Засваенне космасу: гісторыя, праблемы і поспехі

Нядаўна чалавецтва ўступіла на парог трэцяга тысячагоддзя. Што чакае нас у будучыні? Напэўна паўстане шмат праблем, якія патрабуюць абавязковых рашэнняў. Па прагнозах навукоўцаў, у 2050 годзе колькасць жыхароў Зямлі дасягне лічбы 11 млрд. Чалавек. Прычым 94% прырост будзе ў краінах, якія развіваюцца і толькі 6% у прамыслова развітых. Акрамя таго, навукоўцы навучыліся запавольваць працэсы старэння, што істотна павялічвае працягласць жыцця.

Гэта вядзе да новай праблеме - недахопу харчавання. У дадзены момант прыкладна паўмільярда чалавек галадаюць. Па гэтай прычыне штогод паміраюць каля 50 мільёнаў. Каб пракарміць 11 мільярдаў, трэба будзе ў 10 разоў павялічыць вытворчасць прадуктаў харчавання. Акрамя гэтага спатрэбіцца энергія для забеспячэння жыцця ўсіх гэтых людзей. А гэта вядзе да павелічэння здабычы паліва і сыравіны. Ці вытрымае планета падобную нагрузку?

Ну і не варта забываць аб забруджванні навакольнага асяроддзя. З нарошчваннем тэмпаў вытворчасці не толькі высільваюцца рэсурсы, але і змяняецца клімат планеты. Машыны, электрастанцыі, заводы выкідваюць у атмасферу такая колькасць вуглякіслага газу, што ўзнікненне парніковага эфекту зусім не за гарамі. З павышэннем тэмпературы на Зямлі пачнецца раставанне леднікоў і павышэнне ўзроўню вады ў Сусветным акіяне. Усё гэта самым неспрыяльным чынам адаб'ецца на ўмовах жыцця людзей. Нават можа прывесці да катастрофы.

Дадзеныя праблемы дапаможа вырашыць засваенне космасу. Падумайце самі. Туды можна будзе перамясціць заводы, даследаваць Марс, Месяц, здабываць рэсурсы і энергію. І ўсё будзе так, як у фільмах і на старонках навукова-фантастычных твораў.

Энергія з космасу

Зараз 90% усёй зямной энергіі атрымліваюць шляхам спальвання паліва ў хатніх печах, аўтамабільных рухавіках і катлах электрастанцый. Кожныя 20 гадоў спажыванне энергіі падвойваецца. Наколькі ж хопіць прыродных рэсурсаў для задавальнення нашых патрэб?

Напрыклад, той жа нафты? Па прагнозах навукоўцаў, яна скончыцца праз столькі гадоў, колькі налічвае гісторыя асваення космасу, гэта значыць праз 50. Вугалю хопіць на 100 гадоў, а газу прыкладна на 40. Дарэчы, атамная энергія таксама ставіцца да вычарпаў крыніцах.

Тэарэтычна праблема пошуку альтэрнатыўнай энергіі была вырашана яшчэ ў 30-х гадах мінулага стагоддзя, калі прыдумалі рэакцыю тэрмаядзернага сінтэзу. На жаль, яна да гэтага часу немагчыма кіраваць. Але нават калі навучыцца яе кантраляваць і атрымліваць энергію ў неабмежаваных колькасцях, то гэта прывядзе да перагрэву планеты і незваротнага змене клімату. Ці існуе выйсце з гэтай сітуацыі?

трохмерная індустрыя

Вядома, гэта асваенне космасу. Неабходна перайсці з «двухмернай» індустрыі ў «трохмерную». То бок, усе энергаёмістыя вытворчасці трэба перанесці з паверхні Зямлі ў космас. Але ў дадзены момант рабіць гэта эканамічна нявыгадна. Кошт такой энергіі будзе ў 200 разоў вышэй электрычнасці, атрыманага цеплавым шляхам на Зямлі. Плюс велізарных грашовых уліванняў запатрабуе пабудова вялікіх арбітальных станцый. Увогуле, трэба пачакаць, пакуль чалавецтва пройдзе наступныя этапы асваення космасу, калі будзе ўдасканалена тэхніка і знізіцца кошт будаўнічых матэрыялаў.

кругласутачнае сонца

На працягу ўсёй гісторыі існавання планеты людзі карысталіся сонечным святлом. Аднак патрэба ў ім ёсць не толькі ў дзённы час. Уначы ён патрэбен нашмат даўжэй: для асвятлення будоўляў, вуліц, палёў падчас сельгасработ (пасяўной, уборкі) і г.д. А на Крайняй Поўначы Сонца наогул не з'яўляецца на небасхіле па паўгода. Ці можна павялічыць светлавы дзень? Наколькі рэальна стварэнне штучнага Сонца? Сённяшнія поспехі ў асваенні космасу робяць гэтую задачу цалкам здзейснай. Дастаткова толькі размясціць на арбіце планеты адпаведнае прыстасаванне для адлюстравання святла на Зямлю. Пры гэтым яго інтэнсіўнасць можна будзе змяняць.

