Penerokaan angkasa lepas: sejarah, masalah dan kejayaan

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-12 11:04

Baru-baru ini, manusia telah memasuki ambang milenium ketiga. Apa yang menanti kita pada masa hadapan? Pasti akan ada banyak masalah yang memerlukan penyelesaian yang mengikat. Menurut saintis, pada tahun 2050 bilangan penduduk Bumi akan mencecah angka 11 bilion orang. Selain itu, 94% pertumbuhan akan berlaku di negara membangun dan hanya 6% di negara perindustrian. Di samping itu, saintis telah belajar untuk memperlahankan proses penuaan, yang meningkatkan jangka hayat dengan ketara.

Ini membawa kepada masalah baharu - kekurangan makanan. Pada masa ini, kira-kira setengah bilion orang kelaparan. Atas sebab ini, kira-kira 50 juta mati setiap tahun. Memberi makan 11 bilion memerlukan peningkatan 10 kali ganda dalam pengeluaran makanan. Di samping itu, tenaga akan diperlukan untuk memastikan kehidupan semua orang ini. Dan ini membawa kepada peningkatan dalam pengeluaran bahan api dan bahan mentah. Adakah planet ini akan menahan beban sedemikian?

Nah, jangan lupa tentang pencemaran alam sekitar. Dengan peningkatan kadar pengeluaranbukan sahaja sumber berkurangan, malah iklim planet ini berubah. Kereta, loji janakuasa dan kilang mengeluarkan begitu banyak karbon dioksida ke atmosfera sehingga kemunculan kesan rumah hijau tidak lama lagi. Dengan peningkatan suhu di Bumi, pencairan glasier dan peningkatan paras air di lautan akan bermula. Semua ini akan menjejaskan keadaan hidup manusia. Malah boleh membawa kepada bencana.

Masalah ini akan membantu menyelesaikan penerokaan angkasa lepas. Berfikir untuk diri sendiri. Ia mungkin untuk memindahkan kilang ke sana, meneroka Marikh, Bulan, mengekstrak sumber dan tenaga. Dan semuanya akan menjadi seperti dalam filem dan di halaman karya fiksyen sains.

Tenaga dari angkasa lepas

Kini 90% daripada semua tenaga bumi diperoleh dengan membakar bahan api dalam dapur domestik, enjin kereta dan dandang loji kuasa. Penggunaan tenaga berganda setiap 20 tahun. Berapa banyak sumber semula jadi yang mencukupi untuk memenuhi keperluan kita?

Sebagai contoh, minyak yang sama? Menurut saintis, ia akan berakhir dalam beberapa tahun seperti sejarah penerokaan angkasa lepas, iaitu, dalam 50. Arang batu akan bertahan selama 100 tahun, dan gas selama kira-kira 40. By the way, tenaga nuklear juga merupakan sumber yang boleh habis.

Secara teorinya, masalah mencari tenaga alternatif telah diselesaikan pada 30-an abad yang lalu, apabila mereka muncul dengan tindak balas pelakuran termonuklear. Malangnya, dia masih di luar kawalan. Tetapi walaupun anda belajar untuk mengawalnya dan menerima tenaga dalam kuantiti yang tidak terhad, ini akan membawa kepada kepanasan melampau di planet ini dan tidak dapat dipulihkan.perubahan iklim. Adakah terdapat jalan keluar dari situasi ini?

industri 3D

Sudah tentu, ini adalah penerokaan angkasa lepas. Ia adalah perlu untuk beralih daripada industri "dua dimensi" kepada "tiga dimensi". Iaitu, semua industri intensif tenaga perlu dipindahkan dari permukaan Bumi ke angkasa. Tetapi pada masa ini ia tidak berdaya maju dari segi ekonomi untuk berbuat demikian. Kos tenaga sedemikian akan menjadi 200 kali lebih tinggi daripada elektrik yang dihasilkan oleh haba di Bumi. Selain itu, suntikan tunai yang besar akan memerlukan pembinaan stesen orbit yang besar. Secara umum, kita perlu menunggu sehingga manusia melalui peringkat penerokaan angkasa lepas, apabila teknologi akan dipertingkatkan dan kos bahan binaan akan berkurangan.

24/7 matahari

Sepanjang sejarah planet ini, manusia telah menggunakan cahaya matahari. Namun, keperluannya bukan sahaja pada waktu siang. Pada waktu malam, ia diperlukan lebih lama: untuk menerangi tapak pembinaan, jalan, ladang semasa kerja pertanian (menyemai, menuai), dll. Dan di Utara Jauh, Matahari tidak muncul di langit sama sekali selama enam bulan. Adakah mungkin untuk menambah waktu siang? Betapa realistiknya penciptaan matahari tiruan? Kemajuan hari ini dalam penerokaan angkasa lepas menjadikan tugas ini agak boleh dilaksanakan. Ia cukup untuk meletakkan peranti yang sesuai di orbit planet untuk memantulkan cahaya ke Bumi. Pada masa yang sama, keamatannya boleh diubah.

