Lidstvo nedávno vstoupilo na prahu třetího tisíciletí. Co nás v budoucnu čeká? Určitě bude existovat mnoho problémů vyžadujících závazná řešení. Podle vědců dosáhne v roce 2050 počet obyvatel Země 11 miliard lidí. Navíc 94% růstu bude v rozvojových zemích a pouze 6% v průmyslových zemích. Vědci se navíc naučili zpomalovat proces stárnutí, což výrazně zvyšuje délku života.
To vede k novému problému - nedostatku potravin. V současné době hladoví asi půl miliardy lidí. Z tohoto důvodu zemře každý rok asi 50 milionů lidí. Aby bylo možné nakrmit 11 miliard, bude nutné zvýšit produkci potravin 10krát. Kromě toho bude zapotřebí energie k zajištění života všech těchto lidí. A to vede ke zvýšení výroby paliv a surovin. Vydrží planeta takové zatížení?
Nezapomeňte na znečištění životního prostředí. Se zvyšující se produkcí se nejen vyčerpávají zdroje, ale mění se i klima planety. Stroje, elektrárny, továrny emitují do atmosféry tolik oxidu uhličitého, že skleníkový efekt je hned za rohem. Se zvyšováním teploty na Zemi začne tání ledovců a zvyšování hladiny vody v oceánech. To vše negativně ovlivní životní podmínky lidí. Může dokonce vést ke katastrofě.
Tyto problémy pomohou vyřešit průzkum vesmíru. Zamyslete se sami. Tam bude možné přesouvat rostliny, zkoumat Mars, Měsíc a získávat zdroje a energii. A všechno bude stejné jako ve filmech a na stránkách sci-fi.
Energie z vesmíru
Nyní se 90% veškeré pozemské energie získává spalováním paliva v domácích kamenech, motorech automobilů a kotlích elektráren. Každých 20 let se spotřeba energie zdvojnásobí. Kolik přírodních zdrojů bude stačit k uspokojení našich potřeb?
Například stejný olej? Podle vědců to skončí za tolik let, kolik má historie kosmického průzkumu, tj. V 50. Uhlí je dost 100 let a plyn asi 40 let. Mimochodem, atomová energie je také vyčerpatelným zdrojem.
Teoreticky byl problém nalezení alternativní energie vyřešen ve 30. letech minulého století, kdy vynalezly fúzní reakci. Bohužel je stále nekontrolovatelná. Ale i když se to naučíte ovládat a přijímat energii v neomezeném množství, povede to k přehřátí planety a nevratným změnám klimatu. Existuje cesta ven z této situace?
3D průmysl
To je samozřejmě průzkum vesmíru. Je nutné přejít od „dvourozměrného“ průmyslu k „trojrozměrnému“ průmyslu. To znamená, že veškerá energeticky náročná výroba musí být přenesena z povrchu Země do vesmíru. V současné době je to však ekonomicky nevýhodné. Náklady na takovou energii budou 200krát vyšší než elektřina přijímaná teplem na Zemi. Navíc, obrovské finanční injekce budou vyžadovat výstavbu velkých orbitálních stanic. Obecně platí, že musíte počkat, až lidstvo projde dalšími fázemi průzkumu vesmíru, až se zlepší technologie a sníží se náklady na stavební materiály.
Nepřetržitě slunce
V celé historii planety lidé využívali sluneční světlo. Potřeba to však není jen ve dne. V noci to trvá mnohem déle: osvětlit staveniště, ulice, pole během zemědělské práce (setí, sklizeň) atd. A na Dálném severu se Slunce neobjeví na horizontu vůbec šest měsíců. Je možné zvýšit denní dobu? Jak realistické je vytvoření umělého slunce? Dnešní úspěchy ve výzkumu vesmíru činí tento úkol docela proveditelným. Stačí umístit na oběžné dráze planety vhodné zařízení, které odráží světlo na Zemi. Současně lze změnit jeho intenzitu.
Kdo vymyslel reflektor?
Dá se říci, že historie výzkumu vesmíru v Německu začala myšlenkou vytvoření mimozemských reflektorů, kterou navrhl německý inženýr Hermann Obert v roce 1929. Jeho další vývoj lze vysledovat na dílech vědce Eric Kraft z USA. Američané jsou nyní k tomuto projektu blíž.
Strukturálně je reflektor rám, na kterém je natahován polymerizovaný metalizovaný film, odrážející sluneční záření. Směr světelného toku bude prováděn buď příkazy Země, nebo automaticky podle předdefinovaného programu.
Realizace projektu
Spojené státy dosáhly významného pokroku ve výzkumu vesmíru a přiblížily se realizaci tohoto projektu. Američtí experti nyní zkoumají možnost umístění odpovídajících družic na oběžné dráze. Budou umístěny přímo nad Severní Amerikou. 16 instalovaných zrcátek prodlouží denní hodiny o 2 hodiny. Dva reflektory plánují směřovat na Aljašku, která tam zvýší denní hodiny až o 3 hodiny. Používáte-li reflektorové satelity k prodloužení dne v megacitách, poskytne jim to vysoce kvalitní a stínové osvětlení ulic, dálnic, staveniště, což je samozřejmě ekonomicky výhodné.
