παρεμπιπτόντως, η πυρηνική ενέργεια είναι επίσης μια εξαντλημένη πηγή.

Θεωρητικά, το πρόβλημα της εύρεσης εναλλακτικής ενέργειας λύθηκε στη δεκαετία του '30 του περασμένου αιώνα, όταν κατέληξαν στην αντίδραση της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Δυστυχώς, είναι ακόμα εκτός ελέγχου. Αλλά ακόμα κι αν μάθετε να το ελέγχετε και να λαμβάνετε ενέργεια σε απεριόριστες ποσότητες, αυτό θα οδηγήσει σε υπερθέρμανση του πλανήτη και μη αναστρέψιμητην αλλαγή του κλίματος. Υπάρχει διέξοδος από αυτήν την κατάσταση;

3D βιομηχανία

Φυσικά, πρόκειται για εξερεύνηση του διαστήματος. Είναι απαραίτητο να περάσουμε από τον κλάδο των «δισδιάστατων» στον «τρισδιάστατο». Δηλαδή, όλες οι βιομηχανίες έντασης ενέργειας πρέπει να μεταφερθούν από την επιφάνεια της Γης στο διάστημα. Αλλά αυτή τη στιγμή δεν είναι οικονομικά βιώσιμο να γίνει κάτι τέτοιο. Το κόστος μιας τέτοιας ενέργειας θα είναι 200 φορές υψηλότερο από την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τη θερμότητα στη Γη. Επιπλέον, τεράστιες εγχύσεις μετρητών θα απαιτήσουν την κατασκευή μεγάλων τροχιακών σταθμών. Γενικά, πρέπει να περιμένουμε μέχρι η ανθρωπότητα να περάσει από τα επόμενα στάδια της εξερεύνησης του διαστήματος, όταν η τεχνολογία θα βελτιωθεί και το κόστος των οικοδομικών υλικών θα μειωθεί.

24/7 ήλιος

Σε όλη την ιστορία του πλανήτη, οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν το φως του ήλιου. Ωστόσο, η ανάγκη για αυτό δεν είναι μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τη νύχτα, χρειάζεται πολύ περισσότερο: να φωτίσει εργοτάξια, δρόμους, χωράφια κατά τη διάρκεια γεωργικών εργασιών (σπορά, συγκομιδή) κ.λπ. Και στον Άπω Βορρά, ο Ήλιος δεν εμφανίζεται καθόλου στον ουρανό για έξι μήνες. Είναι δυνατόν να αυξηθούν οι ώρες της ημέρας; Πόσο ρεαλιστική είναι η δημιουργία ενός τεχνητού ήλιου; Οι σημερινές εξελίξεις στην εξερεύνηση του διαστήματος καθιστούν αυτό το έργο αρκετά εφικτό. Αρκεί απλώς να τοποθετήσετε μια κατάλληλη συσκευή στην τροχιά του πλανήτη για να αντανακλά το φως στη Γη. Ταυτόχρονα, η έντασή του μπορεί να αλλάξει.

Ποιος εφηύρε τον ανακλαστήρα;

Μπορεί να ειπωθεί ότι η ιστορία της εξερεύνησης του διαστήματος στη Γερμανία ξεκίνησε με την ιδέα της δημιουργίας εξωγήινων ανακλαστών, που προτάθηκε από τον Γερμανό μηχανικό HermannOberth το 1929. Η περαιτέρω ανάπτυξή του εντοπίζεται στο έργο του επιστήμονα Eric Kraft από τις ΗΠΑ. Τώρα οι Αμερικανοί είναι πιο κοντά από ποτέ στην υλοποίηση αυτού του έργου.

Δομικά, ο ανακλαστήρας είναι ένα πλαίσιο πάνω στο οποίο τεντώνεται ένα πολυμερές επιμεταλλωμένο φιλμ, αντανακλώντας την ακτινοβολία του ήλιου. Η κατεύθυνση της φωτεινής ροής θα εκτελεστεί είτε με εντολές από τη Γη, είτε αυτόματα, σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο πρόγραμμα.

