Ғарышты игеру: тарих, проблемалар және табыстар

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-12 09:49

Таяуда адамзат үшінші мыңжылдықтың табалдырығын аттады. Болашақта бізді не күтіп тұр? Міндетті шешімдерді қажет ететін көптеген мәселелер болатыны сөзсіз. Ғалымдардың болжамы бойынша, 2050 жылы Жер тұрғындарының саны 11 миллиард адамға жетеді. Оның үстіне, 94% өсу дамушы елдерде, ал өнеркәсібі дамыған елдерде 6% ғана болады. Сонымен қатар, ғалымдар қартаю процесін бәсеңдетуді үйренді, бұл өмір сүру ұзақтығын айтарлықтай арттырады.

Бұл жаңа проблемаға әкеледі - азық-түлік тапшылығы. Қазіргі уақытта жарты миллиардқа жуық адам аштықта. Осы себепті жыл сайын шамамен 50 миллион адам өледі. 11 миллиардты азықтандыру азық-түлік өндірісін 10 есе арттыруды талап етеді. Сонымен қатар, барлық осы адамдардың өмірін қамтамасыз ету үшін энергия қажет болады. Ал бұл отын мен шикізат өндірісінің артуына алып келеді. Ғаламшар мұндай жүктемеге төтеп бере ме?

Ал, қоршаған ортаның ластануын ұмытпаңыз. Өндіріс қарқынының өсуіменресурстары таусылып қана қоймай, планетаның климаты өзгеруде. Автокөліктер, электр станциялары, зауыттар атмосфераға көмірқышқыл газын көп шығаратыны сонша, парниктік әсердің пайда болуы алыс емес. Жердегі температураның жоғарылауымен мұздықтардың еруі және мұхиттардағы су деңгейінің жоғарылауы басталады. Мұның бәрі адамдардың өмір сүру жағдайына кері әсерін тигізеді. Бұл тіпті апатқа әкелуі мүмкін.

Бұл мәселелер ғарышты зерттеуді шешуге көмектеседі. Өзіңіз ойлаңыз. Онда зауыттарды көшіруге, Марсты, Айды зерттеуге, ресурстар мен энергияны өндіруге болады. Барлығы фильмдердегі және ғылыми фантастикалық шығармалардағыдай болады.

Ғарыштан келетін энергия

Қазір жердегі барлық энергияның 90% отынды тұрмыстық пештерде, автомобиль қозғалтқыштарында және электр станцияларының қазандықтарында жағу арқылы алынады. Энергия тұтыну әр 20 жыл сайын екі есе артады. Біздің қажеттіліктерімізді қанағаттандыру үшін қанша табиғи ресурстар жеткілікті болады?

Мысалы, сол май? Ғалымдардың пайымдауынша, ол ғарышты игеру тарихы қанша жылдан кейін, яғни 50 жылдан кейін аяқталады. Көмір 100 жыл, газ шамамен 40 жыл. Айтпақшы, атом энергиясы да сарқылмайтын көз.

Теориялық тұрғыдан баламалы энергияны табу мәселесі өткен ғасырдың 30-жылдарында, олар термоядролық синтез реакциясын ойлап тапқан кезде шешілді. Өкінішке орай, ол әлі де бақылауда емес. Бірақ сіз оны басқаруды және шексіз мөлшерде энергияны алуды үйренсеңіз де, бұл планетаның қызып кетуіне және қайтымсыз болуына әкеледі.климаттық өзгеріс. Бұл жағдайдан шығудың жолы бар ма?

3D индустрия

Әрине, бұл ғарышты зерттеу. «Екі өлшемді» саладан «үш өлшемді» салаға көшу керек. Яғни, энергияны көп қажет ететін өндірістердің барлығын жер бетінен ғарышқа көшіру қажет. Бірақ қазіргі уақытта олай ету экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Мұндай энергияның құны жердегі жылумен өндірілетін электр энергиясынан 200 есе жоғары болады. Сонымен қатар, үлкен ақша инъекциялары үлкен орбиталық станциялардың құрылысын қажет етеді. Жалпы, адамзат ғарышты игерудің келесі кезеңдерінен өткенше күтуіміз керек, ол кезде технология жетілдіріліп, құрылыс материалдарының құны төмендейді.

24/7 күн

Планета тарихында адамдар күн сәулесін пайдаланған. Дегенмен, оның қажеттілігі күндізгі уақытта ғана емес. Түнде ол әлдеқайда ұзағырақ қажет: құрылыс алаңдарын, көшелерді, ауылшаруашылық жұмыстары кезінде (егіс, егін жинау) және т.б. Ал Қиыр Солтүстікте алты ай бойы Күн аспанда мүлдем көрінбейді. Күндізгі жарық уақытын көбейту мүмкін бе? Жасанды күнді жасау қаншалықты шынайы? Ғарыштық зерттеулердегі бүгінгі жетістіктер бұл міндетті жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Жарықты Жерге шағылыстыру үшін планетаның орбитасына сәйкес құрылғыны орналастыру жеткілікті. Сонымен бірге оның қарқындылығын өзгертуге болады.

