Khám phá không gian: lịch sử, vấn đề và thành công

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:34

Gần đây, nhân loại đã bước sang ngưỡng cửa của thiên niên kỷ thứ ba. Điều gì đang chờ đợi chúng ta trong tương lai? Chắc chắn sẽ có nhiều vấn đề cần đến giải pháp ràng buộc. Theo dự đoán của các nhà khoa học, vào năm 2050 số lượng cư dân trên Trái đất sẽ lên tới con số 11 tỷ người. Hơn nữa, mức tăng trưởng 94% sẽ là ở các nước đang phát triển và chỉ 6% ở các nước công nghiệp. Ngoài ra, các nhà khoa học đã học được cách làm chậm quá trình lão hóa, giúp tăng tuổi thọ đáng kể.

Điều này dẫn đến một vấn đề mới - thiếu lương thực. Hiện tại, khoảng nửa tỷ người đang chết đói. Vì lý do này, khoảng 50 triệu người chết hàng năm. Việc cho ăn 11 tỷ con sẽ đòi hỏi sản lượng lương thực tăng gấp 10 lần. Ngoài ra, năng lượng sẽ cần thiết để đảm bảo cuộc sống của tất cả những người này. Và điều này dẫn đến sự gia tăng sản xuất nhiên liệu và nguyên liệu thô. Liệu hành tinh có chịu được tải trọng như vậy không?

Vâng, đừng quên về ô nhiễm môi trường. Với tỷ lệ sản xuất ngày càng tăngkhông chỉ các nguồn tài nguyên bị cạn kiệt, mà khí hậu của hành tinh đang thay đổi. Ô tô, nhà máy điện và nhà máy thải ra khí quyển nhiều carbon dioxide đến mức sự xuất hiện của hiệu ứng nhà kính không còn xa nữa. Với sự gia tăng nhiệt độ trên Trái đất, sự tan chảy của các sông băng và sự gia tăng mực nước trong các đại dương sẽ bắt đầu. Tất cả điều này sẽ ảnh hưởng xấu đến điều kiện sống của con người. Nó thậm chí có thể dẫn đến thảm họa.

Những vấn đề này sẽ giúp giải quyết việc khám phá không gian. Nghĩ cho chính mình. Sẽ có thể di chuyển các nhà máy đến đó, khám phá Sao Hỏa, Mặt Trăng, khai thác tài nguyên và năng lượng. Và mọi thứ sẽ giống như trong phim và trên các trang của tác phẩm khoa học viễn tưởng.

Năng lượng từ không gian bên ngoài

Bây giờ 90% năng lượng của trái đất thu được bằng cách đốt nhiên liệu trong bếp gia đình, động cơ ô tô và nồi hơi của nhà máy điện. Mức tiêu thụ năng lượng tăng gấp đôi sau mỗi 20 năm. Bao nhiêu tài nguyên thiên nhiên sẽ đủ để đáp ứng nhu cầu của chúng ta?

Ví dụ, cùng một loại dầu? Theo các nhà khoa học, nó sẽ kết thúc sau bao nhiêu năm nữa lịch sử khám phá không gian, tức là vào năm 50. Than đá sẽ tồn tại trong 100 năm và khí đốt trong khoảng 40. Nhân tiện, năng lượng hạt nhân cũng là một nguồn cạn kiệt.

Về mặt lý thuyết, vấn đề tìm kiếm năng lượng thay thế đã được giải quyết vào những năm 30 của thế kỷ trước, khi họ đưa ra phản ứng nhiệt hạch. Thật không may, cô ấy vẫn mất kiểm soát. Nhưng ngay cả khi bạn học cách kiểm soát nó và nhận năng lượng với số lượng không giới hạn, điều này sẽ dẫn đến hành tinh quá nóng và không thể đảo ngượckhí hậu thay đổi. Có cách nào để thoát khỏi tình huống này không?

ngành công nghiệp 3D

Tất nhiên, đây là khám phá không gian. Cần phải chuyển từ công nghiệp “hai chiều” sang “ba chiều”. Có nghĩa là, tất cả các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng cần được chuyển từ bề mặt Trái đất vào không gian. Nhưng hiện tại, làm như vậy là không hiệu quả về mặt kinh tế. Chi phí cho năng lượng như vậy sẽ cao hơn 200 lần so với năng lượng do nhiệt tạo ra trên Trái đất. Thêm vào đó, việc bơm tiền mặt khổng lồ sẽ đòi hỏi việc xây dựng các trạm quỹ đạo lớn. Nói chung, chúng ta cần đợi cho đến khi nhân loại trải qua các giai đoạn khám phá không gian tiếp theo, khi đó công nghệ sẽ được cải thiện và chi phí vật liệu xây dựng sẽ giảm xuống.