Υλοποίηση έργου

Οι Ηνωμένες Πολιτείες σημειώνουν σοβαρή πρόοδο στην εξερεύνηση του διαστήματος και έχουν φτάσει κοντά στην υλοποίηση αυτού του έργου. Τώρα Αμερικανοί εμπειρογνώμονες ερευνούν την πιθανότητα τοποθέτησης κατάλληλων δορυφόρων σε τροχιά. Θα βρίσκονται ακριβώς πάνω από τη Βόρεια Αμερική. 16 εγκατεστημένοι ανακλαστικοί καθρέφτες θα επεκτείνουν τις ώρες του φωτός κατά 2 ώρες. Δύο ανακλαστήρες σχεδιάζεται να σταλούν στην Αλάσκα, γεγονός που θα αυξήσει τις ώρες της ημέρας εκεί έως και 3 ώρες. Εάν χρησιμοποιείτε δορυφόρους ανακλαστήρες για να παρατείνετε την ημέρα στις μεγαλουπόλεις, αυτό θα τους προσφέρει υψηλής ποιότητας και χωρίς σκιά φωτισμό δρόμων, αυτοκινητοδρόμων, εργοταξίων, κάτι που είναι αναμφίβολα ωφέλιμο από οικονομική άποψη.

Ανακλαστήρες στη Ρωσία

Για παράδειγμα, εάν πέντε πόλεις ίσου μεγέθους με τη Μόσχα φωτιστούν από το διάστημα, τότε χάρη στην εξοικονόμηση ενέργειας, το κόστος θα αποπληρωθεί σε περίπου 4-5 χρόνια. Επιπλέον, το σύστημα των δορυφόρων ανακλαστήρων μπορεί να μεταβεί σε άλλη ομάδα πόλεων χωρίς επιπλέον κόστος. Και πώς θα καθαριστεί ο αέρας εάν η ενέργεια δεν προέρχεται από ατμίζοντες σταθμούς παραγωγής ενέργειας, αλλά από το διάστημαχώρος! Το μόνο εμπόδιο στην υλοποίηση αυτού του έργου στη χώρα μας είναι η έλλειψη χρηματοδότησης. Επομένως, η εξερεύνηση του διαστήματος από τη Ρωσία δεν προχωρά τόσο γρήγορα όσο θα ήθελε.

Εξωγήινα φυτά

Έχουν περάσει περισσότερα από 300 χρόνια από την ανακάλυψη του κενού από τον E. Torricelli. Αυτό έπαιξε τεράστιο ρόλο στην ανάπτυξη της τεχνολογίας. Εξάλλου, χωρίς την κατανόηση της φυσικής του κενού, θα ήταν αδύνατο να δημιουργηθούν είτε ηλεκτρονικά είτε κινητήρες εσωτερικής καύσης. Αλλά όλα αυτά ισχύουν για τη βιομηχανία στη Γη. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τι ευκαιρίες θα δώσει ένα κενό σε ένα θέμα όπως η εξερεύνηση του διαστήματος. Γιατί να μην κάνουμε τον γαλαξία να εξυπηρετεί τους ανθρώπους χτίζοντας εργοστάσια εκεί; Θα βρίσκονται σε ένα εντελώς διαφορετικό περιβάλλον, σε συνθήκες κενού, χαμηλών θερμοκρασιών, ισχυρών πηγών ηλιακής ακτινοβολίας και έλλειψης βαρύτητας.

Τώρα είναι δύσκολο να συνειδητοποιήσουμε όλα τα πλεονεκτήματα αυτών των παραγόντων, αλλά μπορούμε να πούμε με σιγουριά ότι απλά φανταστικές προοπτικές ανοίγονται και το θέμα «Εξερεύνηση του διαστήματος μέσω της κατασκευής εξωγήινων εργοστασίων» γίνεται πιο επίκαιρο από ποτέ. Εάν οι ακτίνες του Ήλιου συγκεντρωθούν από έναν παραβολικό καθρέφτη, τότε μπορούν να συγκολληθούν μέρη από κράματα τιτανίου, ανοξείδωτο χάλυβα κ.λπ.. Όταν τα μέταλλα λιώνουν σε επίγειες συνθήκες, μπαίνουν ακαθαρσίες σε αυτά. Και η τεχνολογία χρειάζεται ολοένα και περισσότερο εξαιρετικά αγνά υλικά. Πώς να τα αποκτήσετε; Μπορείτε να "αιωρήσετε" το μέταλλο σε ένα μαγνητικό πεδίο. Εάν η μάζα του είναι μικρή, τότε αυτό το πεδίο θα το κρατήσει. Σε αυτή την περίπτωση, το μέταλλο μπορεί να λιώσει περνώντας ένα ρεύμα υψηλής συχνότητας μέσα από αυτό.

