Hiljuti on inimkond jõudnud kolmanda aastatuhande künnisele. Mis meid tulevikus ootab? Kindlasti on siduvaid lahendusi vajavaid palju probleeme. Teadlaste sõnul ulatub Maa elanike arv 2050. aastal 11 miljardi inimeseni. Lisaks toimub 94% majanduskasvust arengumaades ja ainult 6% tööstusriikides. Lisaks on teadlased õppinud vananemisprotsessi aeglustama, mis pikendab märkimisväärselt eeldatavat eluiga.
See toob kaasa uue probleemi - toidupuuduse. Praegu nälgib umbes pool miljardit inimest. Sel põhjusel sureb igal aastal umbes 50 miljonit inimest. 11 miljardi toitmiseks on vaja suurendada toidu tootmist kümme korda. Lisaks on kõigi nende inimeste elu tagamiseks vaja energiat. Ja see toob kaasa kütuse ja tooraine tootmise suurenemise. Kas planeet talub sellist koormust?
Noh, ärge unustage keskkonna saastamist. Suurenevate tootmismahtude tõttu ei kao ressursid mitte ainult ka planeedi kliima. Masinad, elektrijaamad, tehased eraldavad atmosfääri nii palju süsihappegaasi, et kasvuhooneefekt on kohe nurga taga. Temperatuuri tõusuga Maal algab liustike sulamine ja veetaseme tõus ookeanides. Kõik see mõjutab kõige negatiivsemalt inimeste elutingimusi. See võib viia isegi katastroofini.
Need probleemid aitavad lahendada kosmoseuuringuid. Mõelge ise. Seal on võimalik taimi teisaldada, uurida Marsi, Kuud ning ammutada ressursse ja energiat. Ja kõik saab olema samamoodi nagu filmides ja ulmeteoste lehekülgedel.
Energia kosmosest
Nüüd saadakse 90% kogu maisest energiast kütuse põletamisel koduahjudes, automootorites ja elektrijaamade kateldes. Iga 20 aasta tagant kahekordistub energiatarbimine. Kui palju loodusvarasid meie vajaduste rahuldamiseks piisab?
Näiteks sama õli? Teadlaste sõnul lõppeb see sama palju aastaid kui kosmoseuuringute ajalugu, see tähendab 50. Söest piisab 100 aastaks ja gaasist umbes 40. Muide, ka aatomienergia on ammendav allikas.
Teoreetiliselt lahendati alternatiivse energia leidmise probleem juba eelmise sajandi 30. aastatel, kui nad leiutasid termotuumareaktsiooni. Kahjuks on ta endiselt kontrollimatu. Kuid isegi kui õpid seda kontrollima ja energiat piiramatutes kogustes vastu võtma, põhjustab see planeedi ülekuumenemist ja pöördumatuid kliimamuutusi. Kas sellest olukorrast on väljapääs?
3D-tööstus
Muidugi on see kosmoseuuring. On vaja liikuda „kahemõõtmelise“ tööstuse juurest „kolmemõõtmelise“ tööstusele. See tähendab, et kogu energiamahukas tootmine tuleb viia Maa pinnalt kosmosesse. Kuid praegu on selle tegemine majanduslikult ebasoodne. Sellise energia maksumus on 200 korda suurem kui Maa soojuse poolt vastuvõetav elektrienergia. Lisaks nõuavad suured rahasüstid suurte orbitaaljaamade ehitamist. Üldiselt peate ootama, kuni inimkond läbib kosmoseuuringute järgmised etapid, kui tehnoloogiat täiustatakse ja ehitusmaterjalide kulud vähenevad.
