Kosmoso tyrinėjimai: istorija, problemos ir sėkmė

2024 Autorius: Henry Conors | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-12 10:27

Neseniai žmonija įžengė į trečiojo tūkstantmečio slenkstį. Kas mūsų laukia ateityje? Tikrai bus daug problemų, kurioms reikės privalomų sprendimų. Mokslininkų teigimu, 2050 metais Žemės gyventojų skaičius pasieks 11 milijardų žmonių. Be to, 94% augimas bus besivystančiose šalyse ir tik 6% pramoninėse šalyse. Be to, mokslininkai išmoko sulėtinti senėjimo procesą, o tai žymiai pailgina gyvenimo trukmę.

Tai veda prie naujos problemos – maisto trūkumo. Šiuo metu apie pusė milijardo žmonių badauja. Dėl šios priežasties kasmet miršta apie 50 mln. Norint pamaitinti 11 mlrd., reikėtų 10 kartų padidinti maisto gamybą. Be to, visų šių žmonių gyvybei užtikrinti prireiks energijos. O tai lemia kuro ir žaliavų gamybos padidėjimą. Ar planeta atlaikys tokią apkrovą?

Na, nepamirškite apie aplinkos taršą. Didėjant gamybos tempamssenka ne tik ištekliai, bet ir keičiasi planetos klimatas. Automobiliai, elektrinės ir gamyklos į atmosferą išmeta tiek daug anglies dvideginio, kad šiltnamio efekto atsiradimas jau ne už kalnų. Kylant temperatūrai Žemėje, prasidės ledynų tirpimas ir vandens lygio kilimas vandenynuose. Visa tai neigiamai paveiks žmonių gyvenimo sąlygas. Tai netgi gali sukelti nelaimę.

Šios problemos padės išspręsti kosmoso tyrinėjimus. Galvok už save. Ten bus galima perkelti gamyklas, tyrinėti Marsą, Mėnulį, išgauti išteklius ir energiją. Ir viskas bus kaip filmuose ir mokslinės fantastikos kūrinių puslapiuose.

Energija iš kosmoso

Dabar 90 % visos žemės energijos gaunama deginant kurą buitinėse krosnyse, automobilių varikliuose ir elektrinių katiluose. Energijos suvartojimas padvigubėja kas 20 metų. Kiek gamtos išteklių pakaks mūsų poreikiams patenkinti?

Pavyzdžiui, ta pati alyva? Pasak mokslininkų, tai baigsis tiek metų, kiek kosmoso tyrinėjimų istorija, tai yra po 50. Anglies užteks 100 metų, o dujų – apie 40. Beje, branduolinė energija taip pat yra išsenkantis š altinis.

Teoriškai alternatyvios energijos paieškos problema buvo išspręsta praėjusio amžiaus 30-aisiais, kai jie sugalvojo termobranduolinės sintezės reakciją. Deja, ji vis dar nevaldoma. Bet net jei išmoksite tai valdyti ir gauti energijos neribotais kiekiais, tai sukels planetos perkaitimą ir negrįžtamąklimato kaita. Ar yra išeitis iš šios situacijos?

3D pramonė

Žinoma, tai kosmoso tyrinėjimas. Būtina pereiti nuo „dvimatės“pramonės prie „trimatės“. Tai reiškia, kad visas energijai imlias pramonės šakas reikia perkelti iš Žemės paviršiaus į kosmosą. Tačiau šiuo metu tai daryti ekonomiškai neapsimoka. Tokios energijos kaina bus 200 kartų didesnė už elektros energiją, pagamintą iš šilumos Žemėje. Be to, didžiulėms pinigų injekcijoms reikės statyti dideles orbitines stotis. Apskritai reikia palaukti, kol žmonija pereis į kitus kosmoso tyrinėjimo etapus, kai bus patobulintos technologijos ir sumažės statybinių medžiagų kaina.

24/7 saulė

Per visą planetos istoriją žmonės naudojo saulės šviesą. Tačiau to reikia ne tik dienos metu. Naktimis jo reikia kur kas ilgiau: apšviesti statybvietes, gatves, laukus atliekant žemės ūkio darbus (sėja, nuimant derlių) ir kt. O Tolimojoje Šiaurėje šešis mėnesius Saulė danguje visai nepasirodo. Ar įmanoma pailginti dienos šviesos valandas? Kiek realu sukurti dirbtinę saulę? Dėl šių dienų kosmoso tyrinėjimų ši užduotis yra gana įgyvendinama. Pakanka tik planetos orbitoje pastatyti atitinkamą įrenginį, kuris atspindėtų šviesą į Žemę. Tuo pačiu metu jo intensyvumas gali būti keičiamas.

Kas išrado atšvaitą?