24/7 CN

Trong suốt lịch sử của hành tinh, con người đã sử dụng ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, nhu cầu về nó không chỉ vào ban ngày. Vào ban đêm, nó cần lâu hơn nhiều: để chiếu sáng công trường, đường phố, đồng ruộng trong quá trình làm việc nông nghiệp (gieo hạt, thu hoạch), v.v. Và ở vùng Viễn Bắc, Mặt trời hoàn toàn không xuất hiện trên bầu trời trong sáu tháng. Có thể tăng giờ ban ngày không? Việc tạo ra một mặt trời nhân tạo thực tế đến mức nào? Những tiến bộ ngày nay trong khám phá không gian khiến nhiệm vụ này trở nên khá khả thi. Chỉ cần đặt một thiết bị thích hợp trên quỹ đạo của hành tinh để phản chiếu ánh sáng tới Trái đất là đủ. Đồng thời, cường độ của nó có thể được thay đổi.

Ai đã phát minh ra gương phản xạ?

Có thể nói, lịch sử khám phá không gian ở Đức bắt đầu từ ý tưởng tạo ra vật phản xạ ngoài Trái đất do kỹ sư người Đức Hermann đề xuấtOberth vào năm 1929. Sự phát triển hơn nữa của nó có thể được bắt nguồn từ công trình nghiên cứu của nhà khoa học Eric Kraft đến từ Hoa Kỳ. Giờ đây, người Mỹ đang tiến gần hơn đến việc thực hiện dự án này.

Về mặt cấu trúc, gương phản xạ là một khung mà trên đó có một màng kim loại cao phân tử được kéo căng, phản xạ lại bức xạ của mặt trời. Hướng của luồng ánh sáng sẽ được thực hiện theo lệnh từ Trái đất hoặc tự động, theo một chương trình định trước.

Thực hiện dự án

Hoa Kỳ đang đạt được tiến bộ nghiêm túc trong việc khám phá không gian và đã tiến gần đến việc thực hiện dự án này. Hiện các chuyên gia Mỹ đang nghiên cứu khả năng đặt các vệ tinh thích hợp trên quỹ đạo. Chúng sẽ nằm ngay phía trên Bắc Mỹ. 16 gương phản chiếu được lắp đặt sẽ kéo dài thời gian chiếu sáng ban ngày thêm 2 giờ. Hai gương phản xạ dự kiến sẽ được gửi đến Alaska, điều này sẽ làm tăng số giờ ban ngày ở đó lên tới 3 giờ. Nếu bạn sử dụng vệ tinh phản xạ để kéo dài ngày trong các siêu đô thị, điều này sẽ cung cấp cho chúng ánh sáng chất lượng cao và không bóng của đường phố, đường cao tốc, công trường xây dựng, điều này chắc chắn có lợi từ quan điểm kinh tế.

Những người phản ánh ở Nga

Ví dụ, nếu năm thành phố có diện tích tương đương với Moscow được chiếu sáng từ không gian, thì nhờ tiết kiệm năng lượng, chi phí sẽ được thanh toán trong khoảng 4-5 năm. Hơn nữa, hệ thống vệ tinh phản xạ có thể chuyển sang một nhóm thành phố khác mà không phải trả thêm bất kỳ chi phí nào. Và làm thế nào không khí sẽ được thanh lọc nếu năng lượng không đến từ các nhà máy điện bốc khói, mà từ không giankhoảng trống! Trở ngại duy nhất cho việc triển khai dự án này ở nước ta là thiếu kinh phí. Do đó, hoạt động khám phá không gian của Nga không diễn ra nhanh như mong muốn.

