Kosmoseuuringud: ajalugu, probleemid ja õnnestumised

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-12 06:18

Hiljuti on inimkond jõudnud kolmanda aastatuhande lävele. Mis meid tulevikus ees ootab? Kindlasti tekib palju probleeme, mis nõuavad siduvaid lahendusi. Teadlaste hinnangul ulatub 2050. aastal Maa elanike arv 11 miljardi inimeseni. Veelgi enam, 94% kasv toimub arengumaades ja ainult 6% tööstusriikides. Lisaks on teadlased õppinud aeglustama vananemisprotsessi, mis pikendab oluliselt eeldatavat eluiga.

See toob kaasa uue probleemi – toidupuuduse. Praegu nälgib umbes pool miljardit inimest. Seetõttu sureb igal aastal umbes 50 miljonit inimest. 11 miljardi toitmine eeldaks toidutoodangu 10-kordset suurendamist. Lisaks on kõigi nende inimeste elu tagamiseks vaja energiat. Ja see toob kaasa kütuse ja tooraine tootmise suurenemise. Kas planeet peab sellisele koormusele vastu?

Noh, ärge unustage keskkonnareostust. Tootmismäärade suurenemisegaammenduvad mitte ainult ressursid, vaid muutub ka planeedi kliima. Autod, elektrijaamad ja tehased paiskavad atmosfääri nii palju süsihappegaasi, et kasvuhooneefekti tekkimine pole enam kaugel. Temperatuuri tõusuga Maal algab liustike sulamine ja veetaseme tõus ookeanides. Kõik see mõjutab negatiivselt inimeste elutingimusi. See võib viia isegi katastroofini.

Need probleemid aitavad lahendada kosmoseuuringuid. Mõelge ise. Sinna on võimalik viia tehaseid, uurida Marsi, Kuud, ammutada ressursse ja energiat. Ja kõik saab olema nagu filmides ja ulmeteoste lehtedel.

Energia kosmosest

Nüüd saadakse 90% kogu maakera energiast kodumajapidamisahjudes, autode mootorites ja elektrijaamade kateldes kütuse põletamisel. Energiatarbimine kahekordistub iga 20 aasta järel. Kui palju loodusvarasid on meie vajaduste rahuldamiseks piisav?

Näiteks sama õli? Teadlaste hinnangul lõpeb see sama paljude aastate pärast kui kosmoseuuringute ajalugu ehk 50. Söest jätkub 100 aastaks ja gaasiks umbes 40. Muide, tuumaenergia on ka ammendav allikas.

Teoreetiliselt lahendati alternatiivse energia leidmise probleem juba eelmise sajandi 30ndatel, kui nad tulid välja termotuumasünteesi reaktsiooniga. Kahjuks on ta endiselt kontrolli alt väljas. Kuid isegi kui õpite seda kontrollima ja saama energiat piiramatus koguses, põhjustab see planeedi ülekuumenemist ja pöördumatutkliimamuutus. Kas sellest olukorrast on väljapääs?

3D-tööstus

Loomulikult on see kosmoseuuringud. On vaja liikuda "kahemõõtmelisest" tööstusest "kolmemõõtmelisele". See tähendab, et kõik energiamahukad tööstused tuleb Maa pinn alt üle viia kosmosesse. Kuid hetkel ei ole seda majanduslikult otstarbekas teha. Sellise energia maksumus on 200 korda kõrgem kui Maal soojusest toodetud elektrienergia. Lisaks nõuavad tohutud rahasüstid suurte orbitaaljaamade ehitamist. Üldiselt peame ootama, kuni inimkond läbib kosmoseuuringute järgmised etapid, mil tehnoloogia paraneb ja ehitusmaterjalide maksumus väheneb.

24/7 päike

Läbi planeedi ajaloo on inimesed kasutanud päikesevalgust. Vajadus selle järele pole aga ainult päevasel ajal. Öösel on seda vaja palju kauem: ehitusplatside, tänavate, põldude valgustamiseks põllutöödel (külv, koristus) jne. Ja Kaug-Põhjas ei ilmu Päike kuue kuu jooksul üldse taevasse. Kas päevavalgust on võimalik suurendada? Kui realistlik on kunstpäikese loomine? Tänased edusammud kosmoseuuringutes muudavad selle ülesande üsna teostatavaks. Piisab, kui asetada planeedi orbiidile vastav seade, mis peegeldaks valgust Maale. Samal ajal saab selle intensiivsust muuta.