Ööpäevaringselt päike
Kogu planeedi ajaloo vältel on inimesed kasutanud päikesevalgust. Vajadus selle järele pole aga ainult päevasel ajal. Öösel võtab see palju kauem aega: ehitustööplatside, tänavate, põldude valgustamiseks põllumajandustööde ajal (külv, koristamine) jne. Ja Kaug-Põhjas ei paista Päike silmapiiril kuue kuu jooksul üldse. Kas on võimalik päevavalgustunde suurendada? Kui realistlik on kunstliku päikese loomine? Tänapäevased kosmoseuuringute edusammud muudavad selle ülesande üsna teostatavaks. Piisab, kui asetada planeedi orbiidile sobiv seade, et see peegeldaks valgust Maal. Samal ajal saab selle intensiivsust muuta.
Kes leiutas helkuri?
Võib öelda, et kosmoseuuringute ajalugu Saksamaal sai alguse maaväliste helkurite loomise ideest, mille pakkus välja saksa insener Hermann Obert 1929. aastal. Selle edasist arengut saab jälgida USA teadlase Eric Krafti töödest. Nüüd on ameeriklased sellele projektile lähemal kui kunagi varem.
Struktuurselt on helkuriks raam, millele venitatakse polümeermetalliga kile, mis peegeldab päikesekiirgust. Valgusvoo suund viiakse läbi kas käskude abil Maalt või automaatselt vastavalt eelnevalt kindlaksmääratud programmile.
Projekti elluviimine
Ameerika Ühendriigid teevad kosmoseuuringutes tõsiseid edusamme ja on selle projekti realiseerimisele lähedale jõudnud. Nüüd uurivad Ameerika eksperdid võimalust paigutada vastavad satelliidid orbiidile. Need asuvad otse Põhja-Ameerika kohal. 16 paigaldatud peegelpeeglit pikendavad päevavalgustunde 2 tunni võrra. Kaks helkurit plaanib suunata Alaskale, mis suurendab seal päevavalgustundi koguni 3 tunni võrra. Kui kasutate päeva suurendamiseks megalinnades peegelsatelliite, tagab see neile tänavate, maanteede ja ehitusobjektide kvaliteetse ja varjudeta valguse, mis on muidugi majanduslikult kasulik.
Helkurid Venemaal
Näiteks kui valgustate kosmosest viit linna, mis on energiasäästu tõttu Moskvaga võrdsed, tasuvad kulud ära umbes 4-5 aasta pärast. Veelgi enam, satelliitpeegeldussüsteem saab ilma lisakuludeta üle minna teisele linnagrupile. Ja kuidas puhastatakse õhk, kui energia ei pärine väikseimatest elektrijaamadest, vaid kosmosest! Ainus takistus selle projekti rakendamisel meie riigis on rahastuse puudus. Seetõttu ei lähe Venemaa kosmoseuuringutega nii kiiresti, kui me tahtsime.
Maavälised tehased
E. Torricelli vaakumi avastamisest on möödunud üle 300 aasta. See mängis tehnoloogia arengus tohutut rolli. Tõepoolest, ilma vaakumi füüsikast aru saamata oleks võimatu luua ei elektroonikat ega sisepõlemismootoreid. Kuid kõik see kehtib Maa tööstuse kohta. Raske on ette kujutada, milliseid võimalusi vaakum pakub sellises küsimuses nagu kosmoseuuringud. Miks mitte panna galaktika inimesi teenima, ehitades sinna vabrikuid? Need asuvad täiesti teises keskkonnas, vaakumis, madalatel temperatuuridel, võimsatel päikesekiirguse allikatel ja nullgravitatsioonil.
Nüüd on nende tegurite kõiki eeliseid keeruline mõista, kuid võib kindlalt öelda, et avanevad fantastilised väljavaated ja teema “Kosmoseuuringud maapealsete taimede ehitamise kaudu” on muutumas aktuaalsemaks kui kunagi varem. Kui kontsentreerite päikesekiiri paraboolse peegli abil, võite keevitada titaanisulamitest, roostevabast terasest jne valmistatud osi. Kui sulatada metalli maapealsetes tingimustes, satuvad sinna lisandid. Ja tehnoloogia vajab üha enam ülipuhtaid materjale. Kuidas neid saada? Võite metalli "peatada" magnetväljas. Kui selle mass on väike, hoiab see väli seda. Sel juhul saab metalli sulatada, läbides selle kaudu kõrgsagedusvoolu.
