Utforskning av rymden: historia, problem och framgångar

2024 Författare: Henry Conors | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-12 12:58

Nyligen har mänskligheten gått in på tröskeln till det tredje millenniet. Vad väntar oss i framtiden? Säkert kommer det att finnas många problem som kräver bindande lösningar. Enligt forskare kommer antalet invånare på jorden år 2050 att nå siffran 11 miljarder människor. Dessutom kommer 94 % tillväxt att ske i utvecklingsländer och endast 6 % i industrialiserade länder. Dessutom har forskare lärt sig att bromsa åldrandeprocessen, vilket avsevärt ökar den förväntade livslängden.

Detta leder till ett nytt problem - matbrist. För tillfället svälter ungefär en halv miljard människor. Av denna anledning dör cirka 50 miljoner varje år. Att utfodra 11 miljarder skulle kräva en 10-faldig ökning av livsmedelsproduktionen. Dessutom kommer det att behövas energi för att säkerställa livet för alla dessa människor. Och detta leder till en ökning av produktionen av bränsle och råvaror. Kommer planeten att klara en sådan belastning?

Tja, glöm inte miljöföroreningar. Med ökande produktionstaktinte bara är resurserna uttömda, utan klimatet på planeten förändras. Bilar, kraftverk och fabriker släpper ut så mycket koldioxid i atmosfären att uppkomsten av en växthuseffekt inte är långt borta. Med en ökning av temperaturen på jorden kommer smältningen av glaciärer och en ökning av vattennivån i haven att börja. Allt detta kommer att påverka människors levnadsvillkor negativt. Det kan till och med leda till katastrof.

De här problemen hjälper till att lösa utforskning av rymden. Tänka själv. Det kommer att vara möjligt att flytta dit fabriker, utforska Mars, Månen, utvinna resurser och energi. Och allt kommer att vara som i filmer och på sidorna av science fiction-verk.

Energi från yttre rymden

Nu erhålls 90 % av all jordens energi genom att elda bränsle i hushållskaminer, bilmotorer och kraftverkspannor. Energiförbrukningen fördubblas vart 20:e år. Hur mycket naturresurser räcker för att möta våra behov?

Till exempel samma olja? Enligt forskare kommer det att sluta om lika många år som rymdutforskningens historia, det vill säga om 50. Kol kommer att räcka i 100 år och gas i cirka 40. Kärnenergi är förresten också en uttömlig källa.

Teoretiskt sett löstes problemet med att hitta alternativ energi redan på 30-talet av förra seklet, när de kom på reaktionen med termonukleär fusion. Tyvärr är hon fortfarande utom kontroll. Men även om du lär dig att kontrollera den och ta emot energi i obegränsade mängder, kommer detta att leda till överhettning av planeten och oåterkalleligklimatförändring. Finns det en väg ut ur den här situationen?

3D-industri

Det här är naturligtvis rymdutforskning. Det är nödvändigt att gå från den "tvådimensionella" industrin till den "tredimensionella". Det vill säga att all energikrävande industri måste överföras från jordens yta till rymden. Men i nuläget är det inte ekonomiskt lönsamt att göra det. Kostnaden för sådan energi kommer att vara 200 gånger högre än el som genereras av värme på jorden. Dessutom kommer enorma kontantinjektioner att kräva byggandet av stora orbitalstationer. I allmänhet måste vi vänta tills mänskligheten går igenom nästa steg av rymdutforskning, då tekniken kommer att förbättras och kostnaderna för byggmaterial kommer att minska.

24/7 sun

Genom hela planetens historia har människor använt solljus. Behovet av det finns dock inte bara på dagtid. På natten behövs det mycket längre: för att belysa byggarbetsplatser, gator, fält under jordbruksarbete (sådd, skörd) etc. Och i Fjärran Norden syns inte Solen på himlen alls på sex månader. Är det möjligt att öka dagsljuset? Hur realistiskt är skapandet av en konstgjord sol? Dagens framsteg inom rymdutforskning gör denna uppgift ganska genomförbar. Det räcker att bara placera en lämplig enhet i planetens omloppsbana för att reflektera ljus till jorden. Samtidigt kan dess intensitet ändras.