Kes leiutas helkuri?

Võib öelda, et Saksamaa kosmoseuuringute ajalugu sai alguse maaväliste helkurite loomise ideest, mille pakkus välja Saksa insener HermannOberth 1929. aastal. Selle edasist arengut saab jälgida USA teadlase Eric Krafti töödest. Nüüd on ameeriklased selle projekti elluviimisele lähemal kui kunagi varem.

Struktuurselt on reflektor raam, millele on venitatud polümeerne metalliseeritud kile, mis peegeldab päikesekiirgust. Valgusvoo suund määratakse kas Ma alt tulevate käskude abil või automaatselt, vastav alt etteantud programmile.

Projekti rakendamine

Ameerika Ühendriigid teevad kosmoseuuringutes tõsiseid edusamme ja on jõudnud selle projekti elluviimise lähedale. Nüüd uurivad Ameerika eksperdid sobivate satelliitide orbiidile paigutamise võimalust. Need asuvad otse Põhja-Ameerika kohal. 16 paigaldatud peegelpeeglit pikendavad päevavalgust 2 tunni võrra. Alaskale on plaanis saata kaks helkurit, mis suurendab seal päevavalgust koguni 3 tunni võrra. Kui kasutate megalinnades päeva pikendamiseks peegelsatelliite, tagab see tänavate, maanteede ja ehitusplatside kvaliteetse ja varjudeta valgustuse, mis on majanduslikust seisukohast kahtlemata kasulik.

Helkurid Venemaal

Näiteks kui viis Moskvaga võrdväärset linna on kosmosest valgustatud, siis tänu energiasäästule tasuvad kulud ära umbes 4-5 aastaga. Pealegi saab peegelsatelliitide süsteem ilma lisakuludeta lülituda teise linnade rühma. Ja kuidas saab õhku puhastada, kui energia ei tule suitsevatest elektrijaamadest, vaid kosmosestruumi! Ainus takistus selle projekti elluviimisel meie riigis on rahastuse puudumine. Seetõttu ei lähe Venemaa kosmoseuuringud nii kiiresti, kui tahaks.

Maavälised taimed

E. Torricelli vaakumi avastamisest on möödunud rohkem kui 300 aastat. See mängis tehnoloogia arengus tohutut rolli. Ilma vaakumi füüsikat mõistmata oleks ju võimatu luua ei elektroonikat ega sisepõlemismootoreid. Kuid see kõik kehtib Maa tööstuse kohta. Raske on ette kujutada, milliseid võimalusi annab vaakum sellises küsimuses nagu kosmoseuuringud. Miks mitte panna galaktika inimesi teenima, ehitades sinna tehased? Need on täiesti erinevas keskkonnas, vaakumis, madalates temperatuurides, võimsates päikesekiirguse allikates ja kaaluta olekus.

Nüüd on raske mõista nende tegurite kõiki eeliseid, kuid võime kindl alt öelda, et avanevad lihts alt fantastilised väljavaated ja teema "Kosmoseuuringud maaväliste tehaste ehitamise kaudu" muutub aktuaalsemaks kui kunagi varem. Kui Päikesekiired on koondatud paraboolpeegli abil, siis saab keevitada detaile, mis on valmistatud titaanisulamitest, roostevabast terasest jne. Metallide sulatamisel maapealsetes tingimustes satuvad neisse lisandid. Ja tehnoloogia vajab üha enam ülipuhtaid materjale. Kuidas neid saada? Saate metalli "peatada" magnetväljas. Kui selle mass on väike, hoiab see väli seda. Sel juhul saab metalli sulatada, juhtides sellest läbi kõrgsagedusvoolu.

Kaalutaolekus saab sulatada mis tahes massi ja suurusega materjale. Ei ole vajalikpole vorme ega tiigleid valamiseks. Samuti puudub vajadus hilisemaks lihvimiseks ja poleerimiseks. Ja materjalid sulatatakse kas tavalistes või päikeseenergia ahjudes. Vaakumtingimustes saab läbi viia “külmkeevitust”: hästi puhastatud ja sobitatud metallpinnad moodustavad väga tugevad liitekohad.

Maapealsetes tingimustes ei ole võimalik teha suuri defektideta pooljuhtkristalle, mis vähendavad mikroskeemide ja nendest valmistatud seadmete kvaliteeti. Tänu kaaluta olemisele ja vaakumile on võimalik saada soovitud omadustega kristalle.

