في الآونة الأخيرة ، دخلت البشرية عتبة الألفية الثالثة. ماذا ينتظرنا في المستقبل؟ بالتأكيد ستكون هناك العديد من المشاكل التي تتطلب حلولاً ملزمة. وفقا للعلماء ، في عام 2050 سيصل عدد سكان الأرض إلى 11 مليار نسمة. علاوة على ذلك ، فإن 94٪ من النمو سيكون في الدول النامية و 6٪ فقط في الدول الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، تعلم العلماء إبطاء عملية الشيخوخة ، مما يزيد بشكل كبير من متوسط العمر المتوقع.
هذا يؤدي إلى مشكلة جديدة - نقص الغذاء. في الوقت الحالي ، يعاني حوالي نصف مليار شخص من الجوع. لهذا السبب ، يموت حوالي 50 مليون شخص كل عام. لإطعام 11 مليار نسمة ، سيكون من الضروري زيادة إنتاج الغذاء 10 مرات. بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى الطاقة لضمان حياة جميع هؤلاء الناس. وهذا يؤدي إلى زيادة في إنتاج الوقود والمواد الخام. هل سيتحمل الكوكب مثل هذا الحمل؟
حسنًا ، لا تنس التلوث البيئي. مع زيادة معدلات الإنتاج ، لا يتم استنفاد الموارد فحسب ، بل يتغير مناخ الكوكب أيضًا. تطلق الآلات ومحطات الطاقة والمصانع الكثير من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بحيث يكون تأثير الدفيئة قاب قوسين أو أدنى. مع زيادة درجة الحرارة على الأرض ، سيبدأ ذوبان الأنهار الجليدية وزيادة مستوى المياه في المحيطات. كل هذا سيؤثر بشكل سلبي على الظروف المعيشية للناس. يمكن أن يؤدي حتى إلى كارثة.
ستساعد هذه المشاكل في حل استكشاف الفضاء. فكر بنفسك. هناك ، سيكون من الممكن نقل النباتات واستكشاف المريخ والقمر واستخراج الموارد والطاقة. وكل شيء سيكون كما هو الحال في الأفلام وعلى صفحات أعمال الخيال العلمي.
الطاقة من الفضاء
يتم الآن الحصول على 90٪ من الطاقة الأرضية عن طريق حرق الوقود في المواقد المنزلية ومحركات السيارات والمراجل لمحطات الطاقة. يتضاعف استهلاك الطاقة كل 20 عامًا. كم من الموارد الطبيعية ستكون كافية لتلبية احتياجاتنا؟
على سبيل المثال ، نفس الزيت؟ وفقا للعلماء ، سينتهي في غضون سنوات عديدة مثل تاريخ استكشاف الفضاء ، أي في 50. الفحم يكفي لمدة 100 سنة والغاز لحوالي 40. بالمناسبة ، الطاقة الذرية هي أيضا مصدر قابل للاستنفاد.
من الناحية النظرية ، تم حل مشكلة إيجاد الطاقة البديلة مرة أخرى في الثلاثينيات من القرن الماضي ، عندما اخترعوا تفاعل الاندماج. لسوء الحظ ، لا تزال لا يمكن السيطرة عليها. ولكن حتى لو تعلمت السيطرة عليها وتلقي الطاقة بكميات غير محدودة ، فسيؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب وتغير المناخ الذي لا رجعة فيه. هل هناك مخرج من هذا الوضع؟
صناعة ثلاثية الأبعاد
بالطبع ، هذا هو استكشاف الفضاء. من الضروري الانتقال من صناعة "ثنائية الأبعاد" إلى صناعة "ثلاثية الأبعاد". أي أن كل إنتاج كثيف الطاقة يجب أن ينتقل من سطح الأرض إلى الفضاء. ولكن في الوقت الحالي ، يعد القيام بذلك أمرًا غير مواتٍ اقتصاديًا. ستكون تكلفة هذه الطاقة أعلى 200 مرة من الكهرباء التي تستقبلها الحرارة على الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، سيتطلب الحقن النقدية الضخمة بناء محطات مدارية كبيرة. بشكل عام ، تحتاج إلى الانتظار حتى تمر البشرية بالمراحل التالية لاستكشاف الفضاء ، عندما يتم تحسين التكنولوجيا وستنخفض تكلفة مواد البناء.
