Avaruustutkimus: historia, ongelmat ja onnistumiset

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 06:49

Viime aikoina ihmiskunta on astunut kolmannen vuosituhannen kynnyksellä. Mikä meitä odottaa tulevaisuudessa? Varmasti tulee monia ongelmia, jotka vaativat sitovia ratkaisuja. Tiedemiesten mukaan vuonna 2050 maapallon asukasmäärä nousee 11 miljardiin ihmiseen. Lisäksi 94 % kasvu tulee kehitysmaihin ja vain 6 % teollisuusmaihin. Lisäksi tiedemiehet ovat oppineet hidastamaan ikääntymisprosessia, mikä pidentää merkittävästi elinikää.

Tämä johtaa uuteen ongelmaan – ruokapulaan. Tällä hetkellä noin puoli miljardia ihmistä näkee nälkää. Tästä syystä noin 50 miljoonaa kuolee vuosittain. 11 miljardin ruokkiminen edellyttäisi elintarviketuotannon kymmenkertaistamista. Lisäksi tarvitaan energiaa kaikkien näiden ihmisten elämän turvaamiseksi. Ja tämä johtaa polttoaineen ja raaka-aineiden tuotannon kasvuun. Kestääkö planeetta tällaisen kuormituksen?

No, älä unohda ympäristön saastumista. Tuotannon kasvaessaresurssit eivät ole vain ehtymässä, vaan myös planeetan ilmasto muuttuu. Autot, voimalaitokset ja tehtaat päästävät ilmakehään niin paljon hiilidioksidia, että kasvihuoneilmiön ilmaantuminen ei ole kaukana. Maapallon lämpötilan noustessa jäätiköiden sulaminen ja v altamerten vedenpinnan nousu alkaa. Kaikki tämä vaikuttaa haitallisesti ihmisten elinoloihin. Se voi jopa johtaa katastrofiin.

Nämä ongelmat auttavat ratkaisemaan avaruustutkimuksen. Ajattele itse. Sinne on mahdollista siirtää tehtaita, tutkia Marsia, Kuuta, poimia luonnonvaroja ja energiaa. Ja kaikki tulee olemaan kuin elokuvissa ja tieteiskirjallisuuden sivuilla.

Energiaa ulkoavaruudesta

Nyt 90 % kaikesta maapallon energiasta saadaan polttamalla polttoainetta kotitalouksien uuneissa, autojen moottoreissa ja voimalaitoskattiloissa. Energiankulutus kaksinkertaistuu 20 vuoden välein. Kuinka paljon luonnonvaroja riittää tarpeisiimme?

Esimerkiksi sama öljy? Tiedemiesten mukaan se päättyy yhtä monessa vuodessa kuin avaruustutkimuksen historia, eli 50:ssä. Hiili kestää 100 vuotta ja kaasu noin 40. Ydinenergia on muuten myös ehtyvä lähde.

Teoriassa vaihtoehtoisen energian löytämisen ongelma ratkaistiin viime vuosisadan 30-luvulla, kun he keksivät lämpöydinfuusion reaktion. Valitettavasti hän on edelleen käsistä. Mutta vaikka opit hallitsemaan sitä ja vastaanottamaan energiaa rajattomasti, tämä johtaa planeetan ylikuumenemiseen ja peruuttamattomaanilmastonmuutos. Onko tästä tilanteesta ulospääsyä?

3D-teollisuus

Tietenkin tämä on avaruustutkimusta. On välttämätöntä siirtyä "kaksiulotteisesta" teollisuudesta "kolmiulotteiseen". Eli kaikki energiaintensiiviset teollisuudenalat on siirrettävä maan pinn alta avaruuteen. Mutta tällä hetkellä se ei ole taloudellisesti kannattavaa. Tällaisen energian hinta on 200 kertaa korkeampi kuin maapallolla lämmöllä tuotettu sähkö. Lisäksi suuret rahansiirrot edellyttävät suurten kiertorata-asemien rakentamista. Yleisesti ottaen meidän on odotettava, kunnes ihmiskunta käy läpi avaruustutkimuksen seuraavat vaiheet, jolloin tekniikka paranee ja rakennusmateriaalien hinnat laskevat.

24/7 aurinko

Planeetan historian ajan ihmiset ovat käyttäneet auringonvaloa. Tarve sille ei kuitenkaan ole vain päiväsaikaan. Yöllä sitä tarvitaan paljon pidempään: rakennustyömaiden, katujen, peltojen valaisemiseen maataloustöiden aikana (kylvö, sadonkorjuu) jne. Ja kaukopohjoissa aurinko ei näy taivaalle ollenkaan kuuteen kuukauteen. Onko mahdollista lisätä päivänvaloa? Kuinka realistista keinoauringon luominen on? Tämän päivän avaruustutkimuksen edistysaskeleet tekevät tästä tehtävästä varsin toteuttamiskelpoisen. Riittää, kun asetetaan sopiva laite planeetan kiertoradalle heijastamaan valoa Maahan. Samalla sen voimakkuutta voidaan muuttaa.

