Esplorazione spaziale: storia, problemi e successi

2024 Autore: Henry Conors | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-12 09:08

Di recente, l'umanità è entrata nella soglia del terzo millennio. Cosa ci aspetta in futuro? Sicuramente ci saranno molti problemi che richiedono soluzioni vincolanti. Secondo gli scienziati, nel 2050 il numero di abitanti della Terra raggiungerà la cifra di 11 miliardi di persone. Inoltre, la crescita del 94% sarà nei paesi in via di sviluppo e solo del 6% in quelli industrializzati. Inoltre, gli scienziati hanno imparato a rallentare il processo di invecchiamento, aumentando notevolmente l'aspettativa di vita.

Questo porta a un nuovo problema: la carenza di cibo. Al momento, circa mezzo miliardo di persone stanno morendo di fame. Per questo ogni anno ne muoiono circa 50 milioni. Nutrire 11 miliardi richiederebbe un aumento di 10 volte della produzione alimentare. Inoltre, sarà necessaria energia per garantire la vita di tutte queste persone. E questo porta ad un aumento della produzione di combustibili e materie prime. Riuscirà il pianeta a sopportare un tale carico?

Beh, non dimenticare l'inquinamento ambientale. Con tassi di produzione in aumentonon solo le risorse si stanno esaurendo, ma il clima del pianeta sta cambiando. Automobili, centrali elettriche e fabbriche emettono così tanta anidride carbonica nell'atmosfera che l'emergere di un effetto serra non è lontano. Con l'aumento della temperatura sulla Terra, inizierà lo scioglimento dei ghiacciai e l'aumento del livello dell'acqua negli oceani. Tutto ciò influenzerà negativamente le condizioni di vita delle persone. Potrebbe anche portare a un disastro.

Questi problemi aiuteranno a risolvere l'esplorazione spaziale. Pensa per te. Sarà possibile trasferirvi fabbriche, esplorare Marte, la Luna, estrarre risorse ed energia. E tutto sarà come nei film e sulle pagine delle opere di fantascienza.

Energia dallo spazio

Ora il 90% di tutta l'energia terrestre è ottenuta bruciando combustibile nelle stufe domestiche, nei motori delle automobili e nelle caldaie delle centrali elettriche. Il consumo di energia raddoppia ogni 20 anni. Quante risorse naturali saranno sufficienti per soddisfare i nostri bisogni?

Per esempio, lo stesso olio? Secondo gli scienziati, finirà tra tanti anni quanti sono la storia dell'esplorazione spaziale, cioè tra 50. Il carbone durerà 100 anni e il gas circa 40. A proposito, anche l'energia nucleare è una fonte esauribile.

Teoricamente, il problema di trovare energia alternativa è stato risolto negli anni '30 del secolo scorso, quando inventarono la reazione della fusione termonucleare. Sfortunatamente, è ancora fuori controllo. Ma anche se impari a controllarlo e a ricevere energia in quantità illimitate, questo porterà al surriscaldamento del pianeta e irreversibilecambiamento climatico. C'è una via d'uscita da questa situazione?

Industria 3D

Certo, questa è esplorazione dello spazio. È necessario passare dall'industria "bidimensionale" a quella "tridimensionale". Cioè, tutte le industrie ad alta intensità energetica devono essere trasferite dalla superficie della Terra allo spazio. Ma al momento non è economicamente conveniente farlo. Il costo di tale energia sarà 200 volte superiore all'elettricità generata dal calore sulla Terra. Inoltre, enormi iniezioni di denaro richiederanno la costruzione di grandi stazioni orbitali. In generale, dobbiamo aspettare che l'umanità attraversi le fasi successive dell'esplorazione spaziale, quando la tecnologia sarà migliorata e il costo dei materiali da costruzione diminuirà.

24/7 dom

Nel corso della storia del pianeta, le persone hanno utilizzato la luce solare. Tuttavia, la necessità non è solo di giorno. Di notte serve molto più tempo: per illuminare cantieri, strade, campi durante i lavori agricoli (semina, raccolta), ecc. E nell'estremo nord, il Sole non appare affatto nel cielo per sei mesi. È possibile aumentare le ore di luce? Quanto è realistica la creazione di un sole artificiale? I progressi odierni nell'esplorazione spaziale rendono questo compito abbastanza fattibile. Basta posizionare un dispositivo appropriato nell'orbita del pianeta per riflettere la luce sulla Terra. Allo stesso tempo, la sua intensità può essere modificata.

