Ugunduzi wa anga: historia, matatizo na mafanikio

2024 Mwandishi: Henry Conors | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-02-12 13:10

Hivi karibuni, ubinadamu umeingia kwenye kizingiti cha milenia ya tatu. Ni nini kinatungoja wakati ujao? Hakika kutakuwa na matatizo mengi ambayo yanahitaji ufumbuzi wa kisheria. Kulingana na wanasayansi, mnamo 2050 idadi ya wakaaji wa Dunia itafikia watu bilioni 11. Aidha, ukuaji wa 94% utakuwa katika nchi zinazoendelea na 6% tu katika nchi zilizoendelea. Aidha, wanasayansi wamejifunza kupunguza kasi ya uzee, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa muda wa kuishi.

Hii husababisha tatizo jipya - uhaba wa chakula. Kwa sasa, karibu watu nusu bilioni wana njaa. Kwa sababu hii, karibu milioni 50 hufa kila mwaka. Kulisha bilioni 11 kungehitaji ongezeko la mara 10 la uzalishaji wa chakula. Aidha, nishati itahitajika ili kuhakikisha maisha ya watu hawa wote. Na hii inasababisha kuongezeka kwa uzalishaji wa mafuta na malighafi. Je, sayari hii itastahimili mzigo kama huo?

Sawa, usisahau kuhusu uchafuzi wa mazingira. Pamoja na kuongezeka kwa viwango vya uzalishajisio tu rasilimali zinapungua, lakini hali ya hewa ya sayari inabadilika. Magari, mitambo ya kuzalisha umeme, na viwanda hutoa kaboni dioksidi nyingi katika angahewa hivi kwamba kuibuka kwa athari ya chafu si mbali. Kwa kuongezeka kwa joto duniani, kuyeyuka kwa barafu na kuongezeka kwa kiwango cha maji katika bahari kutaanza. Yote hii itaathiri vibaya hali ya maisha ya watu. Inaweza hata kusababisha maafa.

Matatizo haya yatasaidia kutatua uchunguzi wa anga. Fikiria mwenyewe. Itawezekana kuhamisha viwanda huko, kuchunguza Mirihi, Mwezi, kutoa rasilimali na nishati. Na kila kitu kitakuwa kama katika filamu na kwenye kurasa za kazi za uongo za sayansi.

Nishati kutoka anga ya nje

Sasa 90% ya nishati yote duniani hupatikana kwa kuchoma mafuta katika majiko ya nyumbani, injini za magari na vichomio vya kupozea umeme. Matumizi ya nishati huongezeka maradufu kila baada ya miaka 20. Kiasi gani cha maliasili kitatosha kukidhi mahitaji yetu?

Kwa mfano, mafuta sawa? Kulingana na wanasayansi, itaisha katika miaka mingi kama historia ya uchunguzi wa anga, ambayo ni, katika 50. Makaa ya mawe yatadumu kwa miaka 100, na gesi kwa karibu 40. Kwa njia, nishati ya nyuklia pia ni chanzo kinachoweza kumalizika.

Kinadharia, tatizo la kutafuta nishati mbadala lilitatuliwa nyuma katika miaka ya 30 ya karne iliyopita, walipokuja na athari ya muunganisho wa thermonuclear. Kwa bahati mbaya, bado yuko nje ya udhibiti. Lakini hata ikiwa utajifunza kuidhibiti na kupokea nishati kwa idadi isiyo na kikomo, hii itasababisha kuongezeka kwa joto kwa sayari na isiyoweza kubadilika.mabadiliko ya tabianchi. Je, kuna njia ya kutoka katika hali hii?

sekta ya 3D

Bila shaka, huu ni uchunguzi wa anga. Ni muhimu kuhama kutoka sekta ya "mbili-dimensional" hadi "tatu-dimensional". Hiyo ni, tasnia zote zinazotumia nishati nyingi zinahitaji kuhamishwa kutoka kwa uso wa Dunia hadi angani. Lakini kwa sasa haiwezekani kiuchumi kufanya hivyo. Gharama ya nishati hiyo itakuwa mara 200 zaidi ya umeme unaozalishwa na joto duniani. Zaidi ya hayo, sindano kubwa za fedha zitahitaji ujenzi wa vituo vikubwa vya orbital. Kwa ujumla, tunahitaji kusubiri hadi ubinadamu upitie hatua zinazofuata za uchunguzi wa anga, wakati teknolojia itaboreshwa na gharama ya vifaa vya ujenzi kupungua.

