การสำรวจอวกาศ: ประวัติศาสตร์ ปัญหา และความสำเร็จ

2024 ผู้เขียน: Henry Conors | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-12 13:41

เมื่อเร็วๆ นี้ มนุษยชาติได้ก้าวเข้าสู่สหัสวรรษที่สามแล้ว สิ่งที่รอเราอยู่ในอนาคต? แน่นอนว่าจะมีปัญหามากมายที่ต้องใช้วิธีแก้ปัญหา ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าในปี 2050 จำนวนผู้อยู่อาศัยบนโลกจะสูงถึง 11 พันล้านคน นอกจากนี้ การเติบโต 94% จะอยู่ในประเทศกำลังพัฒนา และเพียง 6% ในประเทศอุตสาหกรรม นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะชะลอกระบวนการชรา ซึ่งช่วยเพิ่มอายุขัยอย่างมีนัยสำคัญ

สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาใหม่ - การขาดแคลนอาหาร ในขณะนี้ ผู้คนประมาณครึ่งพันล้านคนกำลังอดอยาก ด้วยเหตุนี้ ประมาณ 50 ล้านคนเสียชีวิตทุกปี การให้อาหาร 11 พันล้านคนจะต้องเพิ่มการผลิตอาหาร 10 เท่า นอกจากนี้ พลังงานยังจำเป็นเพื่อประกันชีวิตของคนเหล่านี้ และส่งผลให้มีการผลิตเชื้อเพลิงและวัตถุดิบเพิ่มขึ้น โลกจะทนต่อภาระเช่นนี้หรือไม่

อย่าลืมเรื่องมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยอัตราการผลิตที่เพิ่มขึ้นไม่เพียงแต่ทรัพยากรหมดลงเท่านั้น แต่สภาพอากาศของโลกกำลังเปลี่ยนแปลงอีกด้วย รถยนต์ โรงไฟฟ้า และโรงงานปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศมากจนปรากฏการณ์เรือนกระจกเกิดขึ้นได้ไม่ไกล เมื่ออุณหภูมิบนโลกสูงขึ้น การละลายของธารน้ำแข็งและระดับน้ำในมหาสมุทรจะเริ่มขึ้น ทั้งหมดนี้จะส่งผลเสียต่อสภาพความเป็นอยู่ของผู้คน มันอาจจะนำไปสู่หายนะก็ได้

ปัญหาเหล่านี้จะช่วยแก้ปัญหาการสำรวจอวกาศ คิดเอาเอง. เป็นไปได้ที่จะย้ายโรงงานไปที่นั่น สำรวจดาวอังคาร ดวงจันทร์ ดึงทรัพยากรและพลังงาน แล้วทุกอย่างจะเหมือนในหนังและหน้านิยายวิทยาศาสตร์

พลังงานจากอวกาศ

ตอนนี้ 90% ของพลังงานทั้งหมดของโลกได้มาจากการเผาเชื้อเพลิงในเตาไฟในบ้าน เครื่องยนต์ในรถยนต์ และหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้า การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 20 ปี ทรัพยากรธรรมชาติจะเพียงพอต่อความต้องการของเรามากแค่ไหน

ยกตัวอย่างน้ำมัน? นักวิทยาศาสตร์จะสิ้นสุดในอีกหลายปีตามประวัติศาสตร์ของการสำรวจอวกาศ นั่นคือในปี 50 ถ่านหินจะมีอายุ 100 ปี และก๊าซประมาณ 40 ปี อย่างไรก็ตาม พลังงานนิวเคลียร์ยังเป็นแหล่งที่สิ้นเปลืองอีกด้วย

ในทางทฤษฎี ปัญหาในการค้นหาพลังงานทางเลือกได้รับการแก้ไขแล้วในทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา เมื่อพวกเขามากับปฏิกิริยาของเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน น่าเสียดายที่เธอยังคงควบคุมไม่ได้ แต่แม้ว่าคุณจะเรียนรู้ที่จะควบคุมมันและรับพลังงานในปริมาณที่ไม่ จำกัด สิ่งนี้จะนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปของดาวเคราะห์และไม่สามารถย้อนกลับได้อากาศเปลี่ยนแปลง. มีทางออกจากสถานการณ์นี้หรือไม่