Reflektory v Rusku
Například, pokud osvětlíte pět měst z vesmíru, která jsou stejně velká jako Moskva, kvůli úsporám energie, náklady se vyplatí přibližně za 4-5 let. Systém satelitních reflektorů se navíc může přepnout do jiné skupiny měst bez jakýchkoli dodatečných nákladů. A jak bude vzduch čištěn, pokud energie nepochází z nejmenších elektráren, ale z vesmíru! Jedinou překážkou realizace tohoto projektu v naší zemi je nedostatek finančních prostředků. Proto průzkum vesmíru Ruskem nejde tak rychle, jak jsme chtěli.
Mimozemské továrny
Od objevení vakua E. Torricelli uplynulo více než 300 let. To hrálo obrovskou roli ve vývoji technologie. Bez pochopení fyziky vakua by bylo skutečně nemožné vytvořit buď elektroniku, nebo spalovací motory. Ale to vše platí pro průmysl na Zemi. Je obtížné si představit, jaké příležitosti poskytne vakuum v záležitostech, jako je průzkum vesmíru. Proč nechat galaxii sloužit lidem tím, že tam staví továrny? Budou ve zcela jiném prostředí, ve vakuu, nízkých teplotách, silných zdrojích slunečního záření a nulové gravitaci.
Nyní je obtížné si uvědomit všechny výhody těchto faktorů, ale lze s jistotou říci, že se otevírají fantastické vyhlídky a téma „Průzkum vesmíru budováním mimozemských rostlin“ je stále důležitější než kdy jindy. Pokud koncentrujete sluneční paprsky parabolickým zrcadlem, můžete svařovat části ze slitin titanu, nerezové oceli atd. Při tavení kovů v suchozemských podmínkách se do nich dostávají nečistoty. A technologie stále více potřebuje ultračisté materiály. Jak je získat? Můžete "pozastavit" kov v magnetickém poli. Pokud je jeho hmotnost malá, toto pole si ji ponechá. V tomto případě může být kov roztaven průchodem vysokofrekvenčního proudu skrz něj.
Při nulové gravitaci je možné roztavit materiály jakékoli hmoty a velikosti. Nejsou zapotřebí žádné formy ani lití kelímků. Rovněž není potřeba následné broušení a leštění. A materiály budou roztaveny buď v konvenčních nebo v solárních pecích. Ve vakuu je možné provádět „svařování za studena“: dobře očištěné a vzájemně připevněné kovové povrchy vytvářejí velmi silné spoje.
V terestrických podmínkách nebude možné vyrábět velké polovodičové krystaly bez vad, které snižují kvalitu mikroobvodů a zařízení z nich vyrobených. Díky nulové gravitaci a vakuu bude možné získat krystaly s požadovanými vlastnostmi.
Pokusy o realizaci nápadů
První kroky k realizaci těchto myšlenek byly učiněny v 80. letech, kdy byl průzkum vesmíru v SSSR v plném proudu. V roce 1985, inženýři vypustili satelit na orbitu. O dva týdny později vydal na Zemi vzorky materiálů. Takové uvedení na trh se stalo každoroční tradicí.
Ve stejném roce vyvinula nevládní organizace Salyut technologický projekt. Bylo plánováno postavit kosmickou loď o hmotnosti 20 tun a závod o hmotnosti 100 tun. Přístroj byl vybaven balistickými kapslemi, které měly dodávat vyráběné výrobky na Zemi. Projekt nebyl nikdy realizován. Ptáte se: proč? Jedná se o standardní problém s průzkumem vesmíru - nedostatek finančních prostředků. Je to v naší době relevantní.
Vesmírné osady
Na začátku 20. století vyšel fantastický román K. E. Tsiolkovského „Beyond the Earth“. V ní popsal první galaktická sídliště. V okamžiku, kdy již existují určité úspěchy ve výzkumu vesmíru, můžete začít s realizací tohoto fantastického projektu.
V roce 1974 Gerard O'Neill, profesor fyziky na Princetonské univerzitě, vyvinul a zveřejnil projekt kolonizace galaxie. Navrhl umístit kosmická sídliště na místo liberalizace (místo, kde se gravitační síly Slunce, Měsíce a Země navzájem ruší). Takové vesnice budou vždy na jednom místě.
O'Neill věří, že v roce 2074 se většina lidí přesune do vesmíru a bude mít neomezené zdroje potravin a energie. Země se stane obrovským parkem bez průmyslu, kde můžete strávit svou dovolenou.
Kolonie Model O'Neill
Profesor navrhuje zahájit mírové zkoumání vesmíru konstrukcí modelu s poloměrem 100 metrů. V takové struktuře se může ubytovat asi 10 tisíc lidí. Hlavním úkolem této osady je vybudovat další model, který by měl být desetkrát větší. Průměr další kolonie se zvýší na 6-7 kilometrů a délka se zvýší na 20.
Vědecká komunita kolem projektu O'Neill se dosud neztratila. V koloniích, které nabízí, je hustota obyvatelstva přibližně stejná jako v pozemských městech. A to je docela dost! Zvlášť když si uvědomíte, že o víkendech se nemůžete dostat z města. V blízkých parcích chce jen málo lidí odpočinout. Sotva ji lze srovnat s životními podmínkami na Zemi. A jak v těchto uzavřených prostorech budou věci s psychologickou kompatibilitou a touhou po změně místa? Budou tam lidé chtít žít? Stanou se vesmírné osady místem šíření globálních katastrof a konfliktů? Všechny tyto otázky zatím zůstávají otevřené.
