Exploració de l'espai: història, problemes i èxits

2024 Autora: Henry Conors | [email protected]. Última modificació: 2024-02-12 04:52

Recentment, la humanitat ha entrat al llindar del tercer mil·lenni. Què ens espera en el futur? Segur que hi haurà molts problemes que requereixen solucions vinculants. Segons els científics, el 2050 el nombre d'habitants de la Terra arribarà a la xifra d'11.000 milions de persones. A més, un 94% de creixement es produirà als països en desenvolupament i només un 6% als industrialitzats. A més, els científics han après a frenar el procés d'envelliment, la qual cosa augmenta significativament l'esperança de vida.

Això comporta un nou problema: l'escassetat d'aliments. En aquests moments, prop de mig milió de persones es moren de gana. Per aquest motiu, uns 50 milions moren cada any. Alimentar 11.000 milions requeriria un augment de 10 vegades en la producció d'aliments. A més, caldrà energia per garantir la vida de totes aquestes persones. I això comporta un augment de la producció de combustible i matèries primeres. El planeta aguantarà aquesta càrrega?

Bé, no us oblideu de la contaminació ambiental. Amb l'augment de les taxes de produccióno només s'esgoten els recursos, sinó que el clima del planeta està canviant. Els cotxes, les centrals elèctriques i les fàbriques emeten tant diòxid de carboni a l'atmosfera que l'aparició d'un efecte hivernacle no està lluny. Amb l'augment de la temperatura a la Terra, començarà el desglaç de les glaceres i un augment del nivell de l'aigua als oceans. Tot això afectarà negativament les condicions de vida de les persones. Fins i tot pot provocar un desastre.

Aquests problemes ajudaran a resoldre l'exploració espacial. Pensa per tu mateix. Hi serà possible moure fàbriques, explorar Mart, la Lluna, extreure recursos i energia. I tot serà com a les pel·lícules i a les pàgines d'obres de ciència-ficció.

Energia de l'espai exterior

Ara el 90% de tota l'energia de la terra s'obté cremant combustible en estufes domèstiques, motors de cotxes i calderes de centrals elèctriques. El consum d'energia es duplica cada 20 anys. Quants recursos naturals seran suficients per satisfer les nostres necessitats?

Per exemple, el mateix oli? Segons els científics, s'acabarà en tants anys com la història de l'exploració espacial, és a dir, en 50. El carbó durarà 100 anys, i el gas uns 40. Per cert, l'energia nuclear també és una font esgotable.

Teòricament, el problema de trobar energies alternatives es va resoldre als anys 30 del segle passat, quan van sorgir amb la reacció de la fusió termonuclear. Malauradament, encara està fora de control. Però fins i tot si apreneu a controlar-lo i rebre energia en quantitats il·limitades, això provocarà un sobreescalfament del planeta i irreversible.canvi climàtic. Hi ha una manera de sortir d'aquesta situació?

Indústria 3D

Per descomptat, això és l'exploració espacial. Cal passar de la indústria “bidimensional” a la “tridimensional”. És a dir, totes les indústries intensives en energia s'han de transferir de la superfície de la Terra a l'espai. Però de moment no és viable econòmicament fer-ho. El cost d'aquesta energia serà 200 vegades més gran que l'electricitat generada per la calor a la Terra. A més, les grans injeccions d'efectiu requeriran la construcció de grans estacions orbitals. En general, hem d'esperar fins que la humanitat passi per les properes etapes d'exploració espacial, quan la tecnologia millori i el cost dels materials de construcció disminueixi.

sol 24/7

Al llarg de la història del planeta, la gent ha utilitzat la llum solar. Tanmateix, la necessitat d'això no és només durant el dia. A la nit, es necessita molt més temps: per il·luminar les obres, els carrers, els camps durant els treballs agrícoles (sembra, collita), etc. I a l'Extrem Nord, el Sol no apareix al cel durant sis mesos. És possible augmentar les hores de llum? Què tan realista és la creació d'un sol artificial? Els avenços actuals en l'exploració espacial fan que aquesta tasca sigui bastant factible. N'hi ha prou amb col·locar un dispositiu adequat a l'òrbita del planeta per reflectir la llum a la Terra. Al mateix temps, es pot canviar la seva intensitat.

