استكشاف الفضاء: التاريخ والمشاكل والنجاحات

وقد دخلت البشرية مؤخرا عتبة الألفية الثالثة. ماذا ينتظرنا في المستقبل؟ بالتأكيد سوف تكون هناك العديد من المشاكل التي تتطلب قرارات ملزمة. ووفقا لتوقعات العلماء، في عام 2050 فإن عدد سكان الأرض تصل إلى 11 مليار شخص. و 94٪ نمو في البلدان النامية و 6٪ فقط في البلدان الصناعية. وبالإضافة إلى ذلك، علمت العلماء لإبطاء عملية الشيخوخة، مما يزيد بشكل كبير من العمر المتوقع.

وهذا يؤدي إلى مشكلة جديدة - نقص الغذاء. وفي هذه اللحظة، يتضور جوعا حوالي نصف بليون شخص. ولهذا السبب يموت حوالي 50 مليون شخص كل عام. ولتغذية 11 مليار نسمة، سيكون من الضروري زيادة إنتاج المنتجات الغذائية بمقدار 10 أضعاف. وبالإضافة إلى ذلك، سوف يستغرق الطاقة لضمان حياة كل هؤلاء الناس. وهذا يؤدي إلى زيادة في استخراج الوقود والمواد الخام. هل سيحافظ الكوكب على هذا الحمل؟

حسنا، لا ننسى تلوث البيئة. ومع الزيادة في معدلات الإنتاج، لا تنضب الموارد فحسب، بل يتغير مناخ الكوكب أيضا. الآلات، محطات توليد الطاقة، والنباتات رمي في الغلاف الجوي الكثير من ثاني أكسيد الكربون أن ظهور تأثير الاحتباس الحراري هو قاب قوسين أو أدنى. ومع ارتفاع درجة الحرارة، ستبدأ الأنهار الجليدية في الذوبان ، وسوف يرتفع مستوى المياه في المحيط العالمي. كل هذا سيكون له تأثير غير موات على الظروف المعيشية للناس. حتى يمكن أن يؤدي إلى كارثة.

وستساعد هذه المشاكل على حل استكشاف الفضاء الخارجي. فكر بنفسك. هناك سيكون من الممكن لنقل المصانع، واستكشاف المريخ والقمر، واستخراج الموارد والطاقة. وسوف يكون كل شيء هو نفسه كما هو الحال في الأفلام وعلى صفحات أعمال الخيال العلمي.

الطاقة من الفضاء

الآن يتم إنتاج 90٪ من جميع الطاقة الأرضية عن طريق حرق الوقود في الأفران المنزلية، ومحركات السيارات والغلايات لمحطات الطاقة. كل 20 عاما، يتم مضاعفة استهلاك الطاقة. ما هو مقدار الموارد الطبيعية الكافية لتلبية احتياجاتنا؟

على سبيل المثال، نفس النفط؟ ووفقا لتوقعات العلماء، وسوف ينتهي في سنوات عديدة كما تاريخ مجاميع استكشاف الفضاء، وهذا هو، بعد 50. الفحم يكفي لمدة 100 سنة، والغاز لحوالي 40. بالمناسبة، تشير الطاقة النووية أيضا إلى مصادر قابلة للاستنفاد.

من الناحية النظرية، تم حل مشكلة إيجاد الطاقة البديلة مرة أخرى في 30s من القرن الماضي، عندما جاءت مع رد فعل للانصهار النووي الحراري. لسوء الحظ، فإنه لا يزال لا يمكن السيطرة عليها. ولكن حتى لو كنت تعلم السيطرة عليها والحصول على الطاقة بكميات غير محدودة، وسوف يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب وتغير المناخ لا رجعة فيه. هل هناك مخرج من هذا الوضع؟