24/7 jua

Katika historia ya sayari, watu wametumia mwanga wa jua. Walakini, hitaji lake sio tu wakati wa mchana. Usiku, inahitajika muda mrefu zaidi: kuangazia maeneo ya ujenzi, mitaa, mashamba wakati wa kazi ya kilimo (kupanda, kuvuna), nk. Na katika Kaskazini ya Mbali, Jua halionekani angani kabisa kwa muda wa miezi sita. Je, inawezekana kuongeza saa za mchana? Je, ni kweli jinsi gani uumbaji wa jua bandia? Maendeleo ya leo katika uchunguzi wa anga yanaifanya kazi hii iwezekane kabisa. Inatosha tu kuweka kifaa sahihi katika obiti ya sayari ili kuakisi mwanga kwa Dunia. Wakati huo huo, ukubwa wake unaweza kubadilishwa.

Nani alivumbua kiakisi?

Inaweza kusemwa kwamba historia ya uchunguzi wa anga nchini Ujerumani ilianza na wazo la kuunda viakisi vya nje ya nchi, lililopendekezwa na mhandisi wa Ujerumani Hermann. Oberth mnamo 1929. Maendeleo yake zaidi yanaweza kupatikana kwa kazi ya mwanasayansi Eric Kraft kutoka USA. Sasa Wamarekani wako karibu zaidi kuliko hapo awali katika utekelezaji wa mradi huu.

Kimuundo, kiakisi ni fremu ambayo juu yake filamu ya polimeri ya metali imenyoshwa, inayoakisi mnururisho wa jua. Mwelekeo wa mtiririko wa mwanga utatekelezwa ama kwa amri kutoka kwa Dunia, au moja kwa moja, kulingana na programu iliyopangwa mapema.

Utekelezaji wa mradi

Marekani inapiga hatua kubwa katika uchunguzi wa anga na imekaribia kutekeleza mradi huu. Sasa wataalamu wa Marekani wanachunguza uwezekano wa kuweka satelaiti zinazofaa katika obiti. Watakuwa iko moja kwa moja juu ya Amerika Kaskazini. Vioo 16 vya kuakisi vilivyosakinishwa vitaongeza muda wa mchana kwa saa 2. Viakisi viwili vimepangwa kutumwa Alaska, ambayo itaongeza saa za mchana huko kwa kama saa 3. Ukitumia satelaiti za kiakisi kupanua siku katika miji mikubwa, hii itawapa mwanga wa hali ya juu na usio na kivuli wa barabara, barabara kuu, maeneo ya ujenzi, ambayo bila shaka ni ya manufaa kwa mtazamo wa kiuchumi.

Reflectors nchini Urusi

Kwa mfano, ikiwa miji mitano yenye ukubwa sawa na Moscow itaangaziwa kutoka angani, basi kutokana na kuokoa nishati, gharama zitalipa baada ya miaka 4-5. Zaidi ya hayo, mfumo wa satelaiti za kuakisi unaweza kubadili kundi lingine la miji bila gharama zozote za ziada. Na hewa itakaswaje ikiwa nishati haitoi kutoka kwa mitambo ya nguvu ya mafusho, lakini kutoka kwa nafasinafasi! Kikwazo pekee cha utekelezaji wa mradi huu katika nchi yetu ni ukosefu wa fedha. Kwa hivyo, uchunguzi wa anga za juu unaofanywa na Urusi hauendi haraka jinsi inavyopenda.

