Ruimteverkenning: geschiedenis, problemen en successen

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-12 11:25

Onlangs is de mensheid de drempel van het derde millennium binnengegaan. Wat staat ons in de toekomst te wachten? Er zullen zeker veel problemen zijn die bindende oplossingen vereisen. Volgens wetenschappers zal het aantal inwoners van de aarde in 2050 de 11 miljard mensen bereiken. Bovendien zal 94% 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. Op dit moment lijden ongeveer een half miljard mensen honger. Om deze reden sterven er elk jaar ongeveer 50 miljoen. Het voeden van 11 miljard zou een 10-voudige toename van de voedselproductie vereisen. Bovendien 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?

Nou, vergeet de milieuvervuiling niet. Met toenemende productiesnelhedenniet alleen zijn de hulpbronnen uitgeput, maar het klimaat van de planeet verandert ook. Auto's, energiecentrales en fabrieken stoten zoveel koolstofdioxide uit in de atmosfeer dat het ontstaan van een broeikaseffect niet ver weg is. Met een stijging van de temperatuur op aarde zal het smelten van gletsjers en een stijging van het waterpeil in de oceanen beginnen. Dit alles zal de levensomstandigheden van mensen nadelig beïnvloeden. Het kan zelfs tot een ramp leiden.

Deze problemen zullen helpen bij het oplossen van ruimteverkenning. Denk voor jezelf. Het zal mogelijk zijn om fabrieken daarheen te verplaatsen, Mars en de maan te verkennen, hulpbronnen en energie te winnen. En alles zal zijn zoals in de films en op de pagina's van sciencefictionwerken.

Energie uit de ruimte

Nu wordt 90% van alle energie op aarde verkregen door brandstof te verbranden in huishoudelijke fornuizen, automotoren en ketels van elektriciteitscentrales. Het energieverbruik verdubbelt elke 20 jaar. Hoeveel natuurlijke hulpbronnen zullen voldoende zijn om in onze behoeften te voorzien?

Bijvoorbeeld dezelfde olie? Volgens wetenschappers zal het over net zoveel jaar eindigen als de geschiedenis van de verkenning van de ruimte, dat wil zeggen over 50 jaar. Steenkool gaat 100 jaar mee en gas ongeveer 40 jaar. Trouwens, kernenergie is ook een uitputbare bron.

Theoretisch werd het probleem van het vinden van alternatieve energie opgelost in de jaren '30 van de vorige eeuw, toen ze kwamen met de reactie van thermonucleaire fusie. Helaas is ze nog steeds niet onder controle. Maar zelfs als je het leert beheersen en energie in onbeperkte hoeveelheden ontvangt, zal dit leiden tot oververhitting van de planeet en onomkeerbaarklimaatverandering. Is er een uitweg uit deze situatie?

3D-industrie

Natuurlijk is dit verkenning van de ruimte. Het is noodzakelijk om van de "tweedimensionale" industrie naar de "driedimensionale" te gaan. Dat wil zeggen dat alle energie-intensieve industrieën van het aardoppervlak naar de ruimte moeten worden overgebracht. Maar op dit moment is het economisch niet haalbaar om dat te doen. De kosten van dergelijke energie zullen 200 keer hoger zijn dan die van elektriciteit die wordt opgewekt door warmte op aarde. Bovendien vereisen enorme geldinjecties de bouw van grote orbitale stations. Over het algemeen moeten we wachten tot de mensheid de volgende stadia van ruimteverkenning doormaakt, wanneer de technologie zal worden verbeterd en de kosten van bouwmaterialen zullen dalen.

24/7 zon

Gedurende de geschiedenis van de planeet hebben mensen zonlicht gebruikt. De behoefte eraan is echter niet alleen overdag. 'S Nachts is het veel langer nodig: om bouwplaatsen, straten, velden te verlichten tijdens landbouwwerkzaamheden (zaaien, oogsten), enz. En in het hoge noorden verschijnt de zon zes maanden lang helemaal niet aan de hemel. Is het mogelijk om de daglichturen te verhogen? Hoe realistisch is het creëren van een kunstmatige zon? De huidige vooruitgang op het gebied van ruimteverkenning maakt deze taak redelijk haalbaar. Het is voldoende om gewoon een geschikt apparaat in de baan van de planeet te plaatsen om licht naar de aarde te reflecteren. Tegelijkertijd kan de intensiteit worden gewijzigd.

Wie heeft de reflector uitgevonden?