Thực vật ngoài Trái đất

Đã hơn 300 năm kể từ khi E. Torricelli khám phá ra chân không. Điều này đóng một vai trò rất lớn trong sự phát triển của công nghệ. Rốt cuộc, nếu không hiểu về vật lý của chân không, sẽ không thể tạo ra thiết bị điện tử hoặc động cơ đốt trong. Nhưng tất cả những điều này đều áp dụng cho ngành công nghiệp trên Trái đất. Thật khó để tưởng tượng chân không sẽ mang lại những cơ hội gì trong một vấn đề như khám phá không gian. Tại sao không bắt thiên hà phục vụ con người bằng cách xây dựng các nhà máy ở đó? Họ sẽ ở trong một môi trường hoàn toàn khác, trong điều kiện chân không, nhiệt độ thấp, nguồn bức xạ mặt trời mạnh mẽ và không trọng lượng.

Bây giờ thật khó để nhận ra tất cả những lợi thế của những yếu tố này, nhưng chúng ta có thể tự tin nói rằng đơn giản là những triển vọng tuyệt vời đang mở ra và chủ đề “Khám phá không gian thông qua việc xây dựng các nhà máy ngoài Trái đất” đang trở nên phù hợp hơn bao giờ hết. Nếu các tia Mặt trời được tập trung bởi một gương parabol, thì các bộ phận làm bằng hợp kim titan, thép không gỉ, … có thể được hàn. Khi kim loại được nấu chảy trong điều kiện trên cạn, các tạp chất sẽ xâm nhập vào chúng. Và công nghệ ngày càng cần những vật liệu siêu tinh khiết. Làm thế nào để có được chúng? Bạn có thể "treo" kim loại trong từ trường. Nếu khối lượng của nó nhỏ, thì trường này sẽ giữ nó. Trong trường hợp này, kim loại có thể được nấu chảy bằng cách cho dòng điện tần số cao chạy qua nó.

Không trọng lượng, các vật liệu có khối lượng và kích thước bất kỳ đều có thể bị nung chảy. Không cần thiếtkhông có khuôn, không có nồi nấu kim loại để đúc. Ngoài ra, không cần mài và đánh bóng tiếp theo. Và các vật liệu sẽ được nấu chảy trong lò thông thường hoặc lò năng lượng mặt trời. Trong điều kiện chân không, "hàn lạnh" có thể được thực hiện: các bề mặt kim loại được làm sạch tốt và phù hợp tạo thành các khớp nối rất chắc chắn.

Trong điều kiện trên cạn, sẽ không thể tạo ra các tinh thể bán dẫn lớn mà không có khuyết tật, điều này làm giảm chất lượng của vi mạch và thiết bị làm từ chúng. Nhờ không trọng lượng và chân không, có thể thu được các tinh thể với các đặc tính mong muốn.

Nỗ lực thực hiện ý tưởng

Những bước đầu tiên trong việc thực hiện những ý tưởng này được thực hiện vào những năm 80, khi hoạt động thám hiểm không gian ở Liên Xô đang trong giai đoạn hoàn thiện. Năm 1985, các kỹ sư đã phóng một vệ tinh lên quỹ đạo. Hai tuần sau, ông chuyển các mẫu vật liệu đến Trái đất. Những buổi ra mắt như vậy đã trở thành một truyền thống hàng năm.

Cùng năm, dự án "Công nghệ" được phát triển tại NPO "Salyut". Người ta đã lên kế hoạch xây dựng một tàu vũ trụ nặng 20 tấn và một nhà máy nặng 100 tấn. Thiết bị này được trang bị các viên đạn đạo, được cho là đưa các sản phẩm được sản xuất tới Trái đất. Dự án đã không bao giờ được thực hiện. Bạn sẽ hỏi tại sao? Đây là một vấn đề tiêu chuẩn của khám phá không gian - thiếu kinh phí. Nó có liên quan trong thời đại của chúng ta.

Khu định cư không gian

Vào đầu thế kỷ 20, một câu chuyện tuyệt vời của K. E. Tsiolkovsky “Out of the Earth” đã được xuất bản. Trong đó, ông đã mô tả những khu định cư đầu tiên của thiên hà. Vào lúc này, khicó một số thành tựu nhất định trong khám phá không gian, bạn có thể đảm nhận việc thực hiện dự án tuyệt vời này.