صناعة ثلاثية الأبعاد

وبطبيعة الحال، هذا هو استكشاف الكون. ومن الضروري الانتقال من صناعة "ثنائية الأبعاد" إلى "ثلاثي الأبعاد". وهذا يعني أنه يجب نقل جميع الإنتاج المكثف للطاقة من سطح الأرض إلى الفضاء. ولكن في الوقت الراهن فمن غير المربح اقتصاديا للقيام بذلك. وستكون تكلفة هذه الطاقة أعلى بمقدار 200 مرة من الكهرباء التي تتلقاها بالطريقة الحرارية على الأرض. بالإضافة إلى ضخ النقدية الضخمة سيتطلب بناء محطات مدارية كبيرة. بشكل عام، تحتاج إلى الانتظار حتى تمر البشرية من خلال المراحل التالية من استكشاف الفضاء، عندما يتم تحسين التكنولوجيا وتكلفة مواد البناء هو انخفاض.

جولة الشمس على مدار الساعة

طوال تاريخ الكوكب، يتمتع الناس أشعة الشمس. ومع ذلك، فإن الحاجة إليها ليست فقط في النهار. في الليل هناك حاجة إلى فترة أطول بكثير: لإلقاء الضوء على مواقع البناء والشوارع والحقول أثناء العمل الزراعي (البذر والحصاد)، الخ. وفي أقصى الشمال، لا تظهر الشمس على الإطلاق في السماء لمدة ستة أشهر. هل من الممكن زيادة ساعات النهار؟ ما مدى واقعية إنشاء شمس اصطناعية؟ إن نجاحات اليوم في استكشاف الفضاء تجعل هذه المهمة ممكنة تماما. ولا يكفي إلا أن نضع في مدار الكوكب أداة مناسبة لتعكس الضوء على الأرض. وفي الوقت نفسه، يمكن تغيير شدة.

الذي اخترع العاكس؟

يمكننا القول أن تاريخ استكشاف الفضاء في ألمانيا بدأت مع فكرة إنشاء عاكسات خارج كوكب الأرض، التي اقترحها المهندس الألماني هيرمان أوبيرت في عام 1929. مزيد من التطوير يمكن أن تعزى إلى عمل عالم اريك كرافت من الولايات المتحدة. الآن الأمريكيون أقرب من أي وقت مضى إلى تنفيذ هذا المشروع.

هيكليا، والعاكس هو الإطار الذي تمدد فيلم البوليمر المعدني الذي يعكس إشعاع الشمس. سوف يكون اتجاه تدفق الضوء إما بواسطة الأوامر من الأرض، أو تلقائيا، وفقا لبرنامج مبرمج مسبقا.

تنفيذ المشروع

وتحرز الولايات المتحدة تقدما كبيرا في مجال استكشاف الفضاء، وقد اقتربت من تحقيق هذا المشروع. والآن، يستكشف الخبراء الأمريكيون إمكانية وضع السواتل المقابلة في المدار. وسوف تقع مباشرة فوق أمريكا الشمالية. 16 عاكسات مرآة ثابتة تسمح لتمديد يوم ضوء لمدة 2 ساعة. وتعتزم عاكستان توجيههما إلى ألاسكا، الأمر الذي سيزيد من يوم الضوء هناك لمدة تصل إلى 3 ساعات. إذا استخدمنا الأقمار الصناعية عاكسات لتمديد اليوم في المدن الضخمة، وسوف توفر لهم إضاءة ذات جودة عالية وقليلة من الشوارع والطرق السريعة ومواقع البناء، والتي، مما لا شك فيه، هو مفيد اقتصاديا.

عاكسات في روسيا

على سبيل المثال، إذا كانت خمس مدن متساوية في الحجم إلى موسكو مضيئة من الفضاء، ثم بسبب وفورات في الطاقة، سيتم تسديد التكاليف في حوالي 4-5 سنوات. ويمكن أن يتحول نظام عاكسات الأقمار الصناعية دون أي تكاليف إضافية إلى مجموعة أخرى من المدن. وكيف سيتم تنقية الهواء، إذا كانت الطاقة لا تأتي من محطات الطاقة الفوضوية، ولكن من الفضاء الخارجي! والعائق الوحيد أمام تنفيذ هذا المشروع في بلدنا هو الافتقار إلى التمويل. ولذلك، فإن تطوير الفضاء الخارجي من قبل روسيا لا يسير بأسرع ما يود المرء.