على مدار الساعة
طوال تاريخ الكوكب ، كان الناس يستخدمون ضوء الشمس. ومع ذلك ، فإن الحاجة إليها ليست فقط في وضح النهار. في الليل ، يستغرق الأمر وقتًا أطول: لإضاءة مواقع البناء والشوارع والحقول أثناء العمل الزراعي (البذر والحصاد) ، إلخ. وفي أقصى الشمال ، لا تظهر الشمس في الأفق لمدة ستة أشهر على الإطلاق. هل من الممكن زيادة ساعات النهار؟ ما مدى واقعية إنشاء الشمس الاصطناعية؟ نجاحات اليوم في استكشاف الفضاء تجعل هذه المهمة مجدية إلى حد كبير. يكفي وضع جهاز مناسب على مدار الكوكب ليعكس الضوء على الأرض. في نفس الوقت ، يمكن تغيير شدته.
من اخترع العاكس؟
يمكننا القول أن تاريخ استكشاف الفضاء في ألمانيا بدأ بفكرة إنشاء عاكسات خارج الأرض ، اقترحها المهندس الألماني هيرمان أوبرت في عام 1929. يمكن تتبع تطورها الإضافي إلى أعمال العالم Eric Kraft من الولايات المتحدة الأمريكية. الأمريكيون الآن أقرب من أي وقت مضى لهذا المشروع.
من الناحية الهيكلية ، يكون العاكس عبارة عن إطار يتم من خلاله تمدد فيلم بوليمر معدني ، مما يعكس إشعاع الشمس. سيتم تنفيذ اتجاه تدفق الضوء إما عن طريق أوامر من الأرض ، أو تلقائيًا ، وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا.
تنفيذ المشروع
تحرز الولايات المتحدة تقدماً جدياً في استكشاف الفضاء وقد اقتربت من تحقيق هذا المشروع. يستكشف الخبراء الأمريكيون الآن إمكانية وضع الأقمار الصناعية المقابلة في المدار. سوف تكون موجودة مباشرة فوق أمريكا الشمالية. ستقوم 16 مرآة عاكسة مركبة بتمديد ساعات النهار بمقدار ساعتين. يخطط عاكسان للتوجيه إلى ألاسكا ، مما سيزيد ساعات النهار هناك بما يصل إلى 3 ساعات. إذا كنت تستخدم الأقمار الصناعية العاكسة لتمديد اليوم في المدن الضخمة ، فإن ذلك سيوفر لها إضاءة عالية الجودة وخالية من الظل للشوارع والطرق السريعة ومواقع البناء ، مما لا شك فيه أنه مفيد اقتصاديًا.
عاكسات في روسيا
على سبيل المثال ، إذا كنت تضيء خمس مدن من الفضاء ، وهي متساوية في الحجم مع موسكو ، بسبب توفير الطاقة ، فإن التكاليف ستؤتي ثمارها في حوالي 4-5 سنوات. علاوة على ذلك ، يمكن لنظام عاكس الأقمار الصناعية التحول إلى مجموعة أخرى من المدن دون أي تكاليف إضافية. وكيف سيتم تنظيف الهواء إذا لم تأت الطاقة من أصغر محطات الطاقة ، ولكن من الفضاء الخارجي! العائق الوحيد أمام تنفيذ هذا المشروع في بلادنا هو نقص التمويل. لذلك ، فإن استكشاف الفضاء من قبل روسيا لن يسير بالسرعة التي أردناها.
مصانع خارج كوكب الأرض
لقد مر أكثر من 300 عام منذ اكتشاف فراغ E. Torricelli. لعب هذا دورا كبيرا في تطوير التكنولوجيا. في الواقع ، بدون فهم فيزياء الفراغ ، سيكون من المستحيل إنشاء إما إلكترونيات أو محركات احتراق داخلي. لكن كل هذا ينطبق على الصناعة على الأرض. من الصعب تخيل الفرص التي سيوفرها الفراغ في مسألة مثل استكشاف الفضاء. لماذا لا نجعل المجرة تخدم الناس ببناء المصانع هناك؟ ستكون في بيئة مختلفة تمامًا ، تحت فراغ ، ودرجات حرارة منخفضة ، ومصادر قوية للإشعاع الشمسي وعدم الجاذبية.
من الصعب الآن إدراك جميع مزايا هذه العوامل ، ولكن من الآمن أن نقول أن آفاقًا رائعة تفتح ، وأن موضوع "استكشاف الفضاء من خلال بناء نباتات خارج الأرض" أصبح أكثر ملاءمة من أي وقت مضى. إذا ركزت أشعة الشمس بمرآة مكافئة ، فيمكنك لحام أجزاء من سبائك التيتانيوم ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، وما إلى ذلك. عند صهر المعادن في الظروف الأرضية ، تدخل الشوائب فيها. وتحتاج التكنولوجيا بشكل متزايد إلى مواد فائقة النقاء. كيف تحصل عليها؟ يمكنك "تعليق" المعدن في مجال مغناطيسي. إذا كانت كتلته صغيرة ، فإن هذا المجال سيحتفظ بها. في هذه الحالة ، يمكن صهر المعدن بتمرير تيار عالي التردد من خلاله.
