Průzkum vesmíru: historie, problémy a úspěchy

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-12 05:04

V poslední době lidstvo vstoupilo na práh třetího tisíciletí. Co nás čeká v budoucnu? Jistě bude mnoho problémů, které vyžadují závazná řešení. Podle vědců bude v roce 2050 počet obyvatel Země dosahovat hodnoty 11 miliard lidí. Navíc 94% růst bude v rozvojových zemích a pouze 6% v průmyslových. Kromě toho se vědci naučili zpomalovat proces stárnutí, což výrazně prodlužuje délku života.

To vede k novému problému – nedostatku potravin. V současnosti hladoví asi půl miliardy lidí. Z tohoto důvodu zemře každý rok asi 50 milionů lidí. Nakrmení 11 miliard by vyžadovalo 10násobné zvýšení produkce potravin. Navíc bude potřeba energie k zajištění života všech těchto lidí. A to vede ke zvýšení produkce paliva a surovin. Vydrží planeta takovou zátěž?

No, nezapomeňte na znečištění životního prostředí. S rostoucí mírou výrobynejen že se vyčerpávají zdroje, ale mění se i klima planety. Auta, elektrárny a továrny vypouštějí do atmosféry tolik oxidu uhličitého, že vznik skleníkového efektu není daleko. Se zvýšením teploty na Zemi začne tání ledovců a zvýšení hladiny vody v oceánech. To vše nepříznivě ovlivní životní podmínky lidí. Může to dokonce vést ke katastrofě.

Tyto problémy pomohou vyřešit průzkum vesmíru. Myslete na sebe. Bude tam možné přesunout továrny, prozkoumat Mars, Měsíc, těžit zdroje a energii. A všechno bude jako ve filmech a na stránkách sci-fi děl.

Energie z vesmíru

Nyní se 90 % veškeré energie Země získává spalováním paliva v domácích kamnech, motorech automobilů a kotlích elektráren. Spotřeba energie se každých 20 let zdvojnásobí. Kolik přírodních zdrojů bude stačit k pokrytí našich potřeb?

Například stejný olej? Podle vědců skončí za tolik let, jako je historie vesmírného průzkumu, tedy za 50. Uhlí vydrží 100 let a plyn asi 40. Mimochodem i jaderná energie je vyčerpatelný zdroj.

Teoreticky byl problém hledání alternativní energie vyřešen již ve 30. letech minulého století, kdy přišli s reakcí termonukleární fúze. Bohužel je stále mimo kontrolu. Ale i když se to naučíte ovládat a přijímat energii v neomezeném množství, povede to k přehřátí planety a nevratnémuklimatická změna. Existuje cesta ven z této situace?

3D průmysl

Toto je samozřejmě průzkum vesmíru. Je nutné přejít z „dvourozměrného“průmyslu do „trojrozměrného“. To znamená, že všechna energeticky náročná odvětví je třeba přenést z povrchu Země do vesmíru. Ale v tuto chvíli to není ekonomicky únosné. Náklady na takovou energii budou 200krát vyšší než elektřina vyrobená teplem na Zemi. Navíc obrovské peněžní injekce budou vyžadovat výstavbu velkých orbitálních stanic. Obecně musíme počkat, až lidstvo projde dalšími fázemi vesmírného průzkumu, kdy se technologie zlepší a náklady na stavební materiály se sníží.

24/7 slunce

V průběhu historie planety lidé využívali sluneční světlo. Jeho potřeba však není jen ve dne. V noci je potřeba mnohem déle: osvětlit staveniště, ulice, pole při zemědělských pracích (setí, sklizeň) atd. A na Dálném severu se Slunce na obloze šest měsíců vůbec neobjeví. Je možné zvýšit denní dobu? Jak reálné je vytvoření umělého slunce? Dnešní pokroky v průzkumu vesmíru činí tento úkol docela proveditelným. Stačí na oběžnou dráhu planety umístit vhodné zařízení, které bude odrážet světlo k Zemi. Zároveň lze měnit jeho intenzitu.

Kdo vynalezl reflektor?