Mimea ya Nje

Imekuwa zaidi ya miaka 300 tangu E. Torricelli agundue ombwe hilo. Hii ilichukua jukumu kubwa katika maendeleo ya teknolojia. Baada ya yote, bila kuelewa fizikia ya utupu, haitawezekana kuunda ama umeme au injini za mwako ndani. Lakini yote haya yanatumika kwa tasnia ya Dunia. Ni ngumu kufikiria ni fursa gani utupu utatoa katika suala kama utafutaji wa nafasi. Kwanini galaksi isihudumie watu kwa kujenga viwanda huko? Watakuwa katika mazingira tofauti kabisa, katika hali ya utupu, joto la chini, vyanzo vikali vya mionzi ya jua na kutokuwa na uzito.

Sasa ni vigumu kutambua faida zote za mambo haya, lakini tunaweza kusema kwa ujasiri kwamba matarajio ya ajabu yanafunguliwa na mada "Uchunguzi wa nafasi kupitia ujenzi wa viwanda vya nje" inakuwa muhimu zaidi kuliko hapo awali.. Ikiwa mionzi ya Jua imejilimbikizia kioo cha kimfano, basi sehemu zilizotengenezwa na aloi za titani, chuma cha pua, nk zinaweza kuunganishwa. Wakati metali inayeyuka katika hali ya ardhi, uchafu huingia ndani yao. Na teknolojia inazidi kuhitaji vifaa vya hali ya juu. Jinsi ya kupata yao? Unaweza "kusimamisha" chuma kwenye uwanja wa sumaku. Ikiwa wingi wake ni mdogo, basi shamba hili litashikilia. Katika hali hii, chuma kinaweza kuyeyuka kwa kupitisha mkondo wa masafa ya juu.

Katika kutokuwa na uzito, nyenzo za uzito na saizi yoyote zinaweza kuyeyushwa. Haihitajikihakuna molds, hakuna crucibles kwa kutupwa. Pia, hakuna haja ya kusaga na polishing inayofuata. Na vifaa vitayeyuka ama katika tanuu za kawaida au za jua. Katika hali ya utupu, "kulehemu baridi" kunaweza kufanywa: nyuso za chuma zilizosafishwa vizuri na zinazolingana huunda viungo vikali sana.

Katika hali ya nchi kavu, haitawezekana kutengeneza fuwele kubwa za semicondukta bila kasoro, ambazo hupunguza ubora wa seketi ndogo na vifaa vilivyotengenezwa kutoka kwao. Shukrani kwa kutokuwa na uzito na utupu, itawezekana kupata fuwele zenye sifa zinazohitajika.

Majaribio ya kutekeleza mawazo

Hatua za kwanza katika utekelezaji wa mawazo haya zilichukuliwa katika miaka ya 80, wakati uchunguzi wa nafasi katika USSR ulikuwa ukiendelea. Mnamo 1985, wahandisi walizindua satelaiti kwenye obiti. Wiki mbili baadaye, aliwasilisha sampuli za nyenzo duniani. Uzinduzi kama huo umekuwa utamaduni wa kila mwaka.

Katika mwaka huo huo, mradi wa "Teknolojia" uliendelezwa katika NPO "Salyut". Ilipangwa kujenga chombo cha angani chenye uzito wa tani 20 na mtambo wa uzito wa tani 100. Kifaa hicho kilikuwa na vidonge vya ballistic, ambavyo vilipaswa kutoa bidhaa za viwandani duniani. Mradi haukuwahi kutekelezwa. Utauliza kwanini? Hili ni tatizo la kawaida la utafutaji wa nafasi - ukosefu wa fedha. Ni muhimu katika wakati wetu.

Makazi ya anga

Mwanzoni mwa karne ya 20, hadithi ya kupendeza ya K. E. Tsiolkovsky "Nje ya Dunia" ilichapishwa. Ndani yake, alielezea makazi ya kwanza ya galactic. Kwa sasa, linikuna mafanikio fulani katika uchunguzi wa anga, unaweza kuchukua utekelezaji wa mradi huu wa ajabu.