Qui va inventar el reflector?

Es pot dir que la història de l'exploració espacial a Alemanya va començar amb la idea de crear reflectors extraterrestres, proposats per l'enginyer alemany HermannOberth el 1929. El seu desenvolupament posterior es pot remuntar al treball del científic Eric Kraft dels EUA. Ara els nord-americans estan més a prop que mai de la implementació d'aquest projecte.

Estructuralment, el reflector és un marc sobre el qual s'estira una pel·lícula metal·litzada polimèrica que reflecteix la radiació del sol. La direcció del flux de llum es durà a terme per ordres de la Terra, o automàticament, segons un programa predeterminat.

Implementació del projecte

Els Estats Units estan avançant seriosament en l'exploració espacial i s'han apropat a implementar aquest projecte. Ara els experts nord-americans estan investigant la possibilitat de col·locar satèl·lits adequats en òrbita. Estaran situats directament sobre Amèrica del Nord. 16 miralls reflectants instal·lats allargaran les hores de llum diürna en 2 hores. Es preveu enviar dos reflectors a Alaska, cosa que augmentarà les hores de llum allà fins a 3 hores. Si utilitzeu satèl·lits reflectors per allargar el dia a les megaciutats, això els proporcionarà una il·luminació de carrers, carreteres i llocs de construcció d' alta qualitat i sense ombres, cosa que sens dubte és beneficiosa des del punt de vista econòmic.

Reflectors a Rússia

Per exemple, si cinc ciutats de la mateixa mida que Moscou s'il·luminen des de l'espai, gràcies a l'estalvi d'energia, els costos es compensaran en uns 4-5 anys. A més, el sistema de satèl·lits reflectors pot canviar a un altre grup de ciutats sense cap cost addicional. I com es purificarà l'aire si l'energia no prové de centrals elèctriques fumants, sinó de l'espaiespai! L'únic obstacle per a la implantació d'aquest projecte al nostre país és la manca de finançament. Per tant, l'exploració espacial de Rússia no va tan ràpid com voldria.

Plantes extraterrestres

Fa més de 300 anys que E. Torricelli va descobrir el buit. Això va tenir un paper important en el desenvolupament de la tecnologia. Després de tot, sense entendre la física del buit, seria impossible crear motors electrònics o de combustió interna. Però tot això s'aplica a la indústria de la Terra. És difícil imaginar quines oportunitats donarà un buit en una qüestió com l'exploració espacial. Per què no fer que la galàxia serveixi a la gent construint-hi fàbriques? Estaran en un entorn completament diferent, en condicions de buit, baixes temperatures, potents fonts de radiació solar i ingravidesa.

Ara és difícil adonar-se de tots els avantatges d'aquests factors, però podem afirmar amb confiança que s'obren perspectives simplement fantàstiques i que el tema "L'exploració espacial mitjançant la construcció de fàbriques extraterrestres" és més rellevant que mai.. Si els raigs del Sol es concentren mitjançant un mirall parabòlic, es poden soldar peces fetes d'aliatges de titani, acer inoxidable, etc.. Quan els metalls es fonen en condicions terrestres, hi entren impureses. I la tecnologia necessita cada cop més materials ultra purs. Com aconseguir-los? Podeu "suspendre" el metall en un camp magnètic. Si la seva massa és petita, aquest camp l'aguantarà. En aquest cas, el metall es pot fondre fent-hi passar un corrent d' alta freqüència.

En ingravidesa, els materials de qualsevol massa i mida es poden fondre. No necessarini motlles, ni gresols per a la fosa. A més, no hi ha necessitat de polir i polir posteriorment. I els materials es fonen en forns convencionals o solars. En condicions de buit, es pot dur a terme "soldadura en fred": superfícies metàl·liques ben netes i combinades formen juntes molt resistents.

En condicions terrestres, no es podran fer grans cristalls semiconductors sense defectes, que redueixen la qualitat dels microcircuits i dels dispositius fets amb ells. Gràcies a la ingravidesa i al buit, es podran obtenir cristalls amb les propietats desitjades.