Siapakah yang mencipta reflektor?

Boleh dikatakan bahawa sejarah penerokaan angkasa lepas di Jerman bermula dengan idea mencipta reflektor luar angkasa, yang dicadangkan oleh jurutera Jerman HermannOberth pada tahun 1929. Perkembangan selanjutnya boleh dikesan kepada karya saintis Eric Kraft dari Amerika Syarikat. Kini rakyat Amerika semakin hampir dengan pelaksanaan projek ini.

Dari segi struktur, pemantul ialah bingkai di mana filem logam polimer diregangkan, memantulkan sinaran matahari. Arah fluks cahaya akan dijalankan sama ada melalui arahan dari Bumi, atau secara automatik, mengikut program yang telah ditetapkan.

Pelaksanaan projek

Amerika Syarikat sedang membuat kemajuan yang serius dalam penerokaan angkasa lepas dan hampir melaksanakan projek ini. Kini pakar Amerika sedang menyiasat kemungkinan meletakkan satelit yang sesuai di orbit. Mereka akan terletak betul-betul di atas Amerika Utara. 16 cermin pemantul yang dipasang akan memanjangkan waktu siang selama 2 jam. Dua pemantul dirancang untuk dihantar ke Alaska, yang akan meningkatkan waktu siang di sana sebanyak 3 jam. Jika anda menggunakan satelit pemantul untuk memanjangkan hari di bandar-bandar besar, ini akan memberikan mereka pencahayaan jalan raya, lebuh raya, tapak pembinaan yang berkualiti tinggi dan tidak berbayang, yang sudah pasti bermanfaat dari sudut ekonomi.

Reflektor di Rusia

Sebagai contoh, jika lima bandar yang sama besarnya dengan Moscow diterangi dari angkasa, maka berkat penjimatan tenaga, kosnya akan dibayar dalam masa kira-kira 4-5 tahun. Selain itu, sistem satelit pemantul boleh bertukar ke kumpulan bandar lain tanpa sebarang kos tambahan. Dan bagaimana udara akan disucikan jika tenaga itu bukan dari loji janakuasa yang berasap, tetapi dari angkasaangkasa lepas! Satu-satunya halangan kepada pelaksanaan projek ini di negara kita ialah kekurangan dana. Oleh itu, penerokaan angkasa lepas oleh Rusia tidak berjalan secepat yang diingini.

Tumbuhan Luar Angkasa

Sudah lebih 300 tahun sejak penemuan vakum oleh E. Torricelli. Ini memainkan peranan yang besar dalam pembangunan teknologi. Lagipun, tanpa memahami fizik vakum, adalah mustahil untuk mencipta sama ada elektronik atau enjin pembakaran dalaman. Tetapi semua ini terpakai kepada industri di Bumi. Sukar untuk membayangkan peluang yang akan diberikan oleh vakum dalam perkara seperti penerokaan angkasa lepas. Mengapa tidak menjadikan galaksi berkhidmat kepada orang ramai dengan membina kilang di sana? Mereka akan berada dalam persekitaran yang sama sekali berbeza, dalam keadaan vakum, suhu rendah, sumber sinaran suria yang berkuasa dan tanpa berat.

Kini sukar untuk merealisasikan semua kelebihan faktor-faktor ini, tetapi kita boleh mengatakan dengan yakin bahawa prospek yang hebat sedang dibuka dan topik “Penerokaan angkasa lepas melalui pembinaan kilang luar angkasa” menjadi lebih relevan berbanding sebelum ini. Jika sinaran Matahari tertumpu oleh cermin parabola, maka bahagian yang diperbuat daripada aloi titanium, keluli tahan karat, dan lain-lain boleh dikimpal. Apabila logam dilebur dalam keadaan daratan, kekotoran masuk ke dalamnya. Dan teknologi semakin memerlukan bahan ultra-tulen. Bagaimana untuk mendapatkannya? Anda boleh "menggantung" logam dalam medan magnet. Jika jisimnya kecil, maka medan ini akan memegangnya. Dalam kes ini, logam boleh dicairkan dengan menghantar arus frekuensi tinggi melaluinya.

Dalam tanpa berat, bahan dari sebarang jisim dan saiz boleh dicairkan. Tidak diperlukantiada acuan, tiada mangkuk pijar untuk tuang. Juga, tidak ada keperluan untuk pengisaran dan penggilap seterusnya. Dan bahan-bahan itu akan cair sama ada dalam relau konvensional atau suria. Dalam keadaan vakum, "kimpalan sejuk" boleh dilakukan: permukaan logam yang dibersihkan dan dipadankan dengan baik membentuk sambungan yang sangat kuat.

Dalam keadaan daratan, kristal semikonduktor besar tidak akan dapat dibuat tanpa kecacatan, yang mengurangkan kualiti litar mikro dan peranti yang dibuat daripadanya. Terima kasih kepada tanpa berat dan vakum, kristal dengan sifat yang diingini boleh diperolehi.