Galima sakyti, kad Vokietijos kosmoso tyrinėjimų istorija prasidėjo nuo idėjos sukurti nežemiškus atšvaitus, pasiūlytus vokiečių inžinieriaus Hermanno. Obertas 1929 m. Tolimesnė jo raida siejama su mokslininko Erico Krafto iš JAV darbais. Dabar amerikiečiai kaip niekad arčiau šio projekto įgyvendinimo.

Struktūriškai atšvaitas yra rėmas, ant kurio ištempta polimerinė metalizuota plėvelė, atspindinti saulės spinduliuotę. Šviesos srauto kryptis bus vykdoma komandomis iš Žemės arba automatiškai, pagal iš anksto nustatytą programą.

Projekto įgyvendinimas

Jungtinės Valstijos daro didelę pažangą kosmoso tyrinėjimų srityje ir priartėjo prie šio projekto įgyvendinimo. Dabar amerikiečių ekspertai tiria galimybę į orbitą iškelti atitinkamus palydovus. Jie bus išdėstyti tiesiai virš Šiaurės Amerikos. 16 sumontuotų atspindinčių veidrodžių dienos šviesą pailgins 2 valandomis. Į Aliaską planuojama nusiųsti du atšvaitus, dėl kurių dienos šviesos laikas ten pailgės net 3 valandomis. Jei naudosite atšvaitus palydovus, kad prailgintumėte dieną megamiestuose, tai suteiks jiems kokybišką ir be šešėlių gatvių, greitkelių, statybų aikštelių apšvietimą, o tai neabejotinai naudinga ekonominiu požiūriu.

Atšvaitai Rusijoje

Pavyzdžiui, jei iš kosmoso apšviečiami penki miestai, kurių dydis prilygsta Maskvai, tai dėl energijos taupymo išlaidos atsipirks maždaug per 4–5 metus. Be to, atšvaitų palydovų sistema be papildomų išlaidų gali persijungti į kitą miestų grupę. O kaip bus išvalytas oras, jei energija gaunama ne iš rūkstančių elektrinių, o iš kosmosoerdvė! Vienintelė kliūtis šio projekto įgyvendinimui mūsų šalyje – finansavimo trūkumas. Todėl Rusijos kosmoso tyrinėjimai vyksta ne taip greitai, kaip norėtųsi.

Nežemiški augalai

Praėjo daugiau nei 300 metų nuo tada, kai E. Torricelli atrado vakuumą. Tai suvaidino didžiulį vaidmenį plėtojant technologijas. Juk nesuvokus vakuumo fizikos būtų neįmanoma sukurti nei elektronikos, nei vidaus degimo variklių. Tačiau visa tai taikoma pramonei Žemėje. Sunku įsivaizduoti, kokias galimybes vakuumas suteiks tokiu klausimu kaip kosmoso tyrinėjimas. Kodėl nepriversti galaktikos tarnauti žmonėms statant ten gamyklas? Jie bus visiškai kitokioje aplinkoje, vakuumo, žemos temperatūros, galingų saulės spindulių š altinių ir nesvarumo sąlygomis.

Dabar sunku suvokti visus šių faktorių privalumus, bet galime drąsiai teigti, kad atsiveria tiesiog fantastiškos perspektyvos ir tema „Kosmoso tyrinėjimai statant nežemiškas gamyklas“tampa kaip niekad aktuali. Jeigu Saulės spindulius sutelkia parabolinis veidrodis, tai galima suvirinti detales iš titano lydinių, nerūdijančio plieno ir pan.. Lydant metalus antžeminėmis sąlygomis, į juos patenka priemaišų. O technologijoms vis labiau reikia itin grynų medžiagų. Kaip juos gauti? Galite „pakabinti“metalą magnetiniame lauke. Jei jo masė maža, tai šis laukas jį išlaikys. Tokiu atveju metalas gali būti išlydytas, leidžiant per jį aukšto dažnio srovę.

Esant nesvarumui bet kokios masės ir dydžio medžiagos gali išsilydyti. Nereikiajokių formų, jokių tiglių liejimui. Be to, nereikia vėlesnio šlifavimo ir poliravimo. O medžiagos bus lydomos arba įprastose, arba saulės krosnyse. Vakuuminėmis sąlygomis galima atlikti „š altą suvirinimą“: gerai nuvalyti ir suderinti metaliniai paviršiai sudaro labai tvirtas jungtis.

Antžeminėmis sąlygomis nebus įmanoma pagaminti didelių puslaidininkių kristalų be defektų, dėl kurių sumažėja mikroschemų ir iš jų pagamintų prietaisų kokybė. Nesvarumo ir vakuumo dėka bus galima gauti norimų savybių kristalus.