في الجاذبية الصفرية ، من الممكن إذابة المواد من أي كتلة وحجم. ليست هناك حاجة إلى قوالب أو صب البوتقات. ليست هناك حاجة أيضًا لطحن وتلميع لاحق. وستصهر المواد إما في الأفران التقليدية أو في الأفران الشمسية. في ظل ظروف التفريغ ، من الممكن تنفيذ "اللحام البارد": حيث يتم تنظيفها جيدًا وتثبيتها على الأسطح المعدنية الأخرى لتشكل مفاصل قوية جدًا.
في الظروف الأرضية ، لن يكون من الممكن صنع بلورات أشباه الموصلات الكبيرة دون عيوب ، مما يقلل من جودة الدوائر الدقيقة والأجهزة المصنوعة منها. بفضل انعدام الجاذبية والفراغ ، سيكون من الممكن الحصول على بلورات بالخصائص المطلوبة.
محاولات تنفيذ الأفكار
تم اتخاذ الخطوات الأولى في تنفيذ هذه الأفكار في الثمانينيات ، عندما كان استكشاف الفضاء في الاتحاد السوفييتي على قدم وساق. في عام 1985 ، أطلق المهندسون قمرًا صناعيًا إلى المدار. بعد أسبوعين ، سلم عينات من المواد إلى الأرض. أصبحت عمليات الإطلاق هذه تقليدًا سنويًا.
في العام نفسه ، قامت منظمة ساليوت غير الحكومية بتطوير مشروع التكنولوجيا. كان من المخطط بناء مركبة فضائية تزن 20 طنًا ومصنعًا يزن 100 طن. تم تجهيز الجهاز بكبسولات باليستية ، كان من المفترض أن تسلم المنتجات المصنعة إلى الأرض. لم يتم تنفيذ المشروع أبداً. تسأل: لماذا؟ هذه مشكلة استكشاف الفضاء القياسية - نقص التمويل. إنها ذات صلة في عصرنا.
المستوطنات الفضائية
في بداية القرن العشرين ، تم نشر رواية رائعة كتبها K. E. Tsiolkovsky "ما وراء الأرض". في ذلك ، وصف مستوطنات المجرة الأولى. في الوقت الحالي ، عندما تكون هناك بالفعل بعض الإنجازات في استكشاف الفضاء ، يمكنك البدء في تنفيذ هذا المشروع الرائع.
في عام 1974 ، قام جيرارد أونيل ، أستاذ الفيزياء في جامعة برينستون ، بتطوير ونشر مشروع لاستعمار المجرة. واقترح وضع مستوطنات فضائية عند نقطة المعايرة (مكان حيث تقوم قوى جاذبية الشمس والقمر والأرض بإلغاء بعضها البعض). ستكون هذه القرى دائمًا في مكان واحد.
يعتقد أونيل أنه في عام 2074 سينتقل معظم الناس إلى الفضاء وسيكون لديهم موارد غير محدودة من الغذاء والطاقة. ستصبح الأرض متنزهًا ضخمًا خاليًا من الصناعة ، حيث يمكنك قضاء عطلتك.
مستعمرة نموذج أونيل
يقترح الأستاذ بدء استكشاف الفضاء سلميا ببناء نموذج يبلغ نصف قطره 100 متر. في مثل هذا الهيكل يمكن أن يستوعب حوالي 10 آلاف شخص. المهمة الرئيسية لهذه التسوية هي بناء النموذج التالي ، الذي يجب أن يكون أكبر بعشر مرات. يبلغ قطر المستعمرة التالية 6-7 كيلومترات ، ويزيد الطول إلى 20.
المجتمع العلمي حول مشروع أونيل لم يهدأ بعد. في المستعمرات التي يقدمها ، الكثافة السكانية هي نفسها كما في المدن الأرضية. وهذا كثير جدا! خاصة عندما تفكر في أنه في عطلة نهاية الأسبوع لا يمكنك الخروج من المدينة. في الحدائق القريبة ، قليل من الناس يريدون الاسترخاء. بالكاد يمكن مقارنتها بظروف المعيشة على الأرض. وكيف ستكون الأمور في هذه المساحات المغلقة مع التوافق النفسي والشغف لتغيير المكان؟ هل يريد الناس العيش هناك؟ هل ستصبح المستوطنات الفضائية أماكن لنشر الكوارث والصراعات العالمية؟ كل هذه الأسئلة لا تزال مفتوحة حتى الآن.