Percubaan untuk melaksanakan idea

Langkah pertama dalam pelaksanaan idea-idea ini telah diambil pada tahun 80-an, ketika penerokaan angkasa lepas di USSR sedang giat dijalankan. Pada tahun 1985, jurutera melancarkan satelit ke orbit. Dua minggu kemudian, dia menghantar sampel bahan ke Bumi. Pelancaran sedemikian telah menjadi tradisi tahunan.

Pada tahun yang sama, projek "Teknologi" telah dibangunkan di NPO "Salyut". Ia dirancang untuk membina kapal angkasa seberat 20 tan dan loji seberat 100 tan. Peranti itu dilengkapi dengan kapsul balistik, yang sepatutnya menghantar produk perkilangan ke Bumi. Projek itu tidak pernah dilaksanakan. Anda akan bertanya mengapa? Ini adalah masalah standard penerokaan angkasa lepas - kekurangan dana. Ia relevan pada zaman kita.

Petempatan angkasa

Pada awal abad ke-20, sebuah kisah hebat oleh K. E. Tsiolkovsky “Out of the Earth” telah diterbitkan. Di dalamnya, dia menerangkan penempatan galaksi pertama. Pada masa ini, apabilaterdapat pencapaian tertentu dalam penerokaan angkasa lepas, anda boleh melaksanakan pelaksanaan projek hebat ini.

Pada tahun 1974, Gerard O'Neill, profesor fizik di Universiti Princeton, membangunkan dan menerbitkan projek untuk menjajah galaksi. Dia mencadangkan untuk menempatkan penempatan angkasa lepas di titik libration (tempat di mana daya tarikan Matahari, Bulan dan Bumi membatalkan satu sama lain). Kampung sedemikian akan sentiasa berada di satu tempat.

O^'Neil percaya bahawa pada tahun 2074 kebanyakan orang akan berpindah ke angkasa dan akan mempunyai sumber makanan dan tenaga tanpa had. Tanah itu akan menjadi taman yang besar, bebas daripada industri, tempat anda boleh menghabiskan percutian anda.

Model koloni O^'Nil

Penjelajahan angkasa lepas yang aman, profesor mencadangkan bermula dengan pembinaan model dengan jejari 100 meter. Kemudahan ini boleh memuatkan sehingga 10,000 orang. Tugas utama penyelesaian ini adalah untuk membina model seterusnya, yang sepatutnya 10 kali lebih besar. Diameter koloni seterusnya meningkat kepada 6-7 kilometer, dan panjangnya meningkat kepada 20.

Dalam komuniti saintifik di sekitar projek O^'Nil, pertikaian masih tidak reda. Di tanah jajahan yang dicadangkannya, kepadatan penduduk hampir sama seperti di bandar daratan. Dan itu agak banyak! Terutama apabila anda menganggap bahawa pada hujung minggu anda tidak boleh keluar dari bandar di sana. Segelintir orang ingin berehat di taman yang sempit. Ia sukar dibandingkan dengan keadaan kehidupan di Bumi. Dan bagaimana keadaan dengan keserasian psikologi dan keinginan untuk menukar tempat dalam ruang tertutup ini?Adakah orang mahu tinggal di sana? Adakah penempatan angkasa lepas menjadi tempat penyebaran bencana dan konflik global? Semua soalan ini masih terbuka.

Kesimpulan

Di dalam perut sistem suria, sejumlah besar bahan dan sumber tenaga diletakkan. Oleh itu, penerokaan angkasa lepas manusia kini harus menjadi keutamaan. Lagipun, jika berjaya, sumber yang diterima akan memberi manfaat kepada orang ramai.

Setakat ini, angkasawan membuat langkah pertama ke arah ini. Kita boleh mengatakan bahawa ini adalah kanak-kanak, tetapi lama-kelamaan dia akan menjadi dewasa. Masalah utama penerokaan angkasa lepas bukanlah kekurangan idea, tetapi kekurangan dana. Sumber material yang besar diperlukan. Tetapi jika kita membandingkannya dengan kos persenjataan, maka jumlahnya tidak begitu besar. Sebagai contoh, pengurangan sebanyak 50% dalam perbelanjaan ketenteraan global akan membolehkan tiga ekspedisi ke Marikh dalam beberapa tahun akan datang.

Pada zaman kita, umat manusia harus disemai dengan idea perpaduan dunia dan mempertimbangkan semula keutamaan pembangunan. Dan ruang akan menjadi simbol kerjasama. Adalah lebih baik untuk membina kilang di Marikh dan Bulan, dengan itu memberi manfaat kepada semua orang, daripada melipatgandakan potensi nuklear global yang sudah meningkat. Terdapat orang yang berpendapat bahawa penerokaan angkasa lepas boleh menunggu. Para saintis biasanya menjawab mereka seperti ini: "Sudah tentu, mungkin, kerana alam semesta akan wujud selama-lamanya, tetapi kita, malangnya, tidak akan."