Σε περίπτωση έλλειψης βαρύτητας, υλικά οποιασδήποτε μάζας και μεγέθους μπορούν να λιώσουν. Δεν χρειάζεταιχωρίς καλούπια, χωρίς χωνευτήρια για χύτευση. Επίσης, δεν υπάρχει ανάγκη για μετέπειτα λείανση και στίλβωση. Και τα υλικά θα λιώνουν είτε σε συμβατικούς είτε σε ηλιακούς φούρνους. Σε συνθήκες κενού, μπορεί να πραγματοποιηθεί «ψυχρή συγκόλληση»: καλά καθαρισμένες και ταιριαστές μεταλλικές επιφάνειες σχηματίζουν πολύ ισχυρούς αρμούς.

Σε επίγειες συνθήκες, δεν θα είναι δυνατή η κατασκευή μεγάλων κρυστάλλων ημιαγωγών χωρίς ελαττώματα, τα οποία μειώνουν την ποιότητα των μικροκυκλωμάτων και των συσκευών που κατασκευάζονται από αυτούς. Χάρη στην έλλειψη βαρύτητας και στο κενό, θα είναι δυνατή η απόκτηση κρυστάλλων με τις επιθυμητές ιδιότητες.

Προσπάθειες υλοποίησης ιδεών

Τα πρώτα βήματα για την εφαρμογή αυτών των ιδεών έγιναν τη δεκαετία του '80, όταν η εξερεύνηση του διαστήματος στην ΕΣΣΔ ήταν σε πλήρη εξέλιξη. Το 1985, μηχανικοί εκτόξευσαν έναν δορυφόρο σε τροχιά. Δύο εβδομάδες αργότερα, παρέδωσε δείγματα υλικών στη Γη. Τέτοιες εκτοξεύσεις έχουν γίνει ετήσια παράδοση.

Την ίδια χρονιά, το έργο "Τεχνολογία" αναπτύχθηκε στο NPO "Salyut". Είχε προγραμματιστεί να κατασκευαστεί ένα διαστημόπλοιο βάρους 20 τόνων και ένα εργοστάσιο βάρους 100 τόνων. Η συσκευή ήταν εξοπλισμένη με βαλλιστικές κάψουλες, οι οποίες έπρεπε να παραδίδουν τα κατασκευασμένα προϊόντα στη Γη. Το έργο δεν υλοποιήθηκε ποτέ. Θα ρωτήσετε γιατί; Αυτό είναι ένα τυπικό πρόβλημα της εξερεύνησης του διαστήματος - έλλειψη χρηματοδότησης. Είναι σχετικό στην εποχή μας.

Διαστημικοί οικισμοί

Στις αρχές του 20ου αιώνα δημοσιεύτηκε μια φανταστική ιστορία του Κ. Ε. Τσιολκόφσκι «Έξω από τη Γη». Σε αυτό, περιέγραψε τους πρώτους γαλαξιακούς οικισμούς. Τη στιγμή πουυπάρχουν ορισμένα επιτεύγματα στην εξερεύνηση του διαστήματος, μπορείτε να αναλάβετε την υλοποίηση αυτού του φανταστικού έργου.

Το 1974, ο Gerard O'Neill, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, ανέπτυξε και δημοσίευσε ένα έργο για τον αποικισμό του γαλαξία. Πρότεινε να τοποθετηθούν διαστημικοί οικισμοί στο σημείο της βιβλιοθήκης (το μέρος όπου οι δυνάμεις έλξης του Ήλιου, της Σελήνης και της Γης αλληλοεξουδετερώνονται). Τέτοια χωριά θα είναι πάντα σε ένα μέρος.

O^'Ο Neil πιστεύει ότι το 2074 οι περισσότεροι άνθρωποι θα μετακομίσουν στο διάστημα και θα έχουν απεριόριστους πόρους τροφής και ενέργειας. Η γη θα γίνει ένα τεράστιο πάρκο, απαλλαγμένο από βιομηχανία, όπου μπορείτε να περάσετε τις διακοπές σας.