Chi ha inventato il riflettore?

Si può dire che la storia dell'esplorazione spaziale in Germania iniziò con l'idea di creare riflettori extraterrestri, proposta dall'ingegnere tedesco HermannOberth nel 1929. Il suo ulteriore sviluppo può essere ricondotto al lavoro dello scienziato Eric Kraft dagli Stati Uniti. Ora gli americani sono più vicini che mai all'attuazione di questo progetto.

Strutturalmente, il riflettore è un telaio su cui è tesa una pellicola polimerica metallizzata, che riflette la radiazione solare. La direzione del flusso luminoso sarà effettuata sia da comandi dalla Terra, sia automaticamente, secondo un programma predeterminato.

Implementazione del progetto

Gli Stati Uniti stanno facendo seri progressi nell'esplorazione spaziale e si sono avvicinati all'attuazione di questo progetto. Adesso gli esperti americani stanno studiando la possibilità di mettere in orbita gli opportuni satelliti. Saranno situati direttamente sopra il Nord America. 16 specchi riflettenti installati prolungheranno le ore di luce diurna di 2 ore. Due riflettori dovrebbero essere inviati in Alaska, il che aumenterà le ore di luce del giorno fino a 3 ore. Se utilizzi satelliti riflettori per prolungare la giornata nelle megalopoli, questo fornirà loro un'illuminazione di alta qualità e senza ombre di strade, autostrade, cantieri, il che è indubbiamente vantaggioso dal punto di vista economico.

Riflettori in Russia

Ad esempio, se cinque città di dimensioni uguali a Mosca vengono illuminate dallo spazio, grazie al risparmio energetico, i costi si ripagheranno in circa 4-5 anni. Inoltre, il sistema di satelliti riflettori può passare a un altro gruppo di città senza costi aggiuntivi. E come sarà purificata l'aria se l'energia non proviene dalle centrali fumanti, ma dallo spaziospazio! L'unico ostacolo alla realizzazione di questo progetto nel nostro Paese è la mancanza di fondi. Pertanto, l'esplorazione spaziale da parte della Russia non sta andando così veloce come vorrebbe.

Piante Extraterrestri

Sono passati più di 300 anni dalla scoperta del vuoto da parte di E. Torricelli. Questo ha giocato un ruolo enorme nello sviluppo della tecnologia. Dopotutto, senza comprendere la fisica del vuoto, sarebbe impossibile creare né l'elettronica né i motori a combustione interna. Ma tutto questo vale per l'industria sulla Terra. È difficile immaginare quali opportunità darà un vuoto in una materia come l'esplorazione dello spazio. Perché non fare in modo che la galassia serva le persone costruendo fabbriche lì? Saranno in un ambiente completamente diverso, in condizioni di vuoto, basse temperature, potenti fonti di radiazione solare e assenza di gravità.

Ora è difficile realizzare tutti i vantaggi di questi fattori, ma possiamo affermare con sicurezza che si stanno aprendo prospettive semplicemente fantastiche e l'argomento "Esplorazione dello spazio attraverso la costruzione di fabbriche extraterrestri" sta diventando più che mai attuale. Se i raggi del Sole sono concentrati da uno specchio parabolico, è possibile saldare parti in leghe di titanio, acciaio inossidabile, ecc.. Quando i metalli vengono fusi in condizioni terrestri, le impurità vi penetrano. E la tecnologia ha sempre più bisogno di materiali ultra puri. Come ottenerli? Puoi "sospendere" il metallo in un campo magnetico. Se la sua massa è piccola, allora questo campo la conterrà. In questo caso, il metallo può essere fuso facendo passare una corrente ad alta frequenza attraverso di esso.

In assenza di gravità, materiali di qualsiasi massa e dimensione possono essere fusi. Non necessarioniente stampi, niente crogioli per la colata. Inoltre, non è necessaria la successiva molatura e lucidatura. E i materiali saranno fusi in forni convenzionali o solari. In condizioni di vuoto si può effettuare la “saldatura a freddo”: superfici metalliche ben pulite e accoppiate formano giunti molto resistenti.

In condizioni terrestri, non sarà possibile realizzare cristalli semiconduttori di grandi dimensioni privi di difetti, che riducono la qualità dei microcircuiti e dei dispositivi che ne derivano. Grazie all'assenza di gravità e al vuoto, sarà possibile ottenere cristalli con le proprietà desiderate.