Nullgravitatsiooni korral on võimalik sulatada mis tahes massi ja suurusega materjale. Vorme ega tiigleid pole vaja valada. Samuti pole vaja järgnevat lihvimist ja poleerimist. Ja materjalid sulatatakse kas tavalistes või päikesepõletusahjudes. Vaakumtingimustes on võimalik läbi viia “külmkeevitus”: hästi puhastatud ja üksteise külge kinnitatud metallpinnad moodustavad väga tugevad vuugid.
Maapealsetes tingimustes ei ole võimalik defektideta valmistada suuri pooljuhtkristalle, mis halvendavad mikroskeemide ja nendest valmistatud seadmete kvaliteeti. Tänu nullgravitatsioonile ja vaakumile on võimalik saada soovitud omadustega kristalle.
Katsed ideid ellu viia
Esimesed sammud nende ideede elluviimiseks tehti 80ndatel, kui NSV Liidus tehti kosmoseuuringuid täies hoos. 1985. aastal lasid insenerid satelliidi orbiidile. Kaks nädalat hiljem toimetas ta Maale materjalide näidised. Sellistest kaatritest on saanud iga-aastane traditsioon.
Samal aastal töötas MTÜ Salyut välja tehnoloogiaprojekti. Plaanis oli ehitada 20 tonni kaaluv kosmoselaev ja 100 tonni kaaluv tehas. Aparaat oli varustatud ballistiliste kapslitega, mis pidid valmistatud tooted Maale toimetama. Projekti ei rakendatud kunagi. Te küsite: miks? See on standardne kosmoseuuringute probleem - rahastamise puudumine. See on meie ajal asjakohane.
Kosmose asulad
20. sajandi alguses ilmus K. E. Tsiolkovsky fantastiline romaan “Maa peal”. Selles kirjeldas ta esimesi galaktilisi asulaid. Praegu, kui kosmoseuuringutes on juba teatud saavutusi tehtud, võite asuda selle fantastilise projekti elluviimisse.
1974. aastal töötas Princetoni ülikooli füüsikaprofessor Gerard O'Neill välja ja avaldas galaktika koloniseerimise projekti. Ta soovitas paigutada kosmose asulad libreerimispunkti (koht, kus Päikese, Kuu ja Maa raskusjõud üksteist tühistavad). Sellised külad jäävad alati ühte kohta.
O'Neill usub, et 2074. aastal kolib enamik inimesi kosmosesse ja neil on piiramatud toidu- ja energiavarud. Maast saab tohutu, tööstusevaba park, kus saate oma puhkust veeta.
Koloonia mudel O'Neill
Professor soovitab alustada kosmose rahulikku uurimist 100-meetrise raadiusega mudeli ehitamisega. Sellises struktuuris mahub umbes 10 tuhat inimest. Selle asula peamine ülesanne on ehitada järgmine mudel, mis peaks olema kümme korda suurem. Järgmise koloonia läbimõõt suureneb 6-7 kilomeetrini ja pikkus tõuseb 20-ni.
O'Neilli projekti ümbritsev teadusringkond pole veel taandunud. Tema pakutavates kolooniates on asustustihedus umbes sama kui maistes linnades. Ja seda on üsna palju! Eriti kui arvestada sellega, et nädalavahetustel ei saa te linnast välja. Lähedastes parkides soovivad vähesed inimesed lõõgastuda. Vaevalt saab seda võrrelda elutingimustega Maal. Ja kuidas on nendes suletud ruumides psühholoogilise ühilduvuse ja koha vahetamise ihaga seotud asjad? Kas inimesed tahavad seal elada? Kas kosmose asustustest saavad ülemaailmsete katastroofide ja konfliktide leviku kohad? Kõik need küsimused on seni lahtised.
