Onlangs is de mensheid de drempel van het derde millennium ingegaan. Wat wacht ons in de toekomst? Er zullen zeker veel problemen zijn die bindende oplossingen vereisen. Volgens wetenschappers zal het aantal inwoners van de aarde in 2050 11 miljard mensen bereiken. Bovendien zal 94% van de groei plaatsvinden in ontwikkelingslanden en slechts 6% in geïndustrialiseerde landen. Bovendien hebben wetenschappers geleerd het verouderingsproces te vertragen, wat de levensverwachting aanzienlijk verhoogt.
Dit leidt tot een nieuw probleem: voedseltekorten. Momenteel verhongeren ongeveer een half miljard mensen. Om deze reden sterven jaarlijks ongeveer 50 miljoen mensen. Om 11 miljard te voeden, moet de voedselproductie tien keer worden verhoogd. Daarnaast zal er energie nodig zijn om het leven van al deze mensen te verzekeren. En dit leidt tot een toename van de productie van brandstof en grondstoffen. Zal de planeet zo'n belasting weerstaan?
Vergeet de milieuverontreiniging niet. Met toenemende productiesnelheden zijn niet alleen de grondstoffen uitgeput, maar verandert ook het klimaat op aarde. Machines, energiecentrales, fabrieken stoten zoveel kooldioxide uit in de atmosfeer dat het broeikaseffect om de hoek ligt. Met een temperatuurstijging op aarde zal het smelten van gletsjers en een stijging van het waterpeil in de oceanen beginnen. Dit alles zal de levensomstandigheden van mensen het meest negatief beïnvloeden. Het kan zelfs tot een ramp leiden.
Deze problemen zullen helpen bij het oplossen van ruimteverkenning. Denk zelf na. Daar zal het mogelijk zijn om planten te verplaatsen, Mars, de maan te verkennen en middelen en energie te onttrekken. En alles zal hetzelfde zijn als in films en op de pagina's van sciencefictionwerken.
Energie uit de ruimte
Nu wordt 90% van alle aardse energie verkregen door brandstof te verbranden in huiskachels, automotoren en ketels van energiecentrales. Elke 20 jaar verdubbelt het energieverbruik. Hoeveel natuurlijke hulpbronnen zijn voldoende om aan onze behoeften te voldoen?
Bijvoorbeeld dezelfde olie? Volgens wetenschappers zal het eindigen in evenveel jaren als de geschiedenis van de ruimteverkenning heeft, dat wil zeggen in 50. Steenkool is genoeg voor 100 jaar en gas voor ongeveer 40. Trouwens, atoomenergie is trouwens ook een onuitputtelijke bron.
Theoretisch werd het probleem van het vinden van alternatieve energie opgelost in de jaren 30 van de vorige eeuw, toen ze de fusiereactie uitvonden. Helaas is ze nog steeds onbeheersbaar. Maar zelfs als je leert om het te beheersen en energie in onbeperkte hoeveelheden te ontvangen, zal dit leiden tot oververhitting van de planeet en onomkeerbare klimaatverandering. Is er een uitweg uit deze situatie?
3D-industrie
Dit is natuurlijk ruimteverkenning. Het is noodzakelijk over te stappen van een "tweedimensionale" industrie naar een "driedimensionale" industrie. Dat wil zeggen, alle energie-intensieve productie moet van het aardoppervlak naar de ruimte worden overgebracht. Maar op dit moment is dit economisch nadelig. De kosten van dergelijke energie zullen 200 keer hoger zijn dan de elektriciteit die wordt ontvangen door warmte op aarde. Bovendien vereisen grote geldinjecties de bouw van grote orbitale stations. Over het algemeen moet je wachten tot de mensheid de volgende stadia van ruimteverkenning doorloopt, wanneer de technologie zal worden verbeterd en de kosten van bouwmaterialen zullen dalen.