Năm 1974, Gerard O'Neill, giáo sư vật lý tại Đại học Princeton, đã phát triển và công bố một dự án thuộc địa hóa thiên hà. Ông đề xuất đặt các khu định cư không gian tại điểm libration (nơi mà lực hút của Mặt trời, Mặt trăng và Trái đất triệt tiêu lẫn nhau). Những ngôi làng như vậy sẽ luôn ở một nơi.

O^' Neil tin rằng vào năm 2074, hầu hết mọi người sẽ di chuyển vào không gian và sẽ có nguồn thực phẩm và năng lượng vô hạn. Khu đất này sẽ trở thành một công viên rộng lớn, không có công nghiệp, nơi bạn có thể dành những ngày nghỉ của mình.

Thuộc địa mô hình O^' Nile

Chuyến thám hiểm không gian yên bình, giáo sư gợi ý nên bắt đầu bằng việc xây dựng một mô hình có bán kính 100 mét. Cơ sở này có sức chứa lên đến 10.000 người. Nhiệm vụ chính của khu định cư này là xây dựng mô hình tiếp theo, phải lớn hơn gấp 10 lần. Đường kính của thuộc địa tiếp theo tăng lên 6-7 km và chiều dài tăng lên 20.

Trong cộng đồng khoa học xung quanh dự án Ô^' Nile, những tranh chấp vẫn không lắng xuống. Tại các thuộc địa mà ông đề xuất, mật độ dân số tương đương với các thành phố trên cạn. Và đó là khá nhiều! Đặc biệt là khi bạn nghĩ rằng vào cuối tuần, bạn không thể ra khỏi thành phố ở đó. Ít người muốn thư giãn trong những công viên chật chội. Nó khó có thể được so sánh với các điều kiện của sự sống trên Trái đất. Và mọi thứ sẽ ra sao với sự tương thích về tâm lý và mong muốn đổi chỗ trong những không gian khép kín này?Mọi người sẽ muốn sống ở đó chứ? Liệu các khu định cư ngoài không gian có trở thành nơi lây lan các thảm họa và xung đột toàn cầu? Tất cả những câu hỏi này vẫn còn bỏ ngỏ.

Kết

Trong ruột của hệ mặt trời, một lượng lớn tài nguyên vật chất và năng lượng được đặt ra. Do đó, việc khám phá không gian của con người giờ đây nên trở thành một ưu tiên. Sau cùng, nếu thành công, các nguồn lực nhận được sẽ phục vụ lợi ích của con người.

Cho đến nay, du hành vũ trụ đang thực hiện những bước đầu tiên theo hướng này. Chúng ta có thể nói rằng đây là một đứa trẻ, nhưng theo thời gian nó sẽ trở thành một người lớn. Vấn đề chính của việc khám phá không gian không phải là thiếu ý tưởng, mà là thiếu kinh phí. Nguồn nguyên liệu khổng lồ là cần thiết. Nhưng nếu chúng ta so sánh chúng với chi phí vũ khí trang bị, thì số tiền đó không quá lớn. Ví dụ: việc giảm 50% chi tiêu quân sự toàn cầu sẽ cho phép ba cuộc thám hiểm đến sao Hỏa trong vài năm tới.

Trong thời đại của chúng ta, nhân loại cần được thấm nhuần ý tưởng về sự thống nhất của thế giới và xem xét lại các ưu tiên phát triển. Và không gian sẽ là biểu tượng của sự hợp tác. Tốt hơn là xây dựng các nhà máy trên Sao Hỏa và Mặt Trăng, do đó mang lại lợi ích cho tất cả mọi người, hơn là nhân rộng tiềm năng hạt nhân toàn cầu vốn đã thổi phồng. Có những người cho rằng thám hiểm không gian có thể chờ đợi. Các nhà khoa học thường trả lời họ như sau: “Tất nhiên, có thể, bởi vì vũ trụ sẽ tồn tại vĩnh viễn, nhưng thật không may, chúng tôi sẽ không.”