النباتات خارج كوكب الأرض

وقد مرت أكثر من 300 سنة منذ افتتاح فراغ E. توريسلي. هذا لعبت دورا كبيرا في تطوير التكنولوجيا. بعد كل شيء، من دون فهم الفيزياء فراغ، سيكون من المستحيل لخلق الالكترونيات أو محركات الاحتراق الداخلي. ولكن كل هذا ينطبق على الصناعة على الأرض. ومن الصعب تصور الفرص التي سيوفرها الفراغ في مسألة استكشاف الفضاء الخارجي. لماذا لا تجعل المجرة تخدم الناس من خلال بناء المصانع هناك؟ وسوف تكون في بيئة مختلفة تماما، في ظروف الفراغ، وانخفاض درجات الحرارة، ومصادر قوية من الإشعاع الشمسي والضعف.

ومن الصعب الآن تحقيق جميع مزايا هذه العوامل، ولكن من الممكن القول على وجه اليقين بأن آفاقا رائعة تفتح أبوابها وأصبح موضوع "استكشاف الفضاء من خلال بناء محطات خارج كوكب الأرض" أكثر أهمية من أي وقت مضى. إذا ركزنا أشعة الشمس مع مرآة مكافئ، عندها يمكننا لحام أجزاء من سبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ وما إلى ذلك. عندما تذوب المعادن في الظروف الأرضية، تدخل الشوائب فيها. وتزداد الحاجة إلى التكنولوجيا فائقة نقية المواد. كيفية الحصول عليها؟ يمكنك "تعليق" المعدن في مجال مغناطيسي. إذا كانت كتلة صغيرة، ثم هذا الحقل سوف يعقد ذلك. في هذه الحالة، يمكن ذوبان المعدن، ويمر تيار عالية التردد من خلال ذلك.

في انعدام الجاذبية، فمن الممكن أن تذوب المواد من أي كتلة وحجم. لا حاجة للقوالب أو البوتقات للصب. ليس هناك حاجة أيضا لطحن وتلميع لاحق. وسيتم ذوبان المواد إما في الأفران العادية أو في الشمسية. في ظل ظروف الفراغ، فمن الممكن لتنفيذ "لحام الباردة": جيدا مصقول ومطابقة الأسطح المعدنية تشكل المفاصل قوية جدا.

في ظل الظروف الأرضية، فإنه لن يكون من الممكن لجعل بلورات أشباه الموصلات كبيرة من دون عيوب، مما يقلل من جودة الدوائر الصغيرة والأجهزة المصنعة منها. بسبب انعدام الوزن والفراغ، بلورات مع الخصائص المطلوبة يمكن الحصول عليها.

محاولات لتنفيذ الأفكار

وقد اتخذت الخطوات الأولى في تنفيذ هذه الأفكار في 80، عندما كان استكشاف الفضاء الخارجي في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية على قدم وساق. في عام 1985، أطلق المهندسون قمر صناعي في المدار. وبعد أسبوعين، سلم عينات من المواد إلى الأرض. وأصبحت عمليات الإطلاق هذه تقليد سنوي.

وفي نفس العام، تم تطوير مشروع "التكنولوجيا" في منظمة "ساليوت" غير الحكومية. وكان من المقرر بناء مركبة فضائية وزنها 20 طنا ومصنع يزن 100 طن. وقد تم تجهيز الجهاز كبسولات البالستية، التي كان من المفترض أن تسليم المنتجات المصنعة إلى الأرض. ولم ينفذ المشروع أبدا. تسأل: لماذا؟ وهذه مشكلة قياسية تتمثل في استكشاف الفضاء - وهو نقص التمويل. ومن المناسب في عصرنا.

المستوطنات الفضائية

في بداية القرن العشرين تم نشر قصة رائعة من قبل كي تسيولكوفسكي "من الأرض". في ذلك، وصف أول المستوطنات المجرية. في هذه اللحظة، عندما يكون هناك بالفعل بعض الإنجازات في استكشاف الفضاء، يمكن للمرء أن تنفيذ تنفيذ هذا المشروع الرائع.

