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 gli 11 miliardi di persone. Inoltre, il 94% della crescita sarà nei paesi in via di sviluppo e solo il 6% nei paesi industrializzati. Inoltre, gli scienziati hanno imparato a rallentare il processo di invecchiamento, il che aumenta significativamente l'aspettativa di vita.
Ciò porta a un nuovo problema: la carenza di cibo. Al momento, circa mezzo miliardo di persone muoiono di fame. Per questo motivo, circa 50 milioni muoiono ogni anno. Per alimentare 11 miliardi, sarà necessario aumentare la produzione alimentare di 10 volte. Inoltre, sarà necessaria energia per garantire la vita di tutte queste persone. E questo porta ad un aumento della produzione di combustibile e materie prime. Il pianeta resisterà a un tale carico?
Bene, non dimenticare l'inquinamento ambientale. Con l'aumento dei tassi di produzione, non solo le risorse si esauriscono, ma il clima del pianeta sta cambiando. Macchine, centrali elettriche, fabbriche emettono così tanta anidride carbonica nell'atmosfera che l'effetto serra è proprio dietro l'angolo. Con un aumento della temperatura sulla Terra, inizierà lo scioglimento dei ghiacciai e un aumento del livello dell'acqua negli oceani. Tutto ciò avrà un impatto più negativo sulle condizioni di vita delle persone. Può persino portare al disastro.
Questi problemi aiuteranno a risolvere l'esplorazione dello spazio. Pensa per te stesso Lì sarà possibile spostare le piante, esplorare Marte, la Luna ed estrarre risorse ed energia. E tutto sarà lo stesso dei film e delle pagine delle opere di fantascienza.
Energia dallo spazio
Ora il 90% di tutta l'energia terrestre si ottiene bruciando combustibile nelle stufe domestiche, nei motori delle automobili e nelle caldaie delle centrali elettriche. Ogni 20 anni, il consumo di energia raddoppia. Quante risorse naturali saranno sufficienti per soddisfare le nostre esigenze?
Ad esempio, lo stesso olio? Secondo gli scienziati, finirà in tutti gli anni che la storia dell'esplorazione spaziale ha, cioè in 50. Il carbone è sufficiente per 100 anni e il gas per circa 40. A proposito, anche l'energia atomica è una fonte esauribile.
Teoricamente, il problema di trovare energia alternativa fu risolto negli anni '30 del secolo scorso, quando inventarono la reazione di fusione. Sfortunatamente, è ancora incontrollabile. Ma anche se impari a controllarlo e a ricevere energia in quantità illimitate, questo porterà al surriscaldamento del pianeta e al cambiamento climatico irreversibile. C'è una via d'uscita da questa situazione?
Industria 3D
Certo, questa è l'esplorazione dello spazio. È necessario passare da un'industria "bidimensionale" a un'industria "tridimensionale". Cioè, tutta la produzione ad alta intensità energetica deve essere trasferita dalla superficie della Terra allo spazio. Ma al momento, farlo è economicamente svantaggioso. Il costo di tale energia sarà 200 volte superiore all'elettricità ricevuta dal calore sulla Terra. Inoltre, enormi iniezioni di denaro richiederanno la costruzione di grandi stazioni orbitali. In generale, devi aspettare fino a quando l'umanità passerà attraverso le prossime fasi dell'esplorazione dello spazio, quando la tecnologia sarà migliorata e il costo dei materiali da costruzione diminuirà.
Sole 24 ore su 24
Nel corso della storia del pianeta, le persone hanno usato la luce solare. Tuttavia, la necessità non è solo di giorno. Di notte, ci vuole molto più tempo: illuminare cantieri, strade, campi durante i lavori agricoli (semina, raccolta), ecc. E nell'estremo nord, il sole non appare affatto all'orizzonte per sei mesi. È possibile aumentare le ore di luce? Quanto è realistica la creazione di un sole artificiale? I successi odierni nell'esplorazione spaziale rendono questo compito abbastanza fattibile. È sufficiente posizionare un dispositivo appropriato sull'orbita del pianeta per riflettere la luce sulla Terra. Allo stesso tempo, la sua intensità può essere modificata.
Chi ha inventato il riflettore?
Possiamo dire che la storia dell'esplorazione dello spazio in Germania è iniziata con l'idea di creare riflettori extraterrestri, proposta dall'ingegnere tedesco Hermann Obert nel 1929. Il suo ulteriore sviluppo può essere ricondotto alle opere dello scienziato Eric Kraft dagli Stati Uniti. Ora gli americani sono più vicini che mai a questo progetto.
Strutturalmente, il riflettore è una cornice su cui viene teso un film metallizzato polimerico, che riflette la radiazione del sole. La direzione del flusso luminoso verrà eseguita mediante comandi dalla Terra o automaticamente, secondo un programma prestabilito.
Implementazione del progetto
Gli Stati Uniti stanno compiendo notevoli progressi nell'esplorazione dello spazio e si sono avvicinati alla realizzazione di questo progetto. Ora gli esperti americani stanno esplorando la possibilità di mettere in orbita i corrispondenti satelliti. Saranno situati direttamente sul Nord America. 16 specchi riflettori installati prolungheranno le ore di luce di 2 ore. Due riflettori stanno progettando di dirigere verso l'Alaska, che aumenterà le ore di luce del giorno fino a 3 ore. Se si utilizzano i satelliti a riflettore per prolungare la giornata in megalopoli, ciò fornirà loro un'illuminazione di alta qualità e senza ombre di strade, autostrade, cantieri, che, ovviamente, è economicamente vantaggioso.
