לאחרונה המין האנושי נכנס לסף האלף השלישי. מה מחכה לנו בעתיד? לבטח יהיו בעיות רבות הדורשות פתרונות מחייבים. על פי מדענים, בשנת 2050 מספר תושבי כדור הארץ יגיע ל -11 מיליארד איש. יתר על כן, 94% מהגידול יהיה במדינות מתפתחות ורק 6% במדינות מתועשות. בנוסף, מדענים למדו להאט את תהליך ההזדקנות, מה שמעלה את תוחלת החיים באופן משמעותי.
זה מוביל לבעיה חדשה - מחסור במזון. כרגע, כחצי מיליארד אנשים גוועים ברעב. מסיבה זו, כ -50 מיליון מתים מדי שנה. כדי להאכיל 11 מיליארד, יהיה צורך להגדיל את ייצור המזון פי 10. בנוסף, תידרש אנרגיה כדי להבטיח את חייהם של כל האנשים הללו. וזה מוביל לעלייה בייצור דלק וחומרי גלם. האם הכוכב יעמוד בעומס כזה?
ובכן, אל תשכחו מזיהום סביבתי. עם עליית קצב הייצור, לא רק שהמשאבים מתרוקנים, אלא שהאקלים של כדור הארץ משתנה. מכונות, תחנות כוח, מפעלים פולטים כל כך הרבה פחמן דו חמצני לאטמוספרה, עד שאפקט החממה נמצא ממש מעבר לפינה. עם עליית הטמפרטורה בכדור הארץ, יתחילו התכה של קרחונים ועליית מפלס המים באוקיינוסים. כל זה ישפיע לרעה על תנאי החיים של אנשים. זה אפילו יכול להוביל לאסון.
בעיות אלה יסייעו בפתרון חקר החלל. חשבו בעצמכם. שם ניתן יהיה להזיז צמחים, לחקור את מאדים, את הירח ולחלץ משאבים ואנרגיה. והכל יהיה כמו בסרטים ובדפי עבודות המדע הבדיוני.
אנרגיה מהחלל
כעת 90% מכל האנרגיה הארצית מתקבלת על ידי שריפת דלק בתנורים ביתיים, מנועי מכוניות ודודי תחנות כוח. כל 20 שנה צריכת האנרגיה מוכפלת. כמה משאבים טבעיים יספיקו כדי לספק את צרכינו?
לדוגמא, אותו שמן? על פי מדענים, זה יסתיים בעוד כמה שנים שיש להיסטוריה של חקר החלל, כלומר בשנת 50. פחם מספיק ל 100 שנים, וגז לכ 40-. אגב, אנרגיה אטומית היא גם מקור בלתי נדלה.
תיאורטית, הבעיה במציאת אנרגיה חלופית נפתרה בשנות השלושים של המאה שעברה, אז הם המציאו את תגובת ההיתוך. למרבה הצער, היא עדיין בלתי נשלטת. אך גם אם תלמדו לשלוט בה ולקבל אנרגיה בכמויות בלתי מוגבלות, הדבר יוביל לחימום יתר של כדור הארץ ולשינוי אקלים בלתי הפיך. האם יש דרך לצאת מהמצב הזה?
תעשיית תלת מימד
כמובן שמדובר בחקירת חלל. יש צורך לעבור מתעשייה "דו ממדית" לתעשייה "תלת מימדית". כלומר, כל הייצור עתיר האנרגיה חייב להיות מועבר משטח כדור הארץ לחלל. אבל כרגע, פעולה זו היא חסרון כלכלי. עלות אנרגיה כזו תהיה גבוהה פי 200 מהחשמל שמקבל החום על פני כדור הארץ. בנוסף, הזרקות ענק במזומן ידרשו הקמת תחנות מסלול גדולות. באופן כללי, אתה צריך לחכות עד שהאנושות תעבור את השלבים הבאים של חקר החלל, כאשר הטכנולוגיה תשתפר ועלות חומרי הבנייה תקטן.