Dá se říci, že historie vesmírného průzkumu v Německu začala myšlenkou vytvoření mimozemských reflektorů, kterou navrhl německý inženýr HermannOberth v roce 1929. Jeho další vývoj lze vysledovat až k práci vědce Erica Krafta z USA. Nyní jsou Američané blíže než kdy jindy k realizaci tohoto projektu.

Reflektor je konstrukčně rám, na který je natažena polymerní metalizovaná fólie odrážející sluneční záření. Směr světelného toku bude proveden buď příkazy ze Země, nebo automaticky, podle předem určeného programu.

Implementace projektu

Spojené státy dělají vážný pokrok v průzkumu vesmíru a přiblížily se realizaci tohoto projektu. Nyní američtí experti zkoumají možnost umístění vhodných satelitů na oběžnou dráhu. Budou se nacházet přímo nad Severní Amerikou. 16 nainstalovaných odrazných zrcadel prodlouží denní světlo o 2 hodiny. Plánuje se vyslání dvou reflektorů na Aljašku, které tam prodlouží denní světlo až o 3 hodiny. Pokud použijete reflektorové satelity k prodloužení dne v megaměstech, zajistí jim to vysoce kvalitní a bezstínové osvětlení ulic, dálnic, stavenišť, což je nepochybně výhodné z ekonomického hlediska.

Reflektory v Rusku

Pokud je například z vesmíru osvětleno pět měst stejně velkých jako Moskva, pak se díky úsporám energie náklady vrátí zhruba za 4–5 let. Systém reflektorových satelitů se navíc může bez dalších nákladů přepnout do jiné skupiny měst. A jak se bude čistit vzduch, když energie nepochází z dýmavých elektráren, ale z vesmíruprostor! Jedinou překážkou realizace tohoto projektu u nás je nedostatek financí. Průzkum vesmíru Ruskem proto neprobíhá tak rychle, jak by chtěl.

Mimozemské rostliny

Od objevu vakua E. Torricellim uplynulo více než 300 let. To sehrálo obrovskou roli ve vývoji technologie. Koneckonců, bez pochopení fyziky vakua by nebylo možné vytvořit ani elektroniku, ani spalovací motory. To vše ale platí pro průmysl na Zemi. Je těžké si představit, jaké příležitosti poskytne vakuum v takové záležitosti, jako je průzkum vesmíru. Proč nepřimět galaxii sloužit lidem tím, že tam postavíme továrny? Budou ve zcela jiném prostředí, v podmínkách vakua, nízkých teplot, silných zdrojů slunečního záření a stavu beztíže.

Nyní je obtížné uvědomit si všechny výhody těchto faktorů, ale můžeme s jistotou říci, že se otevírají prostě fantastické vyhlídky a téma „Průzkum vesmíru prostřednictvím výstavby mimozemských továren“se stává aktuálnější než kdy dříve. Pokud jsou paprsky Slunce koncentrovány parabolickým zrcadlem, pak lze svařovat díly ze slitin titanu, nerezové oceli atd. Při tavení kovů v pozemských podmínkách se do nich dostávají nečistoty. A technologie stále více potřebuje ultračisté materiály. jak je získat? Kov můžete „zavěsit“v magnetickém poli. Pokud je jeho hmotnost malá, pak jej toto pole udrží. V tomto případě může být kov roztaven průchodem vysokofrekvenčního proudu skrz něj.

Ve stavu beztíže lze roztavit materiály jakékoli hmotnosti a velikosti. Nepotřebnýžádné formy, žádné kelímky na odlévání. Rovněž odpadá nutnost následného broušení a leštění. A materiály se budou tavit buď v konvenčních nebo solárních pecích. Ve vakuu lze provádět „studené svařování“: dobře vyčištěné a slícované kovové povrchy tvoří velmi pevné spoje.

V pozemských podmínkách nebude možné vyrobit velké polovodičové krystaly bez vad, které snižují kvalitu mikroobvodů a zařízení z nich vyrobených. Díky stavu beztíže a vakuu bude možné získat krystaly s požadovanými vlastnostmi.