De klok rond zon
Gedurende de geschiedenis van de planeet hebben mensen zonlicht gebruikt. De behoefte eraan is echter niet alleen overdag. 'S Nachts duurt het veel langer: bouwplaatsen, straten, velden verlichten tijdens landbouwwerkzaamheden (zaaien, oogsten), enz. En in het verre noorden verschijnt de zon al zes maanden helemaal niet aan de horizon. Is het mogelijk om de daglichturen te verhogen? Hoe realistisch is het creëren van een kunstmatige zon? De successen van vandaag in de ruimteverkenning maken deze taak behoorlijk haalbaar. Het volstaat om een geschikt apparaat in de baan van de planeet te plaatsen om licht op de aarde te reflecteren. Tegelijkertijd kan de intensiteit worden gewijzigd.
Wie heeft de reflector uitgevonden?
We kunnen zeggen dat de geschiedenis van de ruimteverkenning in Duitsland begon met het idee om buitenaardse reflectoren te creëren, voorgesteld door de Duitse ingenieur Hermann Obert in 1929. De verdere ontwikkeling is terug te voeren op het werk van de wetenschapper Eric Kraft uit de VS. Nu zijn Amerikanen dichter dan ooit bij dit project.
Structureel is de reflector een frame waarop een polymeer gemetalliseerde film is gespannen, die de straling van de zon reflecteert. De richting van de lichtstroom zal worden uitgevoerd door middel van commando's van de aarde of automatisch, volgens een vooraf bepaald programma.
Project implementatie
De Verenigde Staten boeken serieuze vooruitgang op het gebied van ruimteverkenning en hebben dit project bijna gerealiseerd. Nu onderzoeken Amerikaanse experts de mogelijkheid om de bijbehorende satellieten in een baan om de aarde te brengen. Ze komen direct boven Noord-Amerika te liggen. 16 geïnstalleerde reflectorspiegels verlengen de uren met daglicht met 2 uur. Twee reflectoren zijn van plan om naar Alaska te gaan, waardoor de daglichttijd daar met wel 3 uur zal toenemen. Als je reflectorsatellieten gebruikt om de dag in megasteden te verlengen, levert dit een hoogwaardige en schaduwloze verlichting op van straten, snelwegen en bouwplaatsen, wat natuurlijk economisch voordelig is.
Reflectoren in Rusland
Als je bijvoorbeeld vijf steden vanuit de ruimte verlicht, die qua grootte even groot zijn als Moskou, vanwege energiebesparingen, zullen de kosten in ongeveer 4-5 jaar terugverdiend zijn. Bovendien kan het satellietreflectorsysteem zonder extra kosten overschakelen naar een andere groep steden. En hoe wordt de lucht gezuiverd als de energie niet uit de kleinste energiecentrales komt, maar uit de ruimte! Het enige obstakel voor de uitvoering van dit project in ons land is het gebrek aan financiering. Daarom gaat de ruimteverkenning door Rusland niet zo snel als we wilden.
Buitenaardse fabrieken
Er zijn meer dan 300 jaar verstreken sinds de ontdekking van het E. Torricelli-vacuüm. Dit speelde een grote rol bij de ontwikkeling van technologie. Zonder de fysica van vacuüm te begrijpen, zou het immers onmogelijk zijn om elektronica of verbrandingsmotoren te maken. Maar dit alles geldt voor de industrie op aarde. Het is moeilijk voor te stellen welke mogelijkheden vacuüm biedt op het gebied van ruimteverkenning. Waarom zou je de melkweg niet laten dienen door er fabrieken te bouwen? Ze bevinden zich in een compleet andere omgeving, onder vacuüm, lage temperaturen, krachtige bronnen van zonnestraling en gewichtloosheid.
Het is nu moeilijk om alle voordelen van deze factoren te realiseren, maar het is veilig om te zeggen dat er fantastische perspectieven ontstaan en het onderwerp 'Ruimteverkenning door het bouwen van buitenaardse planten' wordt relevanter dan ooit. Als je de zonnestralen met een parabolische spiegel concentreert, kun je onderdelen lassen die zijn gemaakt van titaniumlegeringen, roestvrij staal, enz. Bij het smelten van metalen onder aardse omstandigheden komen er onzuiverheden in terecht. En technologie heeft steeds meer behoefte aan ultrazuivere materialen. Hoe krijg je ze? U kunt het metaal in een magnetisch veld "ophangen". Als de massa klein is, zal dit veld het behouden. In dit geval kan het metaal worden gesmolten door er een hoogfrequente stroom doorheen te leiden.