Ideede elluviimise katsed

Esimesed sammud nende ideede elluviimisel astuti 80ndatel, kui kosmoseuuringud NSV Liidus olid täies hoos. 1985. aastal saatsid insenerid orbiidile satelliidi. Kaks nädalat hiljem toimetas ta Maale materjalide näidised. Sellised käivitamised on muutunud iga-aastaseks traditsiooniks.

Samal aastal töötati MTÜ-s "Salyut" välja projekt "Tehnoloogia". Plaanis oli ehitada 20 tonni kaaluv kosmoseaparaat ja 100 tonni kaaluv tehas. Seade oli varustatud ballistiliste kapslitega, mis pidid toodetud tooteid Maale toimetama. Projekti ei rakendatud kunagi. Te küsite, miks? See on kosmoseuuringute tavaprobleem – rahastamise puudumine. See on meie ajal asjakohane.

Kosmoseasulad

20. sajandi alguses ilmus K. E. Tsiolkovski fantastiline lugu “Maast välja”. Selles kirjeldas ta esimesi galaktilisi asulaid. Hetkel, milkosmoseuuringutes on teatud saavutusi, võite võtta selle fantastilise projekti ellu.

1974. aastal töötas Princetoni ülikooli füüsikaprofessor Gerard O'Neill välja ja avaldas projekti galaktika koloniseerimiseks. Ta tegi ettepaneku paigutada kosmoseasulad libratsioonipunkti (koht, kus Päikese, Kuu ja Maa tõmbejõud üksteist tühistavad). Sellised külad on alati ühes kohas.

O^'Neil usub, et aastal 2074 kolib enamik inimesi kosmosesse ning neil on piiramatud toidu- ja energiaressursid. Maast saab tohutu tööstusest vaba park, kus saate oma puhkust veeta.

Modelikoloonia O^'Niilus

Rahulikku kosmoseuuringut, soovitab professor alustada 100-meetrise raadiusega mudeli ehitamisest. See rajatis mahutab kuni 10 000 inimest. Selle asula põhiülesanne on ehitada järgmine mudel, mis peaks olema 10 korda suurem. Järgmise koloonia läbimõõt suureneb 6-7 kilomeetrini ja pikkus 20-ni.

O^'Niiluse projektiga seotud teadusringkondades ei vaibu vaidlused ikka veel. Tema pakutud kolooniates on asustustihedus umbes sama kui maapealsetes linnades. Ja seda on päris palju! Eriti kui arvestada, et nädalavahetustel ei saa seal linnast välja. Vähesed inimesed tahavad kitsastes parkides lõõgastuda. Seda on vaev alt võimalik võrrelda elutingimustega Maal. Ja kuidas on lood psühholoogilise ühilduvuse ja sooviga neis suletud ruumides kohti vahetada?Kas inimesed tahavad seal elada? Kas kosmoseasulatest saavad ülemaailmsete katastroofide ja konfliktide levikukohad? Kõik need küsimused on endiselt lahtised.

Järeldus

Päikesesüsteemi sisikonda ladestatakse lugematul hulgal materjali- ja energiaressursse. Seetõttu peaks inimeste kosmoseuuringud saama nüüd prioriteediks. Lõppude lõpuks teenivad saadud ressursid edu korral inimeste kasuks.

Siiani teeb astronautika oma esimesi samme selles suunas. Võime öelda, et see on laps, kuid aja jooksul saab temast täiskasvanu. Kosmoseuuringute põhiprobleem pole mitte ideede, vaid rahapuudus. Vaja on tohutuid materiaalseid ressursse. Aga kui võrrelda neid relvastuse maksumusega, siis pole see summa nii suur. Näiteks võimaldab ülemaailmsete sõjaliste kulutuste 50% vähendamine järgmise paari aasta jooksul Marsile kolm ekspeditsiooni.

Meie ajal peaks inimkond olema läbi imbunud maailma ühtsuse ideest ja mõtlema ümber arenguprioriteedid. Ja kosmosest saab koostöö sümbol. Parem on ehitada tehased Marsile ja Kuule, millest saavad kasu kõik inimesed, kui mitmekordistada niigi ülespuhutud ülemaailmset tuumapotentsiaali. On inimesi, kes väidavad, et kosmoseuuringud võivad oodata. Teadlased vastavad neile tavaliselt nii: "Muidugi võib-olla, sest universum eksisteerib igavesti, aga meie kahjuks mitte."