Riflettori in Russia
Ad esempio, se si illuminano cinque città dallo spazio, che sono di dimensioni uguali a Mosca, a causa del risparmio energetico, i costi pagheranno in circa 4-5 anni. Inoltre, il sistema di riflettori satellitari può passare a un altro gruppo di città senza costi aggiuntivi. E come sarà pulita l'aria se l'energia non proviene dalle più piccole centrali elettriche, ma dallo spazio! L'unico ostacolo all'attuazione di questo progetto nel nostro paese è la mancanza di finanziamenti. Pertanto, l'esplorazione dello spazio da parte della Russia non sta andando veloce come volevamo.
Fabbriche extraterrestri
Sono trascorsi più di 300 anni dalla scoperta del vuoto di E. Torricelli. Ciò ha avuto un ruolo enorme nello sviluppo della tecnologia. In effetti, senza comprendere la fisica del vuoto, sarebbe impossibile creare componenti elettronici o motori a combustione interna. Ma tutto ciò si applica all'industria sulla Terra. È difficile immaginare quali opportunità fornirà il vuoto in una questione 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, sotto vuoto, basse temperature, potenti fonti di radiazione solare e gravità zero.
Ora è difficile realizzare tutti i vantaggi di questi fattori, ma è sicuro dire che si stanno aprendo fantastiche prospettive e l'argomento "L'esplorazione dello spazio attraverso la costruzione di piante extraterrestri" sta diventando più rilevante che mai. Se concentri i raggi del sole con uno specchio parabolico, puoi saldare parti fatte di leghe di titanio, acciaio inossidabile, ecc. Quando si fondono i metalli in condizioni terrestri, le impurità entrano in essi. 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, questo campo lo manterrà. In questo caso, il metallo può essere fuso passando attraverso una corrente ad alta frequenza.
A gravità zero è possibile fondere materiali di qualsiasi massa e dimensione. Non sono necessari né stampi né crogioli di fusione. Non sono inoltre necessarie successive smerigliature e lucidature. E i materiali verranno fusi sia in forni convenzionali che solari. In condizioni di vuoto, è possibile eseguire la “saldatura a freddo”: ben puliti e montati l'uno sull'altro le superfici metalliche formano giunti molto robusti.
In condizioni terrestri, non sarà possibile realizzare cristalli semiconduttori di grandi dimensioni senza difetti, che riducono la qualità dei microcircuiti e dei dispositivi realizzati da essi. Grazie alla gravità zero e al vuoto, sarà possibile ottenere cristalli con le proprietà desiderate.
Tentativi di attuare idee
I primi passi nell'implementazione di queste idee furono fatti negli anni '80, quando l'esplorazione dello spazio 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, l'ONG Salyut ha sviluppato il progetto Technology. Si progettava di costruire un veicolo spaziale di 20 tonnellate e un impianto di 100 tonnellate. L'apparato era dotato di capsule balistiche, che avrebbero dovuto consegnare i prodotti fabbricati sulla Terra. Il progetto non è mai stato realizzato. Tu chiedi: perché? Questo è un problema standard di esplorazione dello spazio: mancanza di finanziamenti. È rilevante ai nostri tempi.
Insediamenti spaziali
All'inizio del XX secolo, è stato pubblicato un fantastico romanzo di K. E. Tsiolkovsky “Beyond the Earth”. In esso, ha descritto i primi insediamenti galattici. Al momento, quando ci sono già alcuni risultati nell'esplorazione dello spazio, puoi iniziare l'implementazione di questo fantastico progetto.
Nel 1974, Gerard O'Neill, professore di fisica all'Università di Princeton, sviluppò e pubblicò un progetto per la colonizzazione della galassia. Ha suggerito di posizionare gli insediamenti spaziali nel punto di librazione (un luogo in cui le forze di gravità del Sole, della Luna e della Terra si annullano a vicenda). Tali villaggi saranno sempre in un posto.
O'Neill ritiene che nel 2074 la maggior parte delle persone si trasferirà nello spazio e disporrà di risorse alimentari ed energetiche illimitate. La terra diventerà un grande parco, libero dall'industria, dove è possibile trascorrere le vacanze.
Colony Model O'Neill
Il professore suggerisce di iniziare un'esplorazione pacifica dello spazio con la costruzione di un modello con un raggio di 100 metri. In tale struttura possono ospitare circa 10 mila persone. Il compito principale di questo insediamento è quello di 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.
La comunità scientifica attorno al progetto O'Neill non si è ancora calmata. Nelle colonie che offre, la densità di popolazione è quasi uguale a quella delle città terrene. E questo è abbastanza! Soprattutto se si considera che nei fine settimana non si può uscire di città. Nei parchi vicini, poche persone vogliono rilassarsi. Difficilmente può essere paragonato alle condizioni di vita sulla Terra. E come in questi spazi chiusi le cose saranno con la compatibilità psicologica e la brama di cambiare posto? La gente vorrà vivere lì? Gli insediamenti spaziali diventeranno luoghi di diffusione di disastri e conflitti globali? Tutte queste domande rimangono aperte finora.