في عام 1974، قام جيرارد أونيل، أستاذ الفيزياء في جامعة برينستون، بتطوير ونشر مشروع لاستعمار المجرة. واقترح وضع المستوطنات الفضائية عند نقطة التحرر (المكان الذي تعوض فيه قوى جذب الشمس والقمر والأرض بعضها البعض). وستكون هذه القرى دائما في مكان واحد.

يعتقد أونيل أنه في عام 2074 معظم الناس سوف تتحرك إلى الفضاء، وسوف يكون لها موارد الغذاء والطاقة غير محدود. سوف تصبح الأرض حديقة ضخمة، خالية من الصناعة، حيث يمكنك قضاء عطلة الخاص بك.

O ^' مستعمرة النيل

الاستكشاف السلمي لأستاذ الفضاء يقترح البدء في بناء نموذج مع دائرة نصف قطرها 100 متر. في هذا الهيكل يمكن أن تستوعب حوالي 10 ألف شخص. وتتمثل المهمة الرئيسية لهذه التسوية في بناء النموذج التالي، الذي ينبغي أن يكون أكبر بعشر مرات. قطر المستعمرة التالية يزيد إلى 6-7 كيلومترات، ويزيد طول إلى 20.

في المجتمع العلمي حول مشروع أونيل، لا تزال النزاعات لا تزال قائمة. في المستعمرات المقترحة من قبلهم، الكثافة السكانية هي تقريبا تقريبا كما هو الحال في المدن الأرضية. وهذا هو الكثير جدا! خاصة إذا كنت تعتبر أنه في عطلة نهاية الأسبوع لا يمكنك الخروج من المدينة. في الحدائق القريبة، قليل سوف ترغب في الراحة. ومن غير المرجح أن يمكن مقارنة ذلك مع ظروف الحياة على الأرض. وكيف في هذه الأماكن المغلقة سوف تكون الأمور مع التوافق النفسي والرغبة في تغيير الأماكن؟ هل يريد الناس العيش هناك؟ هل ستصبح المستوطنات الفضائية أماكن انتشار للكوارث والنزاعات العالمية؟ كل هذه القضايا لا تزال مفتوحة.

استنتاج

في الأمعاء من النظام الشمسي وضعت كميات لا حصر لها من الموارد المادية والطاقة. ولذلك، فإن اتقان الفضاء الخارجي من قبل الإنسان يجب أن يصبح الآن مهمة ذات أولوية. وفي نهاية المطاف، في حالة النجاح، فإن الموارد المتلقاة ستخدم منفعة الناس.

في حين أن رواد الفضاء يتخذون الخطوات الأولى في هذا الاتجاه. يمكنك أن تقول أن هذا هو الطفل، ولكن في نهاية المطاف انه سوف يصبح بالغ. والمشكلة الرئيسية لاستكشاف الفضاء ليست الافتقار إلى الأفكار، ولكن النقص في المال. تحتاج موارد مادية ضخمة . ولكن إذا قارناها مع تكاليف التسلح، ثم المبلغ ليس كبيرا. فعلى سبيل المثال، سيتيح تخفيض الإنفاق العسكري العالمي بنسبة 50٪ خلال السنوات القليلة القادمة إرسال ثلاث بعثات إلى المريخ.

وفي عصرنا، ينبغي أن تكون البشرية مشبعة بفكرة وحدة العالم، وأن تعيد النظر في أولويات التنمية. وسوف يكون الفضاء رمزا للتعاون. فمن الأفضل لبناء النباتات على سطح المريخ والقمر، مما يعود بالنفع على جميع الناس من مضاعفة الإمكانيات النووية العالمية المضخمة بالفعل. هناك أشخاص يدعون أن استكشاف الفضاء يمكن أن تنتظر. وعادة ما يجيب العلماء على هذا النحو: "بالطبع، ربما لأن الكون سيتواجد إلى الأبد، ولكننا للأسف، لا".