Er kan worden gezegd dat de geschiedenis van de verkenning van de ruimte in Duitsland begon met het idee om buitenaardse reflectoren te maken, voorgesteld door de Duitse ingenieur HermannOberth in 1929. De verdere ontwikkeling ervan is terug te voeren op het werk van de wetenschapper Eric Kraft uit de VS. Nu zijn de Amerikanen dichter dan ooit bij de uitvoering van dit project.

Structureel is de reflector een frame waarop een gemetalliseerde polymeerfilm is gespannen, die de straling van de zon weerkaatst. De richting van de lichtstroom wordt uitgevoerd door commando's van de aarde, of automatisch, volgens een vooraf bepaald programma.

Projectimplementatie

De Verenigde Staten boeken serieuze vooruitgang op het gebied van ruimteverkenning en zijn dicht bij de uitvoering van dit project gekomen. Nu onderzoeken Amerikaanse experts de mogelijkheid om geschikte satellieten in een baan om de aarde te plaatsen. Ze zullen direct boven Noord-Amerika worden gevestigd. 16 geïnstalleerde reflecterende spiegels verlengen de daglichturen met 2 uur. Het is de bedoeling dat er twee reflectoren naar Alaska worden gestuurd, waardoor het daglicht daar met maar liefst 3 uur zal toenemen. Als je reflectorsatellieten gebruikt om de dag in megasteden te verlengen, zal dit hen voorzien van hoogwaardige en schaduwloze verlichting van straten, snelwegen, bouwplaatsen, wat ongetwijfeld voordelig is vanuit economisch oogpunt.

Reflectoren in Rusland

Als bijvoorbeeld vijf steden die even groot zijn als Moskou vanuit de ruimte worden verlicht, zullen de kosten dankzij energiebesparingen in ongeveer 4-5 jaar terugverdiend zijn. Bovendien kan het systeem van reflectorsatellieten zonder extra kosten naar een andere groep steden overschakelen. En hoe wordt de lucht gezuiverd als de energie niet uit rokende elektriciteitscentrales komt, maar uit de ruimte?ruimte! Het enige obstakel voor de uitvoering van dit project in ons land is het gebrek aan financiering. Daarom gaat de verkenning van de ruimte door Rusland niet zo snel als het zou willen.

Buitenaardse planten

Het is meer dan 300 jaar geleden dat E. Torricelli het vacuüm ontdekte. Dit speelde een grote rol bij de ontwikkeling van technologie. Immers, zonder de fysica van vacuüm te begrijpen, zou het onmogelijk zijn om elektronica of verbrandingsmotoren te maken. Maar dit alles is van toepassing op de industrie op aarde. Het is moeilijk voor te stellen welke kansen een vacuüm biedt in een zaak als ruimteverkenning. Waarom zou je de melkweg niet ten dienste stellen van mensen door daar fabrieken te bouwen? Ze zullen zich in een compleet andere omgeving bevinden, in omstandigheden van vacuüm, lage temperaturen, krachtige bronnen van zonnestraling en gewichtloosheid.

Nu is het moeilijk om alle voordelen van deze factoren te realiseren, maar we kunnen met vertrouwen zeggen dat er gewoon fantastische vooruitzichten worden geopend en dat het onderwerp "Ruimteverkenning door de constructie van buitenaardse fabrieken" relevanter wordt dan ooit. Als de zonnestralen worden geconcentreerd door een parabolische spiegel, kunnen onderdelen van titaniumlegeringen, roestvrij staal, enz. worden gelast. Als metalen worden gesmolten onder aardse omstandigheden, komen er onzuiverheden in terecht. En technologie heeft steeds meer behoefte aan ultrazuivere materialen. Hoe ze te krijgen? Je kunt het metaal "suspenderen" in een magnetisch veld. Als de massa klein is, zal dit veld het vasthouden. In dit geval kan het metaal worden gesmolten door er een hoogfrequente stroom doorheen te leiden.

In gewichtloosheid kunnen materialen van elke massa en grootte worden gesmolten. Niet nodiggeen mallen, geen smeltkroezen om te gieten. Ook is er geen noodzaak voor naslijpen en polijsten. En de materialen worden gesmolten in conventionele of zonne-ovens. In vacuümomstandigheden kan "koud lassen" worden uitgevoerd: goed gereinigde en op elkaar afgestemde metalen oppervlakken vormen zeer sterke verbindingen.

In terrestrische omstandigheden zal het niet mogelijk zijn om grote halfgeleiderkristallen te maken zonder defecten, die de kwaliteit van microschakelingen en apparaten die daaruit zijn gemaakt verminderen. Dankzij gewichtloosheid en vacuüm zal het mogelijk zijn om kristallen met de gewenste eigenschappen te verkrijgen.