Tentativi di implementare idee

I primi passi nell'attuazione di queste idee furono compiuti negli anni '80, quando l'esplorazione spaziale in URSS era in pieno svolgimento. Nel 1985, gli ingegneri hanno lanciato un satellite in orbita. Due settimane dopo, ha consegnato campioni di materiali sulla Terra. Tali lanci sono diventati una tradizione annuale.

Nello stesso anno è stato sviluppato il progetto "Technology" presso l'ONG "Salyut". Si prevedeva di costruire un veicolo spaziale del peso di 20 tonnellate e un impianto del peso di 100 tonnellate. Il dispositivo era dotato di capsule balistiche, che avrebbero dovuto fornire prodotti fabbricati sulla Terra. Il progetto non è mai stato realizzato. Ti chiederai perché? Questo è un problema standard dell'esplorazione spaziale: mancanza di fondi. È rilevante nel nostro tempo.

Insediamenti spaziali

All'inizio del 20° secolo fu pubblicata una fantastica storia di K. E. Tsiolkovsky "Out of the Earth". In esso descrisse i primi insediamenti galattici. Al momento, quandoci sono alcuni risultati nell'esplorazione spaziale, puoi assumere l'attuazione di questo fantastico progetto.

Nel 1974, Gerard O'Neill, professore di fisica all'Università di Princeton, sviluppò e pubblicò un progetto per colonizzare la galassia. Ha proposto di posizionare gli insediamenti spaziali nel punto di librazione (il luogo in cui le forze di attrazione del Sole, della Luna e della Terra si annullano a vicenda). Tali villaggi saranno sempre in un posto.

O^'Neil crede che nel 2074 la maggior parte delle persone si sposterà nello spazio e avrà risorse alimentari ed energetiche illimitate. Il terreno diventerà un enorme parco, libero da industrie, dove potrai trascorrere le tue vacanze.

Colonia modello O^'Nilo

Esplorazione spaziale pacifica, il professore suggerisce di iniziare con la costruzione di un modello con un raggio di 100 metri. Questa struttura può ospitare fino a 10.000 persone. Il compito principale di questo insediamento è costruire il modello successivo, che dovrebbe essere 10 volte più grande. Il diametro della colonia successiva aumenta a 6-7 chilometri e la lunghezza aumenta a 20.

Nella comunità scientifica attorno al progetto O^'Nile, le controversie continuano a non placarsi. Nelle colonie che propone, la densità di popolazione è più o meno la stessa delle città terrestri. E questo è parecchio! Soprattutto se consideri che nei fine settimana non puoi uscire dalla città lì. Poche persone vogliono rilassarsi in parchi angusti. Difficilmente può essere paragonato alle condizioni della vita sulla Terra. E come andranno le cose con compatibilità psicologica e voglia di cambiare posto in questi spazi chiusi?Le persone vorranno vivere lì? Gli insediamenti spaziali diventeranno luoghi di diffusione di disastri e conflitti globali? Tutte queste domande sono ancora aperte.

Conclusione

Nelle viscere del sistema solare viene deposta una quantità incalcolabile di risorse materiali ed energetiche. Pertanto, l'esplorazione umana dello spazio dovrebbe ora diventare una priorità. Dopotutto, in caso di successo, le risorse ricevute andranno a beneficio delle persone.

Finora l'astronautica sta facendo i suoi primi passi in questa direzione. Possiamo dire che questo è un bambino, ma col tempo diventerà adulto. Il problema principale dell'esplorazione spaziale non è la mancanza di idee, ma la mancanza di fondi. Sono necessarie enormi risorse materiali. Ma se li confrontiamo con il costo degli armamenti, l'importo non è così grande. Ad esempio, una riduzione del 50% della spesa militare globale consentirà tre spedizioni su Marte nei prossimi anni.

Nel nostro tempo, l'umanità dovrebbe essere imbevuta dell'idea dell'unità del mondo e riconsiderare le priorità di sviluppo. E lo spazio sarà un simbolo di cooperazione. È meglio costruire fabbriche su Marte e sulla Luna, a beneficio di tutte le persone, piuttosto che moltiplicare il potenziale nucleare globale già gonfiato. Ci sono persone che sostengono che l'esplorazione dello spazio può aspettare. Gli scienziati di solito rispondono loro così: "Certo, forse, perché l'universo esisterà per sempre, ma noi, sfortunatamente, no."