อุตสาหกรรมสามมิติ

นี่คือการสำรวจอวกาศ จำเป็นต้องย้ายจากอุตสาหกรรม "สองมิติ" เป็น "สามมิติ" กล่าวคือ อุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานมากทั้งหมดจะต้องถ่ายโอนจากพื้นผิวโลกสู่อวกาศ แต่ในขณะนี้ไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ ค่าใช้จ่ายของพลังงานดังกล่าวจะสูงกว่าไฟฟ้าที่เกิดจากความร้อนบนโลก 200 เท่า นอกจากนี้ การฉีดเงินสดจำนวนมากจะต้องสร้างสถานีโคจรขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว เราต้องรอจนกว่ามนุษยชาติจะผ่านขั้นตอนถัดไปของการสำรวจอวกาศ เมื่อเทคโนโลยีได้รับการปรับปรุงและต้นทุนของวัสดุก่อสร้างจะลดลง

24/7 อา

ตลอดประวัติศาสตร์โลก ผู้คนต่างใช้แสงแดด อย่างไรก็ตามความต้องการไม่เพียง แต่ในเวลากลางวันเท่านั้น ในเวลากลางคืนต้องใช้เวลานานกว่ามาก: เพื่อให้แสงสว่างแก่สถานที่ก่อสร้าง, ถนน, ทุ่งนาในระหว่างการทำการเกษตร (หว่าน, เก็บเกี่ยว) ฯลฯ และในฟาร์นอร์ธ ดวงอาทิตย์ไม่ปรากฏบนท้องฟ้าเลยเป็นเวลาหกเดือน เป็นไปได้ไหมที่จะเพิ่มเวลากลางวัน? การสร้างดวงอาทิตย์เทียมมีความสมจริงเพียงใด? ความก้าวหน้าในการสำรวจอวกาศในปัจจุบันทำให้งานนี้เป็นไปได้ค่อนข้างมาก แค่วางอุปกรณ์ที่เหมาะสมในวงโคจรของโลกเพื่อสะท้อนแสงมายังโลกก็เพียงพอแล้ว ในเวลาเดียวกัน ความเข้มของมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้

ใครเป็นผู้คิดค้นแผ่นสะท้อนแสง

อาจกล่าวได้ว่าประวัติศาสตร์การสำรวจอวกาศในเยอรมนีเริ่มต้นขึ้นด้วยแนวคิดในการสร้างแผ่นสะท้อนแสงนอกโลก เสนอโดยวิศวกรชาวเยอรมันชื่อแฮร์มันน์Oberth ในปี 1929 การพัฒนาเพิ่มเติมสามารถสืบย้อนไปถึงผลงานของนักวิทยาศาสตร์ Eric Kraft จากประเทศสหรัฐอเมริกา ตอนนี้ชาวอเมริกันใกล้ชิดกับการดำเนินโครงการนี้มากขึ้นกว่าเดิม

โครงสร้าง รีเฟลกเตอร์คือกรอบที่ฟิล์มโพลีเมอร์เมทัลไลซ์ยืดออก ซึ่งสะท้อนการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ ทิศทางของฟลักซ์แสงจะดำเนินการโดยคำสั่งจากโลกหรือโดยอัตโนมัติตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

การดำเนินโครงการ

สหรัฐอเมริกากำลังดำเนินการสำรวจอวกาศอย่างจริงจังและใกล้จะดำเนินโครงการนี้แล้ว ขณะนี้ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันกำลังตรวจสอบความเป็นไปได้ในการวางดาวเทียมที่เหมาะสมในวงโคจร พวกเขาจะตั้งอยู่เหนืออเมริกาเหนือโดยตรง กระจกสะท้อนแสงที่ติดตั้ง 16 ตัวจะขยายเวลากลางวันอีก 2 ชั่วโมง มีแผนที่จะส่งตัวสะท้อนแสงสองตัวไปที่อลาสก้า ซึ่งจะเพิ่มเวลากลางวันที่นั่นได้มากถึง 3 ชั่วโมง หากคุณใช้ดาวเทียมรีเฟลกเตอร์เพื่อยืดเวลาวันในเมืองใหญ่ ให้แสงคุณภาพสูงและไม่มีเงาของถนน ทางหลวง สถานที่ก่อสร้าง ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างไม่ต้องสงสัยจากมุมมองทางเศรษฐกิจ

