การสำรวจอวกาศ: ประวัติศาสตร์ปัญหาและความสำเร็จ

เมื่อเร็ว ๆ นี้มนุษยชาติได้เข้าสู่ธรณีประตูแห่งสหัสวรรษที่สาม สิ่งที่รอเราอยู่ในอนาคต? แน่นอนว่าจะมีปัญหามากมายที่ต้องอาศัยการแก้ไขปัญหา ตามที่นักวิทยาศาสตร์ในปี 2050 จำนวนผู้อยู่อาศัยของโลกจะถึง 11 พันล้านคน ยิ่งกว่านั้น 94% ของการเติบโตจะอยู่ในประเทศกำลังพัฒนาและเพียง 6% ในประเทศอุตสาหกรรม นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะชะลอกระบวนการชราซึ่งเพิ่มอายุขัยอย่างมีนัยสำคัญ

สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาใหม่ - การขาดแคลนอาหาร ในขณะนี้ประมาณครึ่งล้านคนกำลังหิวโหย ด้วยเหตุนี้ประมาณ 50 ล้านคนเสียชีวิตทุกปี หากต้องการเลี้ยง 11 พันล้านมันจำเป็นต้องเพิ่มการผลิตอาหาร 10 เท่า นอกจากนี้พลังงานจะต้องมีเพื่อให้แน่ใจว่าชีวิตของคนเหล่านี้ทั้งหมด สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มการผลิตเชื้อเพลิงและวัตถุดิบ ดาวเคราะห์จะทนต่อภาระเช่นนี้หรือไม่?

อย่าลืมมลพิษทางสิ่งแวดล้อมด้วย ด้วยการเพิ่มอัตราการผลิตไม่เพียง แต่ทรัพยากรจะหมดลง แต่สภาพอากาศของโลกกำลังเปลี่ยนแปลง เครื่องจักรโรงไฟฟ้าโรงงานปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากสู่ชั้นบรรยากาศที่ภาวะเรือนกระจกใกล้เข้ามา ด้วยการเพิ่มอุณหภูมิบนโลกการละลายของธารน้ำแข็งและการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำในมหาสมุทรจะเริ่มขึ้น ทั้งหมดนี้จะส่งผลเสียต่อสภาพความเป็นอยู่ของผู้คนมากที่สุด มันสามารถนำไปสู่ภัยพิบัติ

ปัญหาเหล่านี้จะช่วยแก้ปัญหาการสำรวจอวกาศ คิดด้วยตัวเอง ที่นั่นมันจะเป็นไปได้ที่จะย้ายพืชสำรวจดาวอังคารดวงจันทร์และแยกทรัพยากรและพลังงาน และทุกอย่างจะเหมือนกับในภาพยนตร์และในหน้าของนิยายวิทยาศาสตร์

พลังงานจากอวกาศ

ขณะนี้ 90% ของพลังงานทั้งหมดของโลกได้มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเตาเผาบ้านเครื่องยนต์รถยนต์และหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้า ทุกๆ 20 ปีการใช้พลังงานจะเพิ่มเป็นสองเท่า ทรัพยากรธรรมชาติจะเพียงพอต่อความต้องการของเราหรือไม่

ตัวอย่างเช่นน้ำมันเดียวกัน ตามที่นักวิทยาศาสตร์บอกว่ามันจะสิ้นสุดลงในอีกไม่กี่ปีที่ประวัติศาสตร์การสำรวจอวกาศกล่าวคือใน 50 ถ่านหินมีเพียงพอสำหรับ 100 ปีและก๊าซประมาณ 40 โดยวิธีการพลังงานปรมาณูเป็นแหล่งที่มาของไอเสีย

ตามทฤษฎีแล้วปัญหาการค้นพบพลังงานทางเลือกนั้นถูกแก้ไขในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่แล้วเมื่อพวกเขาคิดค้นปฏิกิริยาฟิวชั่น น่าเสียดายที่เธอยังไม่สามารถควบคุมได้ แต่แม้ว่าคุณจะเรียนรู้ที่จะควบคุมมันและรับพลังงานในปริมาณที่ไม่ จำกัด สิ่งนี้จะนำไปสู่ความร้อนจัดของโลกและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้ มีวิธีออกจากสถานการณ์นี้หรือไม่?