מסביב לשעון מסביב לשעון
לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ אנשים השתמשו באור שמש. עם זאת, הצורך בכך אינו רק בשעות היום. בלילה לוקח הרבה יותר זמן: להאיר אתרי בנייה, רחובות, שדות במהלך עבודות חקלאיות (זריעה, קציר) וכו '. ובצפון הרחוק השמש אינה מופיעה באופק במשך חצי שנה בכלל. האם ניתן להגדיל את שעות אור היום? עד כמה ריאליסטית יצירת שמש מלאכותית? ההצלחות של ימינו בחקר החלל הופכות את המשימה הזו למדי למדי. מספיק להציב מכשיר מתאים על מסלול כדור הארץ בכדי לשקף אור על כדור הארץ. במקביל ניתן לשנות את עוצמתה.
מי המציא את המשקף?
אנו יכולים לומר כי ההיסטוריה של חקר החלל בגרמניה החלה ברעיון ליצור מחזירי חוץ, שהוצע על ידי המהנדס הגרמני הרמן אוברט בשנת 1929. את התפתחותה נוספת ניתן לייחס ליצירותיו של המדען אריק קראפט מארצות הברית. עכשיו אמריקאים קרובים מתמיד לפרויקט זה.
מבחינה מבנית, המשקף הוא מסגרת עליה מתוח סרט מתכתי פולימרי, המשקף את קרינת השמש. כיוון שטף האור יבוצע באמצעות פקודות מכדור הארץ, או באופן אוטומטי, על פי תוכנית שנקבעה מראש.
ביצוע פרויקט
ארצות הברית מתקדמת ברצינות בחקר החלל והתקרבה למימוש פרויקט זה. כעת מומחים אמריקאים בוחנים את האפשרות להציב את הלוויינים המתאימים למסלול. הם ימוקמו ישירות מעל צפון אמריקה. 16 מראות מחזירי אור המותקנות יאריכו את שעות האור בשעתיים. שני מחזירי אור מתכננים לכוון לאלסקה, מה שיגדיל את שעות אור היום שם בכ -3 שעות. אם אתה משתמש בלווייני רפלקטור כדי להאריך את היום במגהייטים, זה יספק להם תאורה איכותית וחסרת צל של רחובות, כבישים מהירים, אתרי בנייה, שללא ספק, זה יתרון כלכלי.
רפלקטורים ברוסיה
לדוגמה, אם תאיר חמש ערים מהחלל, השוות בגודלן למוסקבה, בגלל חיסכון באנרגיה, העלויות ישתלמו בעוד 4-5 שנים. יתר על כן, מערכת משקפי הלוויין יכולה לעבור לקבוצה אחרת של ערים ללא עלויות נוספות. ואיך ינוקה האוויר אם האנרגיה לא תגיע מתחנות הכוח הקטנות ביותר, אלא מהחלל החיצון! המכשול היחיד ליישום פרויקט זה בארצנו הוא היעדר מימון. לפיכך, חקר החלל על ידי רוסיה אינו מתקדם מהר ככל שרצינו.
מפעלים מחוץ לארץ
יותר מ -300 שנה חלפו מאז התגלה הוואקום של E. Torricelli. זה מילא תפקיד עצום בפיתוח הטכנולוגיה. אכן, מבלי להבין את הפיזיקה של הוואקום, לא ניתן יהיה ליצור מנועי בעירה פנימית או אלקטרוניים. אבל כל זה תקף לתעשייה בכדור הארץ. קשה לדמיין אילו הזדמנויות ואקום יספקו בעניין כמו חקירת חלל. מדוע לא לגרום לגלקסיה לשרת אנשים על ידי בניית מפעלים שם? הם יהיו בסביבה אחרת לחלוטין, תחת ואקום, טמפרטורות נמוכות, מקורות עוצמתיים של קרינת שמש ואפס כוח משיכה.
כעת קשה לממש את כל היתרונות של גורמים אלה, אך ניתן לומר בבירור כי סיכויים פנטסטיים נפתחים והנושא "חקר חלל על ידי בניית מפעלים חוצנים" הופך להיות רלוונטי מתמיד. אם אתה מרכז את קרני השמש במראה פרבולית, אתה יכול לרתך חלקים עשויים מסגסוגות טיטניום, נירוסטה וכו '. כשממיסים מתכות בתנאים יבשתיים, נכנסים אליהם זיהומים. והטכנולוגיה זקוקה יותר ויותר לחומרים טהורים במיוחד. איך להשיג אותם? אתה יכול "להשעות" את המתכת בשדה מגנטי. אם המסה שלו קטנה, שדה זה ישמור עליו. במקרה זה, ניתן להמיס את המתכת על ידי העברת זרם בתדר גבוה דרכה.