Bij zwaartekracht is het mogelijk materialen van elke massa en afmeting te smelten. Er zijn geen mallen of gietkroezen nodig. Verder slijpen en polijsten is ook niet nodig. En materialen zullen worden gesmolten in conventionele of in zonne-ovens. Onder vacuümomstandigheden is het mogelijk om “koud lassen” uit te voeren: goed schoongemaakt en op elkaar bevestigd metalen oppervlakken vormen zeer sterke verbindingen.
Onder aardse omstandigheden is het niet mogelijk om grote halfgeleiderkristallen te maken zonder defecten die de kwaliteit van microschakelingen en daaruit vervaardigde apparaten verminderen. Dankzij gewichtloosheid en vacuüm is het mogelijk om kristallen met de gewenste eigenschappen te verkrijgen.
Pogingen om ideeën te implementeren
De eerste stappen bij het implementeren van deze ideeën werden genomen in de jaren 80, toen de ruimteverkenning in de USSR in volle gang was. In 1985 lanceerden ingenieurs een satelliet in een baan om de aarde. Twee weken later leverde hij materiaalmonsters af op aarde. Dergelijke lanceringen zijn een jaarlijkse traditie geworden.
In hetzelfde jaar ontwikkelde de Salyut-NGO het technologieproject. Het was de bedoeling om een ruimtevaartuig van 20 ton en een fabriek van 100 ton te bouwen. Het apparaat was uitgerust met ballistische capsules, die de vervaardigde producten naar de aarde moesten brengen. Het project is nooit uitgevoerd. Je vraagt: waarom? Dit is een standaard ruimteverkenningsprobleem - gebrek aan financiering. Het is relevant in onze tijd.
Ruimteschikkingen
Aan het begin van de 20e eeuw verscheen een fantastische roman van K. E. Tsiolkovsky "Beyond the Earth". Daarin beschreef hij de eerste galactische nederzettingen. Op het moment dat er al bepaalde prestaties zijn in de ruimteverkenning, kunt u de uitvoering van dit fantastische project oppakken.
In 1974 ontwikkelde en publiceerde Gerard O'Neill, hoogleraar natuurkunde aan de Princeton University, een project voor de kolonisatie van de melkweg. Hij stelde voor om ruimtebepalingen te plaatsen op het libratiepunt (een plek waar de zwaartekracht van de zon, maan en aarde elkaar opheffen). Dergelijke dorpen zullen altijd op één plek staan.
O'Neill gelooft dat de meeste mensen in 2074 de ruimte in zullen trekken en over onbeperkte voedsel- en energiebronnen zullen beschikken. Het land wordt een enorm park, vrij van industrie, waar u uw vakantie kunt doorbrengen.
Kolonie Model O'Neill
De professor stelt voor om vreedzaam de ruimte te verkennen met de constructie van een model met een straal van 100 meter. In zo'n structuur kunnen ongeveer 10.000 mensen worden ondergebracht. De belangrijkste taak van deze schikking is het bouwen van het volgende model, dat 10 keer groter moet zijn. De diameter van de volgende kolonie neemt toe tot 6-7 kilometer en de lengte neemt toe tot 20.
De wetenschappelijke gemeenschap rond het O'Neill-project is nog niet verdwenen. In de kolonies die hij aanbiedt is de bevolkingsdichtheid ongeveer hetzelfde als in aardse steden. En dit is best veel! Zeker als je bedenkt dat je in het weekend niet de stad uit kunt. In dichte parken willen weinig mensen ontspannen. Het is nauwelijks te vergelijken met de leefomstandigheden op aarde. En hoe zal het in deze besloten ruimtes zijn met psychologische compatibiliteit en een verlangen naar een verandering van plaats? Willen mensen daar wonen? Worden ruimtevaartnederzettingen plaatsen van wereldwijde rampen en conflicten? Al deze vragen blijven tot nu toe open.