อุตสาหกรรม 3D

แน่นอนว่านี่คือการสำรวจอวกาศ จำเป็นต้องย้ายจากอุตสาหกรรม "สองมิติ" ไปเป็น "สามมิติ" นั่นคือการผลิตพลังงานสูงทั้งหมดจะต้องถ่ายโอนจากพื้นผิวของโลกไปยังพื้นที่ แต่ในขณะนี้การทำเช่นนี้เป็นข้อเสียทางเศรษฐกิจ ค่าใช้จ่ายของพลังงานดังกล่าวจะสูงกว่าไฟฟ้าที่ได้รับจากความร้อนบนโลกถึง 200 เท่า นอกจากนี้การฉีดเงินสดจำนวนมากจะต้องมีการสร้างสถานีวงโคจรขนาดใหญ่ โดยทั่วไปคุณต้องรอจนกว่ามนุษยชาติจะผ่านขั้นตอนต่อไปของการสำรวจอวกาศเมื่อเทคโนโลยีได้รับการปรับปรุงและต้นทุนวัสดุก่อสร้างจะลดลง

หามรุ่งหามค่ำ

ตลอดประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ผู้คนใช้แสงอาทิตย์มาตลอด อย่างไรก็ตามความต้องการมันไม่เพียง แต่ในเวลากลางวัน ในเวลากลางคืนมันใช้เวลานานกว่านี้: เพื่อส่องสว่างสถานที่ก่อสร้างถนนทุ่งนาในระหว่างงานเกษตรกรรม (การหว่านการเก็บเกี่ยว) ฯลฯ และในภาคเหนือตอนล่างดวงอาทิตย์ไม่ปรากฏบนขอบฟ้าเป็นเวลาหกเดือนเลย เป็นไปได้หรือไม่ที่จะเพิ่มเวลากลางวัน การสร้างดวงอาทิตย์ประดิษฐ์เป็นจริงแค่ไหน? ความสำเร็จในการสำรวจอวกาศในวันนี้ทำให้งานนี้ค่อนข้างเป็นไปได้ มันเพียงพอที่จะวางอุปกรณ์ที่เหมาะสมบนวงโคจรของดาวเคราะห์เพื่อสะท้อนแสงบนโลก ในเวลาเดียวกันความเข้มของมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้

ใครเป็นผู้คิดค้นแผ่นสะท้อนแสง

เราสามารถพูดได้ว่าประวัติศาสตร์การสำรวจอวกาศในประเทศเยอรมนีเริ่มต้นจากแนวคิดในการสร้างตัวสะท้อนแสงจากนอกโลกซึ่งเสนอโดยวิศวกรชาว Hermann Obert ในปี 1929 การพัฒนาเพิ่มเติมสามารถตรวจสอบได้กับผลงานของนักวิทยาศาสตร์ Eric Kraft จากสหรัฐอเมริกา ตอนนี้ชาวอเมริกันเข้าใกล้โครงการนี้มากขึ้นกว่าเดิม

โครงสร้างแผ่นสะท้อนแสงเป็นกรอบที่ยืดฟิล์มโพลีเมอร์เมทัลไลซ์ซึ่งสะท้อนรังสีของดวงอาทิตย์ ทิศทางของการไหลของแสงจะดำเนินการโดยคำสั่งจากโลกหรือโดยอัตโนมัติตามโปรแกรมที่กำหนดไว้

การดำเนินโครงการ

สหรัฐอเมริกากำลังดำเนินการอย่างจริงจังในการสำรวจอวกาศและใกล้จะตระหนักถึงโครงการนี้แล้ว ตอนนี้ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันกำลังสำรวจความเป็นไปได้ของการวางดาวเทียมที่สอดคล้องกันในวงโคจร พวกเขาจะตั้งอยู่โดยตรงในอเมริกาเหนือ กระจกสะท้อนแสงที่ติดตั้ง 16 ตัวจะยืดเวลากลางวันออกไป 2 ชั่วโมง ตัวสะท้อนแสงสองตัวกำลังวางแผนที่จะส่งตรงไปยังอลาสก้าซึ่งจะเพิ่มชั่วโมงในเวลากลางวันให้มากถึง 3 ชั่วโมง หากคุณใช้ดาวเทียมสะท้อนแสงเพื่อยืดเวลาเป็นเมกะซิตี้สิ่งนี้จะช่วยให้พวกเขาได้รับแสงที่มีคุณภาพและไร้เงาของถนนทางหลวงทางหลวงสถานที่ก่อสร้างซึ่งแน่นอนว่าเป็นประโยชน์ทางเศรษฐกิจ