באפס כוח משיכה ניתן להמיס חומרים בכל מסה ובכל גודל. אין צורך בתבניות ולא ביציקי כור היתוך. אין גם צורך בשחיקה והברקה לאחר מכן. וחומרים יימסו בכבשן קונבנציונאלי או בתנורי שמש. בתנאי ואקום ניתן לבצע "ריתוך קר": מנקים היטב ומותאמים זה לזה במשטחי מתכת יוצרים מפרקים חזקים מאוד.
בתנאים יבשתיים לא ניתן יהיה לייצר גבישי מוליכים למחצה גדולים ללא פגמים, אשר מפחיתים את איכות מעגלי המיקרו והמכשירים המיוצרים מהם. בזכות אפס כוח משיכה ואקום ניתן יהיה להשיג גבישים עם התכונות הרצויות.
ניסיונות ליישם רעיונות
הצעדים הראשונים ליישום רעיונות אלה ננקטו בשנות השמונים, כאשר חקר החלל בברית המועצות היה בעיצומו. בשנת 1985 שיגרו מהנדסים לוויין למסלול. כעבור שבועיים הוא העביר דגימות של חומרים לכדור הארץ. השקות כאלה הפכו למסורת שנתית.
באותה שנה פיתחה עמותת Salyut את פרויקט הטכנולוגיה. תוכנן לבנות חללית במשקל 20 טון ומפעל במשקל 100 טון. המנגנון היה מצויד בכמוסות בליסטיות, שהיו אמורות למסור את המוצרים המיוצרים לכדור הארץ. הפרויקט מעולם לא יצא לפועל. אתה שואל: מדוע? זו בעיה בחקירת חלל סטנדרטית - חוסר מימון. זה רלוונטי בזמננו.
יישובים בחלל
בתחילת המאה העשרים, ראה אור רומן פנטסטי מאת ק. א. ציולקובסקי "מעבר לאדמה". בה הוא תיאר את ההתנחלויות הגלקטיות הראשונות. כרגע, כשיש כבר הישגים מסוימים בחקר החלל, אתה יכול להתחיל ביישום של פרויקט פנטסטי זה.
בשנת 1974 ג'רארד אוניל, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת פרינסטון, פיתח ופרסם פרויקט להתיישבות הגלקסיה. הוא הציע להציב יישובים בחלל בנקודת הליברציה (מקום בו כוחות הכובד של השמש, הירח וכדור הארץ מבטלים זה את זה). כפרים כאלה תמיד יהיו במקום אחד.
אוניל מאמין כי בשנת 2074 רוב האנשים יעברו לחלל ויהיו להם משאבי אנרגיה ואנרגיה בלתי מוגבלים. האדמה תהפוך לפארק ענק, חופשי מתעשייה, בו תוכלו לבלות את חופשתכם.
מודל המושבה אוניל
הפרופסור מציע להתחיל לחקור חלל בשלווה עם בניית דגם ברדיוס של 100 מטר. במבנה כזה יכול להכיל כעשרת אלפים איש. המשימה העיקרית של יישוב זה היא לבנות את המודל הבא, שאמור להיות גדול פי 10. קוטרה של המושבה הבאה גדל ל 6-7 ק"מ, והאורך עולה ל 20.
הקהילה המדעית סביב פרויקט אוניל טרם שככה. במושבות שהוא מציע צפיפות האוכלוסייה זהה לערים ארציות. וזה די הרבה! במיוחד כשאתה מחשיב שבסופי שבוע אתה לא יכול לצאת מהעיר. בפארקים קרובים מעט אנשים רוצים להירגע. זה כמעט ולא ניתן להשוות את זה לתנאי המחיה בכדור הארץ. ואיך במרחבים הסגורים האלה יהיו דברים עם תאימות פסיכולוגית ותאווה לשינוי מקום? האם אנשים ירצו לגור שם? האם יישובי החלל יהפכו למקומות של הפצת אסונות ועימותים עולמיים? כל השאלות הללו נשארות פתוחות עד כה.