Mnamo 1974, Gerard O'Neill, profesa wa fizikia katika Chuo Kikuu cha Princeton, alianzisha na kuchapisha mradi wa kutawala galaksi. Alipendekeza kuweka makazi ya nafasi katika hatua ya ukombozi (mahali ambapo nguvu za mvuto wa Jua, Mwezi na Dunia hufuta kila mmoja). Vijiji kama hivyo vitakuwa katika sehemu moja daima.

O^'Neil anaamini kuwa mwaka wa 2074 watu wengi watahamia angani na watakuwa na rasilimali za chakula na nishati bila kikomo. Ardhi itakuwa bustani kubwa, isiyo na viwanda, ambapo unaweza kutumia likizo yako.

Model colony O^'Nile

Uvumbuzi wa angani kwa amani, profesa anapendekeza kuanza na ujenzi wa modeli yenye eneo la mita 100. Kituo hiki kinaweza kubeba hadi watu 10,000. Kazi kuu ya makazi haya ni kujenga mfano unaofuata, ambao unapaswa kuwa mara 10 zaidi. Kipenyo cha koloni inayofuata huongezeka hadi kilomita 6-7, na urefu huongezeka hadi 20.

Katika jumuiya ya wanasayansi karibu na mradi wa O^'Nile, mizozo bado haipungui. Katika makoloni anayopendekeza, msongamano wa watu ni sawa na katika miji ya nchi kavu. Na hiyo ni nyingi sana! Hasa unapozingatia kwamba mwishoni mwa wiki huwezi kutoka nje ya jiji huko. Watu wachache wanataka kupumzika katika mbuga zenye msongamano. Ni vigumu kulinganishwa na hali ya maisha duniani. Na mambo yatakuwaje na utangamano wa kisaikolojia na hamu ya kubadilisha maeneo katika nafasi hizi zilizofungwa?Je, watu watataka kuishi huko? Je, makazi ya anga yatakuwa mahali pa kuenea kwa majanga na migogoro ya kimataifa? Maswali haya yote bado yako wazi.

Hitimisho

Katika matumbo ya mfumo wa jua, kiasi kisichohesabika cha nyenzo na rasilimali za nishati huwekwa. Kwa hiyo, uchunguzi wa nafasi ya binadamu unapaswa sasa kuwa kipaumbele. Baada ya yote, ikiwa itafanikiwa, rasilimali zitakazopokelewa zitatumika kwa manufaa ya watu.

Kufikia sasa, wanaanga inapiga hatua zake za kwanza kuelekea huku. Tunaweza kusema kwamba huyu ni mtoto, lakini baada ya muda atakuwa mtu mzima. Tatizo kuu la uchunguzi wa nafasi sio ukosefu wa mawazo, lakini ukosefu wa fedha. Rasilimali kubwa ya nyenzo inahitajika. Lakini ikiwa tutawalinganisha na gharama ya silaha, basi kiasi sio kikubwa sana. Kwa mfano, punguzo la 50% la matumizi ya kijeshi duniani litaruhusu safari tatu za Mirihi katika miaka michache ijayo.

Katika wakati wetu, ubinadamu unapaswa kujazwa na wazo la umoja wa ulimwengu na kufikiria upya vipaumbele vya maendeleo. Na nafasi itakuwa ishara ya ushirikiano. Ni afadhali kujenga viwanda kwenye Mirihi na Mwezi, na hivyo kuwanufaisha watu wote, kuliko kuzidisha uwezo wa nyuklia wa kimataifa ambao tayari umechangiwa. Kuna watu ambao wanabishana kuwa uchunguzi wa anga unaweza kungoja. Wanasayansi huwajibu hivi: “Kwa kweli, labda, kwa sababu ulimwengu utakuwepo milele, lakini sisi, kwa bahati mbaya, hatutakuwepo.”