Хто прыдумаў рэфлектар?

Можна сказаць, што гісторыя асваення космасу ў Германіі пачалася з ідэі стварэння пазаземных рэфлектараў, прапанаванай нямецкім інжынерам Германам Оберта ў 1929 годзе. Далейшае яе развіццё можна прасачыць па працах навукоўца Эрыка Крафта з ЗША. Зараз амерыканцы як ніколі блізкія да ажыццяўлення гэтага праекта.

Канструктыўна рэфлектар ўяўляе сабой раму, на якую нацягнута палімерная металізаваная плёнка, якая адлюстроўвае выпраменьванне сонца. Кірунак светлавога патоку будзе ажыццяўляцца альбо па камандах з Зямлі, альбо аўтаматычна, па зададзенай загадзя праграме.

рэалізацыя праекта

ЗША робяць сур'ёзныя поспехі ў асваенні космасу і ўшчыльную наблізіліся да рэалізацыі гэтага праекта. Зараз амерыканскія спецыялісты даследуюць магчымасць размяшчэння на арбіце адпаведных спадарожнікаў. Знаходзіцца яны будуць прама над Паўночнай Амерыкай. 16 устаноўленых люстэркаў-адбівальнікаў дазволяць падоўжыць светлавы дзень на 2 гадзіны. Два адбівальніка плануюць накіраваць на Аляску, што павялічыць там светлавы дзень на цэлых 3 гадзіны. Калі выкарыстоўваць спадарожнікі-рэфлектары для падаўжэння дня ў мегаполісах, то гэта забяспечыць іх высакаякасным і бясценевую асвятленнем вуліц, магістраляў, будоўляў, што, несумненна, з'яўляецца выгадным з эканамічнага пункту гледжання.

Рэфлектары ў Расіі

Напрыклад, калі асвятляць з космасу пяць гарадоў, роўных па памерах Маскве, то праз эканомію электраэнергіі затраты акупяцца прыкладна праз 4-5 гадоў. Прычым сістэма спадарожнікаў-рэфлектараў без усялякіх дадатковых выдаткаў можа пераключыцца на іншую групу гарадоў. А як ачысціцца паветра, калі энергія будзе паступаць не ад чадящих электрастанцый, а з касмічнай прасторы! Адзіная перашкода на шляху рэалізацыі гэтага праекта ў нашай краіне - гэта недахоп фінансавання. Таму засваенне космасу Расеяй ідзе не так хутка, як хацелася.

пазаземныя заводы

Прайшло ўжо больш за 300 гадоў з дня адкрыцця Э. Тарычэлі вакууму. Гэта адыграла велізарную ролю ў развіцці тэхнікі. Бо без разумення фізікі вакууму было б немагчыма стварыць ні электроніку, ні рухавікі ўнутранага згарання. Але ўсё гэта ставіцца да прамысловасці на Зямлі. Цяжка ўявіць, якія магчымасці дасць вакуум у такой справе, як асваенне космасу. Чаму б не прымусіць галактыку служыць людзям, пабудаваўшы там заводы? Яны будуць знаходзіцца ў зусім іншым асяроддзі, ва ўмовах вакууму, нізкіх тэмператур, магутных крыніц сонечнага выпраменьвання і бязважкасці.

Цяпер складана ўсвядоміць усе перавагі дадзеных фактараў, але можна з упэўненасцю сказаць, што адкрываюцца проста фантастычныя перспектывы і тэма «Асваенне космасу шляхам пабудовы пазаземных заводаў» становіцца актуальнай як ніколі. Калі сканцэнтраваць прамяні Сонца парабалічнага люстэркам, то можна зварваць дэталі з тытанавых сплаваў, нержавеючай сталі і інш. Пры плаўленні металаў у зямных умовах у іх трапляюць прымешкі. А тэхніцы ўсё больш неабходныя сверхчистые матэрыялы. Як іх атрымаць? Можна «падвесіць» метал у магнітным полі. Калі яго маса малая, то дадзенае поле яго ўтрымае. Пры гэтым метал можна расплавіць, прапускаючы праз яго высокачашчынны ток.

У бязважкасці можна плавіць матэрыялы любых мас і памераў. Не патрэбныя ні формы, ні ціглі для ліцця. Таксама няма неабходнасці ў наступнай шліфоўцы і паліроўцы. А плавіць матэрыялы будуць альбо ў звычайных, альбо ў сонечных печах. Ва ўмовах вакууму можна ажыццяўляць «халодную зварку»: добра зачышчаныя і падагнаныя адзін да аднаго паверхні металаў ўтвараюць вельмі трывалыя злучэння.

У зямных умовах не атрымаецца зрабіць вялікія паўправадніковыя крышталі без дэфектаў, якія зніжаюць якасць вырабленых з іх мікрасхем і прыбораў. Дзякуючы бязважкасці і вакуум можна будзе атрымаць крышталі з патрэбнымі ўласцівасцямі.