Шағылдырғышты кім ойлап тапты?

Германиядағы ғарышты игеру тарихы неміс инженері Герман ұсынған жерден тыс рефлекторларды жасау идеясымен басталды деп айтуға болады. Оберт 1929 ж. Оның одан әрі дамуын АҚШ-тан келген ғалым Эрик Крафттың еңбегінен байқауға болады. Енді американдықтар бұл жобаны жүзеге асыруға бұрынғыдан да жақын.

Құрылымдық жағынан шағылыстырғыш - бұл күн сәулесін көрсететін полимерлі металданған пленка созылған жақтау. Жарық ағынының бағыты Жерден келетін командалар арқылы немесе алдын ала белгіленген бағдарламаға сәйкес автоматты түрде орындалады.

Жобаны іске асыру

Америка Құрама Штаттары ғарышты игеруде айтарлықтай жетістіктерге жетуде және бұл жобаны жүзеге асыруға жақындады. Қазір америкалық сарапшылар орбитаға сәйкес спутниктерді орналастыру мүмкіндігін зерттеп жатыр. Олар Солтүстік Американың тікелей үстінде орналасады. Орнатылған 16 шағылыстыратын айна күндізгі уақытты 2 сағатқа ұзартады. Аляскаға екі рефлектор жіберу жоспарлануда, бұл күндізгі жарық уақытын 3 сағатқа дейін арттырады. Мегаполистердегі күнді ұзарту үшін рефлекторлық спутниктерді пайдалансаңыз, бұл оларға көшелерді, тас жолдарды, құрылыс алаңдарын сапалы және көлеңкесіз жарықтандыруды қамтамасыз етеді, бұл экономикалық тұрғыдан тиімді екені сөзсіз.

Ресейдегі рефлекторлар

Мәселен, көлемі жағынан Мәскеуге тең бес қала ғарыштан жарықтандырылса, энергияны үнемдеудің арқасында шығындар шамамен 4-5 жылда өтеледі. Оның үстіне, рефлекторлық спутниктер жүйесі басқа қалалар тобына қосымша шығынсыз ауыса алады. Ал энергия түтін электр станцияларынан емес, ғарыштан келетін болса, ауа қалай тазартыладығарыш! Елімізде бұл жобаны жүзеге асыруға бірден-бір кедергі – қаржының тапшылығы. Сондықтан Ресейдің ғарышты игеруі қалағандай жылдам жүріп жатқан жоқ.

Жерден тыс өсімдіктер

Э. Торричелли вакуумды ашқанына 300 жылдан астам уақыт өтті. Бұл технологияның дамуында үлкен рөл атқарды. Өйткені, вакуум физикасын түсінбей электрониканы да, іштен жанатын қозғалтқыштарды да жасау мүмкін емес еді. Бірақ мұның бәрі жердегі өнеркәсіпке қатысты. Вакуум ғарышты зерттеу сияқты мәселеде қандай мүмкіндіктер беретінін елестету қиын. Неге сол жерде зауыттар салып, галактиканы адамдарға қызмет етпеске? Олар мүлдем басқа ортада, вакуум, төмен температура, күн радиациясының қуатты көздері және салмақсыздық жағдайында болады.

Қазір бұл факторлардың барлық артықшылықтарын жүзеге асыру қиын, бірақ біз жай ғана фантастикалық перспективалар ашылып жатқанын және «Жерден тыс зауыттарды салу арқылы ғарышты игеру» тақырыбы бұрынғыдан да өзекті бола бастады деп сеніммен айта аламыз.. Күннің сәулелері параболалық айна арқылы шоғырланған болса, онда титан қорытпаларынан, тот баспайтын болаттан және т.б. бөлшектерді дәнекерлеуге болады. Металдарды жер жағдайында балқытқанда оларға қоспалар түседі. Ал технология өте таза материалдарды қажет етеді. Оларды қалай алуға болады? Сіз металды магнит өрісінде «тоқтата аласыз». Егер оның массасы аз болса, онда бұл өріс оны ұстайды. Бұл жағдайда металды ол арқылы жоғары жиілікті ток өткізу арқылы балқытуға болады.

Салмақсыздықта кез келген масса мен өлшемдегі материалдарды балқытуға болады. Қажет емесқалыптар, құюға арналған тигельдер жоқ. Сондай-ақ, кейіннен тегістеу және жылтыратудың қажеті жоқ. Ал материалдар кәдімгі немесе күн пештерінде балқытылады. Вакуум жағдайында «суық дәнекерлеу» жүзеге асырылуы мүмкін: жақсы тазартылған және сәйкес келетін металл беттер өте берік қосылыстар жасайды.

Жер үсті жағдайында үлкен жартылай өткізгіш кристалдарды ақаусыз жасау мүмкін болмайды, бұл микросұлбалар мен олардан жасалған құрылғылардың сапасын төмендетеді. Салмақсыздық пен вакуумның арқасында қажетті қасиеттері бар кристалдарды алуға болады.