Kuka keksi heijastimen?

Voidaan sanoa, että avaruustutkimuksen historia Saksassa alkoi ajatuksesta luoda maan ulkopuolisia heijastimia, jonka ehdotti saksalainen insinööri HermannOberth vuonna 1929. Sen jatkokehitys voidaan jäljittää yhdysv altalaisen tiedemiehen Eric Kraftin työhön. Nyt amerikkalaiset ovat lähempänä tämän projektin toteuttamista kuin koskaan.

Rakenteellisesti heijastin on kehys, johon on venytetty polymeerinen metalloitu kalvo, joka heijastaa auringon säteilyä. Valovirran suunta suoritetaan joko Maan käskyillä tai automaattisesti enn alta määrätyn ohjelman mukaan.

Projektin toteutus

Yhdysvallat edistyy vakavasti avaruustutkimuksessa ja on lähellä tämän projektin toteuttamista. Nyt amerikkalaiset asiantuntijat tutkivat mahdollisuutta asettaa sopivia satelliitteja kiertoradalle. Ne sijoitetaan suoraan Pohjois-Amerikan yläpuolelle. 16 asennettua heijastavaa peiliä pidentävät päivänvaloa 2 tunnilla. Alaskaan on tarkoitus lähettää kaksi heijastinta, mikä lisää siellä päivänvaloa jopa kolmella tunnilla. Jos käytät heijastinsatelliitteja pidentääksesi päivää megakaupungeissa, tämä tarjoaa niille korkealaatuisen ja varjottoman valaistuksen katuille, moottoriteille ja rakennustyömaille, mikä on epäilemättä hyödyllistä taloudellisesta näkökulmasta.

Heijastimet Venäjällä

Jos esimerkiksi viisi Moskovan kokoista kaupunkia valaistaan avaruudesta, niin energiansäästön ansiosta kustannukset maksavat itsensä takaisin noin 4-5 vuodessa. Lisäksi heijastinsatelliittien järjestelmä voi vaihtaa toiseen kaupunkiryhmään ilman lisäkustannuksia. Ja miten ilma puhdistuu, jos energia ei tule savuisista voimalaitoksista, vaan avaruudestatilaa! Ainoa este tämän hankkeen toteuttamiselle maassamme on rahoituksen puute. Siksi Venäjän avaruustutkimus ei suju niin nopeasti kuin haluaisi.

Maanulkoiset kasvit

On kulunut yli 300 vuotta siitä, kun E. Torricelli löysi tyhjiön. Tällä oli v altava rooli tekniikan kehityksessä. Loppujen lopuksi, ilman tyhjiön fysiikan ymmärtämistä, olisi mahdotonta luoda elektroniikkaa tai polttomoottoreita. Mutta kaikki tämä koskee maapallon teollisuutta. On vaikea kuvitella, mitä mahdollisuuksia tyhjiö antaa sellaisessa asiassa kuin avaruustutkimuksessa. Miksei galaksia saataisiin palvelemaan ihmisiä rakentamalla sinne tehtaita? Ne ovat täysin erilaisessa ympäristössä, tyhjiössä, alhaisissa lämpötiloissa, voimakkaissa auringon säteilyn lähteissä ja painottomuudessa.

Nyt on vaikea ymmärtää kaikkia näiden tekijöiden etuja, mutta voimme luottavaisin mielin sanoa, että yksinkertaisesti upeat näkymät ovat avautumassa ja aiheesta "Avaruustutkimus maan ulkopuolisten tehtaiden rakentamisen kautta" on tulossa tärkeämpi kuin koskaan. Jos Auringon säteet keskitetään parabolisella peilillä, voidaan hitsata osia, jotka on valmistettu titaaniseoksista, ruostumattomasta teräksestä jne. Kun metalleja sulatetaan maanpäällisissä olosuhteissa, niihin pääsee epäpuhtauksia. Ja teknologia tarvitsee yhä enemmän erittäin puhtaita materiaaleja. Kuinka saada ne? Voit "suspendoida" metallin magneettikenttään. Jos sen massa on pieni, tämä kenttä pitää sen. Tässä tapauksessa metalli voidaan sulattaa johtamalla sen läpi suurtaajuusvirta.

Painottomuudessa minkä tahansa massan ja kokoiset materiaalit voidaan sulattaa. Ei tarvitaei muotteja, ei upokkaita valua varten. Myöskään myöhempää hiontaa ja kiillotusta ei tarvita. Ja materiaalit sulatetaan joko tavanomaisissa tai aurinkouuneissa. Tyhjiöolosuhteissa voidaan suorittaa "kylmähitsaus": hyvin puhdistetut ja yhteensovitetut metallipinnat muodostavat erittäin vahvoja liitoksia.

Maanpäällisissä olosuhteissa ei ole mahdollista valmistaa suuria puolijohdekiteitä ilman vikoja, jotka heikentävät mikropiirien ja niistä valmistettujen laitteiden laatua. Painottomuuden ja tyhjiön ansiosta on mahdollista saada kiteitä, joilla on halutut ominaisuudet.