Vem uppfann reflektorn?

Man kan säga att historien om rymdutforskning i Tyskland började med idén om att skapa utomjordiska reflektorer, föreslagna av den tyske ingenjören HermannOberth 1929. Dess vidare utveckling kan spåras till vetenskapsmannen Eric Krafts arbete från USA. Nu är amerikanerna närmare genomförandet av detta projekt än någonsin.

Strukturellt sett är reflektorn en ram på vilken en polymerisk metalliserad film sträcks, som reflekterar solens strålning. Riktningen av ljusflödet kommer att utföras antingen genom kommandon från jorden, eller automatiskt, enligt ett förutbestämt program.

Projektimplementering

USA gör allvarliga framsteg i rymdutforskningen och har kommit nära att genomföra detta projekt. Nu undersöker amerikanska experter möjligheten att placera lämpliga satelliter i omloppsbana. De kommer att ligga direkt ovanför Nordamerika. 16 installerade reflekterande speglar förlänger dagsljustimmarna med 2 timmar. Två reflexer planeras att skickas till Alaska, vilket kommer att öka dagsljuset där med så mycket som 3 timmar. Om du använder reflektorsatelliter för att förlänga dagen i megastäder kommer detta att ge dem högkvalitativ och skuggfri belysning av gator, motorvägar, byggarbetsplatser, vilket utan tvekan är fördelaktigt ur ekonomisk synvinkel.

Reflektorer i Ryssland

Till exempel, om fem städer lika stora som Moskva är upplysta från rymden, kommer kostnaderna tack vare energibesparingar att betala sig inom cirka 4-5 år. Dessutom kan systemet med reflektorsatelliter byta till en annan grupp av städer utan extra kostnader. Och hur ska luften renas om energin inte kommer från rykande kraftverk, utan från rymdenPlats! Det enda hindret för genomförandet av detta projekt i vårt land är bristen på finansiering. Därför går rymdutforskningen av Ryssland inte så snabbt som man skulle vilja.

Utomjordiska växter

Det har gått mer än 300 år sedan E. Torricelli upptäckte vakuumet. Detta spelade en stor roll i utvecklingen av teknik. När allt kommer omkring, utan att förstå vakuumets fysik, skulle det vara omöjligt att skapa vare sig elektronik eller förbränningsmotorer. Men allt detta gäller industrin på jorden. Det är svårt att föreställa sig vilka möjligheter ett vakuum kommer att ge i en sådan fråga som rymdutforskning. Varför inte få galaxen att tjäna människor genom att bygga fabriker där? De kommer att befinna sig i en helt annan miljö, under förhållanden med vakuum, låga temperaturer, kraftfulla källor för solstrålning och viktlöshet.

Nu är det svårt att inse alla fördelarna med dessa faktorer, men vi kan med tillförsikt säga att helt enkelt fantastiska framtidsutsikter öppnar sig och ämnet "Utforskning av rymden genom konstruktion av utomjordiska fabriker" blir mer relevant än någonsin. Om solens strålar koncentreras av en parabolisk spegel kan man svetsa delar gjorda av titanlegeringar, rostfritt stål etc. När metaller smälts under markförhållanden kommer föroreningar in i dem. Och tekniken är allt mer i behov av ultrarena material. Hur får man tag i dem? Du kan "suspendera" metallen i ett magnetfält. Om dess massa är liten, kommer detta fält att hålla den. I det här fallet kan metallen smältas genom att leda en högfrekvent ström genom den.

I viktlöshet kan material av vilken massa och storlek som helst smältas. Behövs inteinga formar, inga deglar för gjutning. Dessutom finns det inget behov av efterföljande slipning och polering. Och materialen kommer att smältas antingen i konventionella eller solugnar. Under vakuum kan "kallsvetsning" utföras: väl rengjorda och matchade metallytor bildar mycket starka fogar.

Under markförhållanden kommer det inte att vara möjligt att göra stora halvledarkristaller utan defekter, vilket minskar kvaliteten på mikrokretsar och enheter gjorda av dem. Tack vare viktlöshet och vakuum kommer det att vara möjligt att få kristaller med önskade egenskaper.