Идеяларды жүзеге асыру әрекеттері

Бұл идеяларды жүзеге асырудың алғашқы қадамдары КСРО-да ғарышты игеру қарқынды жүріп жатқан 80-жылдары жасалды. 1985 жылы инженерлер орбитаға спутникті шығарды. Екі аптадан кейін ол материалдардың үлгілерін Жерге жеткізді. Мұндай ұшырулар жыл сайынғы дәстүрге айналды.

Сол жылы «Салют» НПО-да «Технология» жобасы әзірленді. Салмағы 20 тонналық ғарыш аппараты мен 100 тонналық зауыт салу жоспарланған болатын. Құрылғы өндірілген өнімді Жерге жеткізуге тиіс баллистикалық капсулалармен жабдықталған. Жоба ешқашан жүзеге асырылған жоқ. Сіз неге сұрайсыз? Бұл ғарышты игерудің стандартты мәселесі – қаржы тапшылығы. Бұл біздің заманымызда өзекті.

Ғарыштық елді мекендер

20 ғасырдың басында К. Е. Циолковскийдің «Жер сыртында» деген фантастикалық әңгімесі жарық көрді. Онда ол алғашқы галактикалық қоныстарды сипаттады. Қазіргі уақытта, қашанғарышты игеруде белгілі бір жетістіктер бар, сіз бұл фантастикалық жобаны жүзеге асыруға кірісе аласыз.

1974 жылы Принстон университетінің физика профессоры Джерард О'Нил галактиканы отарлау жобасын әзірлеп, жариялады. Ол ғарыштық елді мекендерді либрация нүктесіне (Күннің, Айдың және Жердің тартылу күштері бірін-бірі жоққа шығаратын жер) орналастыруды ұсынды. Мұндай ауылдар әрқашан бір жерде болады.

O^'Нил 2074 жылы адамдардың көпшілігі ғарышқа ұшып, шексіз азық-түлік пен энергия ресурстарына ие болады деп есептейді. Жер өнеркәсіптен бос, демалысыңызды өткізетін үлкен саябаққа айналады.

Үлгілі колония O^'Ніл

Бейбіт ғарышты игеру, профессор радиусы 100 метрлік модельді құрастырудан бастауды ұсынады. Бұл нысан 10 000 адамды қабылдай алады. Бұл елді мекеннің басты міндеті – 10 есе үлкен болуы тиіс келесі үлгіні салу. Келесі колонияның диаметрі 6-7 километрге дейін, ал ұзындығы 20-ға дейін артады.

O^'О

'Ніл жобасы төңірегіндегі ғылыми қауымдастықта даулар әлі де толастамайды. Ол ұсынған колонияларда халықтың тығыздығы жердегі қалалардағыдай. Және бұл өте көп! Әсіресе демалыс күндері ол жерден қаладан шыға алмайтыныңызды ойласаңыз. Тар саябақтарда демалғысы келетіндер аз. Оны Жердегі тіршілік жағдайларымен салыстыру қиын. Психологиялық үйлесімділік пен осы жабық кеңістіктердегі орындарды өзгертуге деген ұмтылыс қалай болады?Адамдар сонда өмір сүргісі келеді ме? Ғарыштық елді мекендер жаһандық апаттар мен қақтығыстардың таралу орнына айнала ма? Бұл сұрақтардың барлығы әлі ашық.

Қорытынды

Күн жүйесінің түбінде сансыз көп материалдық және энергетикалық ресурстар жатыр. Сондықтан адам баласының ғарышты игеруі енді басымдыққа айналуы тиіс. Өйткені, табысты болса, алынған ресурстар адамдардың игілігіне қызмет етеді.

Әзірге астронавтика бұл бағытта алғашқы қадамдарын жасауда. Бұл бала деп айта аламыз, бірақ уақыт өте ол ересек болады. Ғарышты игерудің басты мәселесі – идеяның жоқтығы емес, қаржы тапшылығы. Үлкен материалдық ресурстар қажет. Бірақ егер оларды қару-жарақ құнымен салыстыратын болсақ, онда сома соншалықты үлкен емес. Мысалы, жаһандық әскери шығындарды 50%-ға қысқарту алдағы бірнеше жылда Марсқа үш экспедиция жасауға мүмкіндік береді.

Біздің заманда адамзат әлем бірлігі идеясымен сусындап, даму басымдықтарын қайта қарауы керек. Ал ғарыш ынтымақтастықтың символы болмақ. Марс пен Айда зауыттар салып, сол арқылы барлық адамдарға пайда әкелген жөн, онсыз да ұлғайған жаһандық ядролық әлеуетті көбейткеннен гөрі. Ғарышты зерттеуді күтуге болатынын айтатын адамдар бар. Ғалымдар оларға әдетте былай деп жауап береді: «Әрине, мүмкін, өйткені ғалам мәңгі болады, бірақ біз, өкінішке орай, жоқ.»