Bandymai įgyvendinti idėjas

Pirmieji žingsniai įgyvendinant šias idėjas buvo žengti devintajame dešimtmetyje, kai SSRS kosmoso tyrinėjimai įsibėgėjo. 1985 metais inžinieriai į orbitą iškėlė palydovą. Po dviejų savaičių jis į Žemę pristatė medžiagų pavyzdžius. Tokie pristatymai tapo kasmetine tradicija.

Tais pačiais metais NPO „Salyut“buvo sukurtas projektas „Technologija“. Buvo numatyta pastatyti 20 tonų sveriantį erdvėlaivį ir 100 tonų sveriančią gamyklą. Prietaisas buvo aprūpintas balistinėmis kapsulėmis, kurios turėjo pristatyti pagamintus produktus į Žemę. Projektas niekada nebuvo įgyvendintas. Paklausite kodėl? Tai standartinė kosmoso tyrinėjimo problema – finansavimo trūkumas. Tai aktualu mūsų laikais.

Kosminės gyvenvietės

XX amžiaus pradžioje buvo išleista fantastinė K. E. Ciolkovskio istorija „Iš žemės“. Jame jis aprašė pirmąsias galaktikos gyvenvietes. Šiuo metu, kaiyra tam tikrų kosmoso tyrimų pasiekimų, galite imtis šio fantastiško projekto įgyvendinimo.

1974 m. Prinstono universiteto fizikos profesorius Gerardas O'Neillas sukūrė ir paskelbė galaktikos kolonizavimo projektą. Jis pasiūlė kosmines gyvenvietes išdėstyti librationo vietoje (toje vietoje, kur Saulės, Mėnulio ir Žemės traukos jėgos panaikina viena kitą). Tokie kaimai visada bus vienoje vietoje.

O^'Neilas mano, kad 2074 m. dauguma žmonių persikels į kosmosą ir turės neribotus maisto ir energijos išteklius. Žemė taps didžiuliu parku, kuriame nebus pramonės, kur galėsite praleisti atostogas.

Modelių kolonija O^'Nilas

Ramius kosmoso tyrinėjimus, profesorius siūlo pradėti nuo 100 metrų spindulio modelio konstravimo. Šioje įstaigoje gali apsistoti iki 10 000 žmonių. Pagrindinė šios gyvenvietės užduotis – sukurti kitą modelį, kuris turėtų būti 10 kartų didesnis. Kitos kolonijos skersmuo padidėja iki 6-7 kilometrų, o ilgis padidėja iki 20.

Mokslo bendruomenėje apie O^'Nilo projektą ginčai vis dar nesiliauja. Jo siūlomose kolonijose gyventojų tankis yra maždaug toks pat kaip ir antžeminiuose miestuose. Ir tai yra labai daug! Ypač, kai pagalvoji, kad savaitgaliais ten negali išeiti iš miesto. Nedaug žmonių nori atsipalaiduoti ankštuose parkuose. Vargu ar galima palyginti su gyvybės Žemėje sąlygomis. O kaip bus su psichologiniu suderinamumu ir noru keistis vietomis šiose uždarose erdvėse?Ar žmonės norės ten gyventi? Ar kosminės gyvenvietės taps pasaulinių nelaimių ir konfliktų plitimo vietomis? Visi šie klausimai vis dar atviri.

Išvada

Saulės sistemos gelmėse guli nesuskaičiuojamas kiekis materialinių ir energijos išteklių. Todėl žmogaus kosmoso tyrinėjimai dabar turėtų tapti prioritetu. Juk jei pasiseks, gauti ištekliai pasitarnaus žmonių labui.

Kol kas astronautika žengia pirmuosius žingsnius šia kryptimi. Galime sakyti, kad tai vaikas, bet laikui bėgant jis taps suaugęs. Pagrindinė kosmoso tyrinėjimo problema – ne idėjų, o lėšų trūkumas. Reikalingi didžiuliai materialiniai ištekliai. Bet jei lygintume jas su ginkluotės kaina, tai suma nėra tokia didelė. Pavyzdžiui, 50 % sumažinus pasaulines karines išlaidas, per ateinančius kelerius metus bus galima surengti tris ekspedicijas į Marsą.

Mūsų laikais žmonija turėtų būti persmelkta pasaulio vienybės idėjos ir persvarstyti vystymosi prioritetus. O erdvė bus bendradarbiavimo simbolis. Geriau statyti gamyklas Marse ir Mėnulyje ir taip gauti naudos visiems žmonėms, nei dauginti jau išpūstą pasaulinį branduolinį potencialą. Yra žmonių, kurie teigia, kad kosmoso tyrinėjimai gali palaukti. Mokslininkai dažniausiai jiems atsako taip: „Žinoma, galbūt, nes visata egzistuos amžinai, bet mes, deja, ne“.