แสงสะท้อนในรัสเซีย

ตัวอย่างเช่นหากคุณส่องสว่างห้าเมืองจากอวกาศซึ่งมีขนาดเท่ากับมอสโคว์เนื่องจากการประหยัดพลังงานค่าใช้จ่ายจะหมดไปในเวลาประมาณ 4-5 ปี นอกจากนี้ระบบสะท้อนแสงดาวเทียมยังสามารถเปลี่ยนไปใช้กลุ่มเมืองอื่นได้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม และอากาศจะถูกทำความสะอาดได้อย่างไรถ้าพลังงานไม่ได้มาจากโรงไฟฟ้าที่เล็กที่สุด แต่มาจากอวกาศ! อุปสรรคเดียวในการดำเนินโครงการนี้ในประเทศของเราคือการขาดเงินทุน ดังนั้นการสำรวจอวกาศของรัสเซียจึงไม่เร็วเท่าที่เราต้องการ

โรงงานข้างนอก

กว่า 300 ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่การค้นพบสูญญากาศ E. Torricelli สิ่งนี้มีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาเทคโนโลยี อันที่จริงหากไม่เข้าใจฟิสิกส์ของสุญญากาศมันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างทั้งเครื่องยนต์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่ทั้งหมดนี้ใช้กับอุตสาหกรรมบนโลก เป็นการยากที่จะจินตนาการว่าโอกาสที่สูญญากาศจะให้ในเรื่องเช่นการสำรวจอวกาศ ทำไมไม่ให้กาแล็คซี่รับใช้ผู้คนด้วยการสร้างโรงงานที่นั่น? พวกมันจะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงภายใต้สุญญากาศอุณหภูมิต่ำแหล่งกำเนิดรังสีดวงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ

ตอนนี้มันยากที่จะตระหนักถึงข้อได้เปรียบทั้งหมดของปัจจัยเหล่านี้ แต่เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่ากลุ่มเป้าหมายที่ยอดเยี่ยมกำลังเปิดตัวและหัวข้อ“ การสำรวจอวกาศโดยการสร้างพืชต่างดาว” นั้นมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นกว่าเดิม หากคุณมีสมาธิกับแสงอาทิตย์ด้วยกระจกโค้งเป็นรูปโค้งคุณสามารถเชื่อมชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมไทเทเนียมสแตนเลสและอื่น ๆ เมื่อหลอมโลหะในสภาพพื้นโลก และเทคโนโลยีต้องการวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงมากขึ้นเรื่อย ๆ รับได้อย่างไร คุณสามารถ "หยุด" โลหะในสนามแม่เหล็ก หากมวลของมันมีขนาดเล็กแล้วสนามนี้จะเก็บมันไว้ ในกรณีนี้โลหะสามารถละลายได้โดยการส่งกระแสความถี่สูงผ่านมัน

ในแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์มันเป็นไปได้ที่จะละลายวัสดุมวลและขนาดใด ๆ ไม่จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์หรือภาชนะหล่อ นอกจากนี้ยังไม่จำเป็นต้องบดและขัดในภายหลัง และวัสดุจะถูกละลายทั้งในแบบทั่วไปหรือในเตาหลอมพลังงานแสงอาทิตย์ ภายใต้สภาวะสูญญากาศเป็นไปได้ที่จะดำเนินการ "เชื่อมเย็น": ทำความสะอาดอย่างดีและติดตั้งกับพื้นผิวโลหะอื่น ๆ ในรูปแบบข้อต่อที่แข็งแกร่งมาก

ในสภาวะภาคพื้นดินนั้นจะไม่สามารถสร้างผลึกเซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่ที่ไม่มีข้อบกพร่องซึ่งจะลดคุณภาพของวงจรและอุปกรณ์ที่ทำจากพวกมัน ด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์และสูญญากาศจึงเป็นไปได้ที่จะได้ผลึกที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ

พยายามใช้ความคิด

ขั้นตอนแรกในการนำความคิดเหล่านี้ไปใช้ในยุค 80 เมื่อการสำรวจอวกาศในสหภาพโซเวียตเต็มไปด้วยความผันผวน ในปี 1985 วิศวกรได้เปิดตัวดาวเทียมสู่วงโคจร สองสัปดาห์ต่อมาเขาส่งตัวอย่างวัสดุไปยังโลก การเปิดตัวดังกล่าวได้กลายเป็นประเพณีประจำปี

ในปีเดียวกันองค์กรอวกาศอวกาศแห่งรัสเซียพัฒนาโครงการเทคโนโลยี มีการวางแผนที่จะสร้างยานอวกาศที่มีน้ำหนัก 20 ตันและโรงงานมีน้ำหนัก 100 ตัน อุปกรณ์ติดตั้งด้วย ballistic capsules ซึ่งคาดว่าจะส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่ผลิตสู่โลก โครงการไม่เคยดำเนินการ คุณถาม: ทำไม นี่เป็นปัญหาการสำรวจอวกาศมาตรฐาน - ขาดเงินทุน มันมีความเกี่ยวข้องในยุคของเรา

การตั้งถิ่นฐานของพื้นที่

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นวนิยายยอดเยี่ยมของ K. E. Tsiolkovsky“ Beyond the Earth” ได้รับการตีพิมพ์ ในนั้นเขาอธิบายการตั้งถิ่นฐานของกาแล็คซี่ครั้งแรก ในขณะนี้เมื่อมีความสำเร็จบางอย่างในการสำรวจอวกาศแล้วคุณสามารถรับการดำเนินการตามโครงการที่ยอดเยี่ยมนี้

ในปี 1974 เจอราร์ดโอนีลศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันได้พัฒนาและเผยแพร่โครงการสำหรับการล่าอาณานิคมของกาแลคซี เขาแนะนำให้วางการตั้งถิ่นฐานในพื้นที่ที่จุดสอบเทียบ (สถานที่ที่แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และโลกยกเลิกซึ่งกันและกัน) หมู่บ้านดังกล่าวจะอยู่ในที่เดียวเสมอ

โอนีลเชื่อว่าในปี 2074 คนส่วนใหญ่จะย้ายเข้ามาในอวกาศและจะมีแหล่งอาหารและพลังงานไม่ จำกัด ดินแดนแห่งนี้จะกลายเป็นสวนสาธารณะขนาดใหญ่ปลอดจากอุตสาหกรรมที่คุณสามารถใช้วันหยุดพักผ่อนของคุณ

Colony Model O'Neill

ศาสตราจารย์แนะนำให้เริ่มสำรวจพื้นที่อย่างสงบสุขด้วยการสร้างแบบจำลองที่มีรัศมี 100 เมตร ในโครงสร้างดังกล่าวสามารถรองรับประมาณ 10, 000 คน งานหลักของข้อตกลงนี้คือการสร้างแบบจำลองถัดไปซึ่งควรมีขนาดใหญ่กว่า 10 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางของอาณานิคมต่อไปจะเพิ่มเป็น 6-7 กิโลเมตรและความยาวเพิ่มขึ้นเป็น 20

ชุมชนวิทยาศาสตร์รอบโครงการโอนีลยังไม่ได้ลดลง ในอาณานิคมที่เขานำเสนอความหนาแน่นของประชากรนั้นใกล้เคียงกับในเมืองทางโลก และนี่ก็ค่อนข้างมาก! โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณพิจารณาว่าในวันหยุดสุดสัปดาห์คุณจะไม่สามารถออกจากเมืองได้ ในสวนสาธารณะใกล้ ๆ มีคนไม่กี่คนที่ต้องการพักผ่อน มันแทบจะไม่สามารถเปรียบเทียบกับสภาพความเป็นอยู่บนโลก และในพื้นที่ปิดล้อมเหล่านี้จะมีความเข้ากันได้ทางจิตวิทยาและความอยากเปลี่ยนสถานที่ได้อย่างไร ผู้คนจะต้องการอยู่ที่นั่นหรือไม่? การตั้งถิ่นฐานในอวกาศจะกลายเป็นสถานที่แพร่กระจายของภัยพิบัติและความขัดแย้งระดับโลกหรือไม่ คำถามเหล่านี้ยังคงเปิดอยู่จนถึงทุกวันนี้