Yritykset toteuttaa ideoita

Ensimmäiset askeleet näiden ideoiden toteuttamisessa otettiin 80-luvulla, kun avaruustutkimus Neuvostoliitossa oli täydessä vauhdissa. Vuonna 1985 insinöörit lähettivät satelliitin kiertoradalle. Kaksi viikkoa myöhemmin hän toimitti näytteitä materiaaleista Maahan. Tällaisista lanseerauksista on tullut jokavuotinen perinne.

Samana vuonna Salyut-järjestössä kehitettiin "Teknologia" -projekti. Suunnitelmissa oli rakentaa 20 tonnia painava avaruusalus ja 100 tonnia painava tehdas. Laite oli varustettu ballistisilla kapseleilla, joiden oli tarkoitus toimittaa valmistettuja tuotteita Maahan. Hanketta ei koskaan toteutettu. Kysyt miksi? Tämä on avaruustutkimuksen tavallinen ongelma – rahoituksen puute. Se on ajankohtainen meidän aikanamme.

Avaruusasutus

1900-luvun alussa julkaistiin K. E. Tsiolkovskyn fantastinen tarina”Out of the Earth”. Siinä hän kuvaili ensimmäisiä galaktisia siirtokuntia. Tällä hetkellä kunavaruustutkimuksessa on tiettyjä saavutuksia, voit ottaa tämän fantastisen projektin toteuttamisen.

Vuonna 1974 Princetonin yliopiston fysiikan professori Gerard O'Neill kehitti ja julkaisi projektin galaksin kolonisoimiseksi. Hän ehdotti avaruusasutuksen sijoittamista libraatiopisteeseen (paikkaan, jossa Auringon, Kuun ja Maan vetovoimat kumoavat toisensa). Sellaiset kylät ovat aina yhdessä paikassa.

O^'Neil uskoo, että vuonna 2074 suurin osa ihmisistä muuttaa avaruuteen ja heillä on rajattomat ruoka- ja energiaresurssit. Maasta tulee v altava teollisuudesta vapaa puisto, jossa voit viettää lomasi.

Mallisiirtokunta O^'Niili

Rauhallista avaruustutkimusta, professori ehdottaa aloittavan mallin rakentamisesta, jonka säde on 100 metriä. Tämä laitos voi majoittaa jopa 10 000 henkilöä. Tämän asutuksen päätehtävänä on rakentaa seuraava malli, jonka pitäisi olla 10 kertaa suurempi. Seuraavan pesäkkeen halkaisija kasvaa 6-7 kilometriin ja pituus 20.

O^'Niili-hankkeen ympärillä olevassa tiedeyhteisössä kiistat eivät vieläkään väisty. Hänen ehdottamissaan siirtokunnissa väestötiheys on suunnilleen sama kuin maanpäällisissä kaupungeissa. Ja se on aika paljon! Varsinkin kun ottaa huomioon, että viikonloppuisin siellä ei pääse kaupungista pois. Harvat ihmiset haluavat rentoutua ahtaissa puistoissa. Sitä tuskin voi verrata maan elämän olosuhteisiin. Ja miten tulee olemaan psykologinen yhteensopivuus ja halu vaihtaa paikkaa näissä suljetuissa tiloissa?Haluavatko ihmiset asua siellä? Tuleeko avaruusasuuksista maailmanlaajuisten katastrofien ja konfliktien leviämispaikkoja? Kaikki nämä kysymykset ovat edelleen avoimia.

Johtopäätös

Aurinkokunnan suolistossa on mittaamaton määrä materiaali- ja energiavaroja. Siksi ihmisen avaruustutkimuksen pitäisi nyt olla prioriteetti. Loppujen lopuksi onnistuessaan saadut resurssit palvelevat ihmisiä.

Tähän mennessä astronautiikka ottaa ensimmäiset askeleensa tähän suuntaan. Voimme sanoa, että tämä on lapsi, mutta ajan myötä hänestä tulee aikuinen. Avaruustutkimuksen suurin ongelma ei ole ideoiden, vaan varojen puute. Tarvitaan v altavia aineellisia resursseja. Mutta jos vertaamme niitä aseiden kustannuksiin, summa ei ole niin suuri. Esimerkiksi 50 prosentin vähennys maailmanlaajuisissa sotilasmenoissa mahdollistaa kolme tutkimusmatkaa Marsiin lähivuosina.

Meidän aikanamme ihmiskunnan tulisi olla täynnä ajatusta maailman yhtenäisyydestä ja miettiä uudelleen kehitysprioriteetteja. Ja avaruudesta tulee yhteistyön symboli. On parempi rakentaa tehtaita Marsiin ja Kuuhun, mikä hyödyttää kaikkia ihmisiä, kuin moninkertaistaa jo paisunut globaali ydinpotentiaali. Jotkut ihmiset väittävät, että avaruustutkimus voi odottaa. Tiedemiehet vastaavat heille yleensä näin: "Tietenkin, ehkä, koska universumi on olemassa ikuisesti, mutta me emme valitettavasti ole."