Intents d'implementar idees

Els primers passos en la implementació d'aquestes idees es van fer als anys 80, quan l'exploració espacial a l'URSS estava en ple apogeu. El 1985, els enginyers van posar en òrbita un satèl·lit. Dues setmanes més tard, va lliurar mostres de materials a la Terra. Aquests llançaments s'han convertit en una tradició anual.

El mateix any, es va desenvolupar el projecte "Tecnologia" a la NPO "Salyut". Estava previst construir una nau espacial de 20 tones i una planta de 100 tones. El dispositiu estava equipat amb càpsules balístiques, que suposadament havien de lliurar productes manufacturats a la Terra. El projecte mai es va dur a terme. Et preguntaràs per què? Aquest és un problema estàndard de l'exploració espacial: la manca de finançament. És rellevant en el nostre temps.

Assentaments espacials

A principis del segle XX, es va publicar una història fantàstica de K. E. Tsiolkovsky "Fora de la Terra". En ella, va descriure els primers assentaments galàctics. En el moment, quanHi ha certs assoliments en l'exploració espacial, pots assumir la implementació d'aquest fantàstic projecte.

El 1974, Gerard O'Neill, professor de física a la Universitat de Princeton, va desenvolupar i va publicar un projecte per colonitzar la galàxia. Va proposar situar els assentaments espacials al punt de libració (el lloc on les forces d'atracció del Sol, la Lluna i la Terra s'anul·len mútuament). Aquests pobles sempre estaran en un sol lloc.

O^'Neil creu que l'any 2074 la majoria de la gent es traslladarà a l'espai i disposarà de recursos alimentaris i energètics il·limitats. El terreny es convertirà en un parc enorme, lliure d'indústries, on podràs passar les teves vacances.

Model de colònia O^'Nil

Exploració espacial pacífica, proposa el professor començar per la construcció d'una maqueta amb un radi de 100 metres. Aquesta instal·lació pot acollir fins a 10.000 persones. La tasca principal d'aquest assentament és construir el següent model, que hauria de ser 10 vegades més gran. El diàmetre de la propera colònia augmenta a 6-7 quilòmetres i la longitud augmenta a 20.

A la comunitat científica al voltant del projecte O^'Nil, les disputes encara no desapareixen. A les colònies que proposa, la densitat de població és aproximadament la mateixa que a les ciutats terrestres. I això és molt! Sobretot si tens en compte que els caps de setmana no pots sortir de la ciutat. Poca gent vol relaxar-se en parcs estrets. Difícilment es pot comparar amb les condicions de vida a la Terra. I com aniran les coses amb la compatibilitat psicològica i les ganes de canviar de lloc en aquests espais tancats?La gent voldrà viure-hi? Els assentaments espacials es convertiran en llocs de propagació de desastres i conflictes globals? Totes aquestes preguntes encara estan obertes.

Conclusió

A les entranyes del sistema solar hi ha una quantitat incalculable de recursos materials i energètics. Per tant, ara l'exploració espacial humana hauria de convertir-se en una prioritat. Després de tot, si tenen èxit, els recursos rebuts serviran al benefici de la gent.

Fins ara, l'astronàutica està fent els seus primers passos en aquesta direcció. Podem dir que aquest és un nen, però amb el temps es convertirà en un adult. El principal problema de l'exploració espacial no és la manca d'idees, sinó la manca de fons. Es necessiten grans recursos materials. Però si els comparem amb el cost de l'armament, la quantitat no és tan gran. Per exemple, una reducció del 50% de la despesa militar global permetrà fer tres expedicions a Mart en els propers anys.

En el nostre temps, la humanitat hauria d'estar imbuïda de la idea de la unitat del món i reconsiderar les prioritats de desenvolupament. I l'espai serà símbol de cooperació. És millor construir fàbriques a Mart i a la Lluna, beneficiant així totes les persones, que multiplicar el potencial nuclear global ja inflat. Hi ha gent que argumenta que l'exploració espacial pot esperar. Els científics solen respondre-los així: "Per descomptat, potser, perquè l'univers existirà per sempre, però nos altres, malauradament, no ho farem."