Спробы рэалізацыі ідэй

Першыя крокі ў ажыццяўленні гэтых ідэй былі зробленыя ў 80-х гадах, калі засваенне космасу ў СССР ішло поўным ходам. У 1985 году інжынеры запусцілі на арбіту спадарожнік. Праз два тыдні ён даставіў на Зямлю ўзоры матэрыялаў. Такія запускі сталі штогадовай традыцыяй.

У тым жа годзе ў НВА «Салют» быў распрацаваны праект «Тэхналогія». Планавалася пабудова касмічнага апарата вагой 20 тон і завода вагой 100 тон. Апарат забяспечылі балістычнымі капсуламі, якія павінны былі дастаўляць вырабленую прадукцыю на Зямлю. Праект так і не быў рэалізаваны. Вы спытаеце: чаму? Гэта стандартная праблема асваення космасу - недахоп фінансавання. Яна актуальная і ў наш час.

касмічныя паселішчы

У пачатку 20 стагоддзя выйшла фантастычная аповесць К. Э. Цыялкоўскага "Па-за Зямлёй". У ёй ён апісваў першыя галактычныя паселішчы. У дадзены момант, калі ўжо ёсць пэўныя дасягненні ў засваенні космасу, можна ўзяцца за ажыццяўленне гэтага фантастычнага праекта.

У 1974 годзе прафесарам фізікі Прынстанскага універсітэта Джэрард О'Ніл быў распрацаваны і апублікаваны праект каланізацыі галактыкі. Ён прапаноўваў размясціць касмічныя паселішчы ў кропцы либрации (месца, дзе сілы прыцягнення Сонца, Месяца і Зямлі кампенсуюць адзін аднаго). Такія пасёлкі ўвесь час будуць знаходзіцца ў адным месцы.

Аб ^'Ніл лічыць, што ў 2074 годзе большая частка людзей пераселіцца ў космас і будзе валодаць неабмежаванымі харчовымі і энергетычнымі рэсурсамі. Зямля стане велізарным паркам, вольным ад прамысловасці, дзе можна будзе праводзіць свой адпачынак.

Мадэль калоніі Аб ^'Ніла

Мірнае асваенне космасу прафесар прапануе пачаць з пабудовы мадэлі радыусам 100 метраў. У такім будынку можа размясціцца прыкладна 10 тысяч чалавек. Галоўная задача гэтага паселішча - пабудова наступнай мадэлі, якая павінна быць у 10 разоў больш. Дыяметр наступнай калоніі павялічваецца да 6-7 кіламетраў, а даўжыня ўзрастае да 20.

У навуковым супольнасці вакол праекта Аб ^'Ніла да гэтага часу не сціхаюць спрэчкі. У прапанаваных ім калоніях шчыльнасць насельніцтва прыкладна такая ж, як і ў зямных гарадах. А гэта даволі шмат! Асабліва калі ўлічваць, што ў выходныя дні там нельга выбрацца за горад. У цесных парках мала хто захоча адпачываць. Наўрад ці гэта можна параўнаць з умовамі жыцця на Зямлі. А як у гэтых зачыненых прасторах будуць ісці справы з псіхалагічнай сумяшчальнасцю і цягай да змены месцаў? Ці захочуць людзі там жыць? Ці не стануць касмічныя паселішчы месцамі распаўсюджвання глабальных бедстваў і канфліктаў? Усе гэтыя пытанні пакуль застаюцца адкрытымі.

заключэнне

У нетрах Сонечнай сістэмы закладзена незлічоная колькасць матэрыяльных і энергетычных рэсурсаў. Таму засваенне космасу чалавекам павінна цяпер стаць прыярытэтнай задачай. Бо ў выпадку поспеху, атрыманыя рэсурсы будуць служыць на карысць людзей.

Пакуль касманаўтыка робіць у гэтым кірунку першыя крокі. Можна сказаць, што гэта ідзе дзіця, але з часам ён стане дарослым. Галоўная праблема асваення космасу - гэта не недахоп ідэй, а недахоп грашовых сродкаў. Неабходныя велізарныя матэрыяльныя рэсурсы. Але калі параўнаць іх з выдаткамі на ўзбраенне, то сума не такая ўжо і вялікая. Напрыклад, скарачэнне сусветных ваенных выдаткаў на 50% дазволіць у бліжэйшыя некалькі гадоў адправіць на Марс тры экспедыцыі.

У наш час чалавецтву варта пранікнуцца ідэяй адзінства свету і перагледзець прыярытэты ў развіцці. А космас будзе сімвалам супрацоўніцтва. Лепш будаваць заводы на Марсе і Месяцы, прыносячы гэтым карысць усім людзям, чым шматкроць павялічваць і без таго разадзьмуты сусветнай ядзерны патэнцыял. Ёсць людзі, якія сцвярджаюць, што засваенне космасу можа пачакаць. Звычайна навукоўцы адказваюць ім так: "Вядома, можа, бо сусвет будзе існаваць вечна, а вось мы, на жаль, няма».