Pogingen om ideeën te implementeren

De eerste stappen in de implementatie van deze ideeën werden gezet 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 bracht hij monsters van materialen naar de aarde. Dergelijke lanceringen zijn een jaarlijkse traditie geworden.

In hetzelfde jaar werd het project "Technologie" ontwikkeld bij de NPO "Salyut". Het was de bedoeling om een ruimtevaartuig te bouwen met een gewicht van 20 ton en een fabriek met een gewicht van 100 ton. Het apparaat was uitgerust met ballistische capsules, die gefabriceerde producten naar de aarde moesten leveren. Het project is nooit uitgevoerd. U zult vragen waarom? Dit is een standaardprobleem van ruimteverkenning - gebrek aan financiering. Het is relevant in onze tijd.

Ruimtenederzettingen

Aan het begin van de 20e eeuw werd een fantastisch verhaal van K. E. Tsiolkovsky "Out of the Earth" gepubliceerd. Daarin beschreef hij de eerste galactische nederzettingen. Op dit moment, wanneer?er zijn bepaalde prestaties op het gebied van ruimteverkenning, u kunt de uitvoering van dit fantastische project op zich nemen.

In 1974 ontwikkelde en publiceerde Gerard O'Neill, hoogleraar natuurkunde aan de Princeton University, een project om de melkweg te koloniseren. Hij stelde voor om ruimtenederzettingen te plaatsen op het punt van libratie (de plaats waar de aantrekkingskrachten van de zon, de maan en de aarde elkaar opheffen). Zulke dorpen zullen altijd op één plek zijn.

O^'Neil gelooft dat in 2074 de meeste mensen naar de ruimte zullen verhuizen en onbeperkte voedsel- en energiebronnen zullen hebben. Het land wordt een enorm park, vrij van industrie, waar je je vakantie kunt doorbrengen.

Modelkolonie O^'Nile

Vreedzame verkenning van de ruimte, stelt de professor voor om te beginnen met de constructie van een model met een straal van 100 meter. Deze faciliteit biedt plaats aan maximaal 10.000 personen. De belangrijkste taak van deze nederzetting is om het volgende model te bouwen, dat 10 keer groter zou moeten zijn. De diameter van de volgende kolonie neemt toe tot 6-7 kilometer en de lengte neemt toe tot 20.

In de wetenschappelijke gemeenschap rond het O^'Nile-project verdwijnen de geschillen nog steeds niet. In de koloniën die hij voorstelt, is de bevolkingsdichtheid ongeveer hetzelfde als in terrestrische steden. En dat is best veel! Zeker als je bedenkt dat je daar in het weekend de stad niet uit kunt. Weinig mensen willen ontspannen in krappe parken. Het is nauwelijks te vergelijken met de levensomstandigheden op aarde. En hoe staat het met de psychologische compatibiliteit en de wens om van plaats te veranderen in deze gesloten ruimtes?Willen mensen daar wonen? Zullen ruimtenederzettingen plaatsen van verspreiding van wereldwijde rampen en conflicten worden? Al deze vragen staan nog open.

Conclusie

In de ingewanden van het zonnestelsel wordt een onberekenbare hoeveelheid materiaal en energiebronnen gelegd. Daarom zou verkenning van de menselijke ruimte nu een prioriteit moeten worden. Immers, als het lukt, zullen de ontvangen middelen ten goede komen aan mensen.

Tot nu toe zet de ruimtevaart de eerste stappen in deze richting. We kunnen zeggen dat dit een kind is, maar na verloop van tijd zal hij een volwassene worden. Het grootste probleem van ruimteverkenning is niet een gebrek aan ideeën, maar een gebrek aan geld. Er zijn enorme materiële middelen nodig. Maar als we ze vergelijken met de kosten van bewapening, dan is het bedrag niet zo groot. Een verlaging van 50% van de wereldwijde militaire uitgaven maakt het bijvoorbeeld mogelijk om de komende jaren drie expedities naar Mars te ondernemen.

In onze tijd moet de mensheid doordrongen zijn van het idee van de eenheid van de wereld en de ontwikkelingsprioriteiten heroverwegen. En ruimte zal een symbool zijn van samenwerking. Het is beter fabrieken op Mars en de maan te bouwen, waar alle mensen van profiteren, dan het reeds opgeblazen wereldwijde nucleaire potentieel te vermenigvuldigen. Er zijn mensen die beweren dat verkenning van de ruimte kan wachten. Wetenschappers antwoorden ze meestal als volgt: "Natuurlijk, misschien, omdat het universum voor altijd zal bestaan, maar wij helaas niet."