Försök att implementera idéer

De första stegen i genomförandet av dessa idéer togs på 80-talet, när rymdutforskningen i Sovjetunionen var i full gång. 1985 lanserade ingenjörer en satellit i omloppsbana. Två veckor senare levererade han prover av material till jorden. Sådana lanseringar har blivit en årlig tradition.

Samma år utvecklades projektet "Technology" vid NPO "Salyut". Det var planerat att bygga en rymdfarkost som vägde 20 ton och en anläggning som vägde 100 ton. Enheten var utrustad med ballistiska kapslar, som var tänkta att leverera tillverkade produkter till jorden. Projektet genomfördes aldrig. Du kommer att fråga varför? Detta är ett standardproblem för utforskning av rymden - brist på finansiering. Det är relevant i vår tid.

Space settlements

I början av 1900-talet publicerades en fantastisk berättelse av K. E. Tsiolkovsky "Out of the Earth". I den beskrev han de första galaktiska bosättningarna. För tillfället, närdet finns vissa framgångar inom rymdutforskning, du kan ta på dig genomförandet av detta fantastiska projekt.

1974 utvecklade och publicerade Gerard O'Neill, professor i fysik vid Princeton University, ett projekt för att kolonisera galaxen. Han föreslog att placera rymdbosättningar vid frigöringspunkten (den plats där solens, månen och jordens attraktionskrafter tar ut varandra). Sådana byar kommer alltid att finnas på ett ställe.

O^'Neil tror att 2074 kommer de flesta människor att flytta ut i rymden och kommer att ha obegränsade mat- och energiresurser. Marken kommer att bli en enorm park, fri från industri, där du kan tillbringa din semester.

Modellkoloni O^'Nile

Fredlig rymdutforskning, professorn föreslår att man börjar med att bygga en modell med en radie på 100 meter. Denna anläggning kan ta emot upp till 10 000 personer. Huvuduppgiften för denna uppgörelse är att bygga nästa modell, som ska vara 10 gånger större. Diametern på nästa koloni ökar till 6-7 kilometer, och längden ökar till 20.

I det vetenskapliga samfundet kring O^'Nile-projektet avtar inte tvister fortfarande. I de kolonier han föreslår är befolkningstätheten ungefär densamma som i landstäder. Och det är ganska mycket! Speciellt när man betänker att man inte kan ta sig ut ur staden på helgerna. Få människor vill koppla av i trånga parker. Det kan knappast jämföras med livsvillkoren på jorden. Och hur kommer det att gå med psykologisk kompatibilitet och vilja att byta plats i dessa slutna utrymmen?Kommer folk att vilja bo där? Kommer rymdbosättningar att bli platser för spridning av globala katastrofer och konflikter? Alla dessa frågor är fortfarande öppna.

Slutsats

I solsystemets tarmar läggs en oöverskådlig mängd material och energiresurser. Därför bör mänskligt rymdutforskning nu bli en prioritet. När allt kommer omkring, om de lyckas, kommer de mottagna resurserna att tjäna människors nytta.

Än så länge har astronautiken tagit sina första steg i den här riktningen. Vi kan säga att detta är ett barn, men med tiden kommer han att bli vuxen. Huvudproblemet med rymdutforskning är inte brist på idéer, utan brist på medel. Det behövs enorma materiella resurser. Men om vi jämför dem med kostnaden för rustning, så är beloppet inte så stort. Till exempel kommer en minskning med 50 % av de globala militärutgifterna att möjliggöra tre expeditioner till Mars under de närmaste åren.

I vår tid borde mänskligheten vara genomsyrad av idén om världens enhet och ompröva utvecklingsprioriteringar. Och rymden kommer att vara en symbol för samarbete. Det är bättre att bygga fabriker på Mars och Månen, och därmed gynna alla människor, än att multiplicera den redan uppblåsta globala kärnkraftspotentialen. Det finns människor som hävdar att rymdutforskning kan vänta. Forskare brukar svara dem så här: "Självklart, kanske, för universum kommer att existera för alltid, men vi kommer tyvärr inte att göra det."