Pokusy o realizaci nápadů

První kroky v realizaci těchto myšlenek byly podniknuty v 80. letech, kdy byl průzkum vesmíru v SSSR v plném proudu. V roce 1985 inženýři vypustili na oběžnou dráhu satelit. O dva týdny později dopravil vzorky materiálů na Zemi. Takové starty se staly každoroční tradicí.

Ve stejném roce byl v NPO „Salyut“vyvinut projekt „Technologie“. Bylo plánováno postavit kosmickou loď o hmotnosti 20 tun a závod o hmotnosti 100 tun. Zařízení bylo vybaveno balistickými kapslemi, které měly dodávat vyrobené produkty na Zemi. Projekt nebyl nikdy realizován. Budete se ptát proč? To je standardní problém průzkumu vesmíru – nedostatek financí. Je to relevantní v naší době.

Vesmírné osady

Na začátku 20. století vyšel fantastický příběh K. E. Ciolkovského „Out of the Earth“. V něm popsal první galaktické osídlení. V okamžiku, kdyexistují určité úspěchy v průzkumu vesmíru, můžete se ujmout realizace tohoto fantastického projektu.

V roce 1974 Gerard O'Neill, profesor fyziky na Princetonské univerzitě, vyvinul a zveřejnil projekt kolonizace galaxie. Navrhl umístit vesmírné osady do bodu librace (místa, kde se navzájem ruší přitažlivé síly Slunce, Měsíce a Země). Takové vesnice budou vždy na jednom místě.

O^'Neil věří, že v roce 2074 se většina lidí přestěhuje do vesmíru a bude mít neomezené zdroje jídla a energie. Pozemek se stane obrovským parkem bez průmyslu, kde můžete strávit dovolenou.

Modelová kolonie O^'Nil

Poklidný průzkum vesmíru, profesor navrhuje začít se stavbou modelu o poloměru 100 metrů. Toto zařízení pojme až 10 000 lidí. Hlavním úkolem této osady je postavit další model, který by měl být 10x větší. Průměr další kolonie se zvětší na 6-7 kilometrů a délka se zvětší na 20.

Ve vědecké komunitě kolem projektu O^'Nile spory stále neutichají. V koloniích, které navrhuje, je hustota obyvatelstva přibližně stejná jako v pozemských městech. A to je docela hodně! Zvlášť když si uvědomíte, že o víkendech se tam z města nedostanete. Málokdo chce relaxovat ve stísněných parcích. Těžko se to dá srovnávat s podmínkami života na Zemi. A jak to bude s psychologickou kompatibilitou a touhou změnit místa v těchto uzavřených prostorách?Budou tam lidé chtít žít? Stanou se vesmírné osady místy šíření globálních katastrof a konfliktů? Všechny tyto otázky jsou stále otevřené.

Závěr

V útrobách sluneční soustavy je uloženo nevyčíslitelné množství materiálů a energetických zdrojů. Proto by se nyní průzkum lidského vesmíru měl stát prioritou. Koneckonců, pokud budou úspěšné, získané zdroje budou sloužit ve prospěch lidí.

Astronautika zatím dělá první kroky tímto směrem. Můžeme říci, že je to dítě, ale časem se z něj stane dospělý. Hlavním problémem průzkumu vesmíru není nedostatek nápadů, ale nedostatek financí. Jsou potřeba obrovské materiální zdroje. Když je ale porovnáme s náklady na zbrojení, tak ta částka není tak velká. Například 50% snížení globálních vojenských výdajů umožní tři expedice na Mars v příštích několika letech.

V naší době by lidstvo mělo být prodchnuto myšlenkou jednoty světa a přehodnotit priority rozvoje. A vesmír bude symbolem spolupráce. Je lepší stavět továrny na Marsu a Měsíci, a tím prospívat všem lidem, než znásobovat již tak nafouknutý globální jaderný potenciál. Existují lidé, kteří tvrdí, že průzkum vesmíru může počkat. Vědci jim obvykle odpovídají takto: „Samozřejmě, možná, protože vesmír bude existovat navždy, ale my bohužel ne.“