Μοντέλο αποικία O^'Νείλος

Ειρηνική εξερεύνηση του διαστήματος, προτείνει ο καθηγητής να ξεκινήσουμε με την κατασκευή ενός μοντέλου ακτίνας 100 μέτρων. Αυτή η εγκατάσταση μπορεί να φιλοξενήσει έως και 10.000 άτομα. Το κύριο καθήκον αυτού του οικισμού είναι η κατασκευή του επόμενου μοντέλου, το οποίο θα πρέπει να είναι 10 φορές μεγαλύτερο. Η διάμετρος της επόμενης αποικίας αυξάνεται στα 6-7 χιλιόμετρα και το μήκος αυξάνεται στα 20.

Στην επιστημονική κοινότητα γύρω από το έργο O^'Νείλος, οι διαφωνίες εξακολουθούν να μην υποχωρούν. Στις αποικίες που προτείνει, η πυκνότητα πληθυσμού είναι περίπου η ίδια με τις χερσαίες πόλεις. Και αυτό είναι πάρα πολύ! Ειδικά αν σκεφτείς ότι τα Σαββατοκύριακα δεν μπορείς να βγεις από την πόλη εκεί. Λίγοι θέλουν να χαλαρώσουν σε στενά πάρκα. Δύσκολα μπορεί να συγκριθεί με τις συνθήκες ζωής στη Γη. Και πώς θα είναι τα πράγματα με την ψυχολογική συμβατότητα και την επιθυμία να αλλάξουμε θέση σε αυτούς τους κλειστούς χώρους;Θα θέλουν οι άνθρωποι να ζήσουν εκεί; Θα γίνουν οι διαστημικοί οικισμοί τόποι εξάπλωσης παγκόσμιων καταστροφών και συγκρούσεων; Όλες αυτές οι ερωτήσεις είναι ακόμα ανοιχτές.

Συμπέρασμα

Στα έγκατα του ηλιακού συστήματος, εναποτίθεται ανυπολόγιστη ποσότητα υλικών και ενεργειακών πόρων. Ως εκ τούτου, η ανθρώπινη εξερεύνηση του διαστήματος θα πρέπει τώρα να γίνει προτεραιότητα. Σε τελική ανάλυση, εάν είναι επιτυχείς, οι πόροι που θα ληφθούν θα είναι προς όφελος των ανθρώπων.

Μέχρι στιγμής, η αστροναυτική κάνει τα πρώτα της βήματα προς αυτή την κατεύθυνση. Μπορούμε να πούμε ότι πρόκειται για παιδί, αλλά με τον καιρό θα ενηλικιωθεί. Το κύριο πρόβλημα της εξερεύνησης του διαστήματος δεν είναι η έλλειψη ιδεών, αλλά η έλλειψη κεφαλαίων. Απαιτούνται τεράστιοι υλικοί πόροι. Αν όμως τα συγκρίνουμε με το κόστος των εξοπλισμών, τότε το ποσό δεν είναι τόσο μεγάλο. Για παράδειγμα, μια μείωση κατά 50% στις παγκόσμιες στρατιωτικές δαπάνες θα επιτρέψει τρεις αποστολές στον Άρη τα επόμενα χρόνια.

Στην εποχή μας, η ανθρωπότητα θα πρέπει να εμποτιστεί με την ιδέα της ενότητας του κόσμου και να επανεξετάσει τις αναπτυξιακές προτεραιότητες. Και ο χώρος θα είναι σύμβολο συνεργασίας. Είναι καλύτερο να χτίσουμε εργοστάσια στον Άρη και τη Σελήνη, ωφελώντας έτσι όλους τους ανθρώπους, παρά να πολλαπλασιάσουμε το ήδη διογκωμένο παγκόσμιο πυρηνικό δυναμικό. Υπάρχουν άνθρωποι που υποστηρίζουν ότι η εξερεύνηση του διαστήματος μπορεί να περιμένει. Οι επιστήμονες συνήθως τους απαντούν ως εξής: «Φυσικά, ίσως, γιατί το σύμπαν θα υπάρχει για πάντα, αλλά εμείς, δυστυχώς, δεν θα υπάρχει».