สะท้อนแสงในรัสเซีย

ตัวอย่างเช่น หากห้าเมืองที่มีขนาดเท่ากับมอสโกวได้รับแสงสว่างจากอวกาศ ต้องขอบคุณการประหยัดพลังงาน ค่าใช้จ่ายจะค่อยๆ หมดไปภายใน 4-5 ปี นอกจากนี้ระบบดาวเทียมสะท้อนแสงยังสามารถสลับไปยังเมืองอื่น ๆ ได้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม และอากาศจะบริสุทธิ์ได้อย่างไรหากพลังงานไม่ได้มาจากโรงไฟฟ้าที่มีควัน แต่มาจากอวกาศช่องว่าง! อุปสรรคประการเดียวในการดำเนินโครงการนี้ในประเทศของเราคือการขาดเงินทุน ดังนั้นการสำรวจอวกาศของรัสเซียจึงไม่เร็วเท่าที่ควร

พืชนอกโลก

เป็นเวลากว่า 300 ปีแล้วที่ E. Torricelli ค้นพบสุญญากาศ สิ่งนี้มีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาเทคโนโลยี เพราะหากปราศจากความเข้าใจฟิสิกส์ของสุญญากาศแล้ว ย่อมเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่ทั้งหมดนี้ใช้ได้กับอุตสาหกรรมบนโลก เป็นการยากที่จะจินตนาการว่าสูญญากาศจะให้โอกาสอะไรในเรื่องเช่นการสำรวจอวกาศ ทำไมไม่ให้กาแล็กซี่บริการผู้คนด้วยการสร้างโรงงานที่นั่นล่ะ? พวกมันจะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ในสภาวะสุญญากาศ อุณหภูมิต่ำ แหล่งกำเนิดรังสีดวงอาทิตย์ที่ทรงพลัง และสภาวะไร้น้ำหนัก

ตอนนี้เป็นเรื่องยากที่จะตระหนักถึงข้อดีของปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมด แต่เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าโอกาสที่น่าอัศจรรย์กำลังเปิดออกและหัวข้อ "การสำรวจอวกาศผ่านการสร้างโรงงานนอกโลก" มีความเกี่ยวข้องมากขึ้นกว่าเดิม. หากรังสีของดวงอาทิตย์กระจุกตัวด้วยกระจกพาราโบลาก็สามารถเชื่อมชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะผสมไททาเนียม สแตนเลส ฯลฯ ได้ เมื่อถลุงโลหะในสภาพดินสิ่งสกปรกจะเข้าไป และเทคโนโลยีต้องการวัสดุบริสุทธิ์พิเศษมากขึ้นเรื่อยๆ วิธีรับพวกเขา? คุณสามารถ "ระงับ" โลหะในสนามแม่เหล็กได้ ถ้ามวลของมันน้อย สนามนี้จะยึดมันไว้ ในกรณีนี้ โลหะสามารถหลอมได้โดยการส่งผ่านกระแสความถี่สูงผ่านมัน

ในสภาวะไร้น้ำหนัก วัสดุทุกขนาดและมวลสามารถหลอมละลายได้ ไม่ต้องการไม่มีแม่พิมพ์ไม่มีถ้วยใส่ตัวอย่างสำหรับการหล่อ นอกจากนี้ยังไม่จำเป็นต้องทำการเจียรและขัดในภายหลัง และวัสดุจะถูกหลอมในเตาธรรมดาหรือเตาพลังงานแสงอาทิตย์ ในสภาวะสุญญากาศ สามารถ "เชื่อมเย็น" ได้: พื้นผิวโลหะที่ทำความสะอาดอย่างดีและเข้าคู่กันทำให้เกิดข้อต่อที่แข็งแรงมาก

ในสภาพพื้นดิน เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างผลึกเซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่โดยไม่มีข้อบกพร่อง ซึ่งลดคุณภาพของไมโครเซอร์กิตและอุปกรณ์ที่ทำจากสิ่งเหล่านี้ ต้องขอบคุณความไร้น้ำหนักและสุญญากาศ ทำให้สามารถรับคริสตัลที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการได้

ความพยายามที่จะนำแนวคิดไปใช้

ขั้นตอนแรกในการดำเนินการตามแนวคิดเหล่านี้เกิดขึ้นในยุค 80 เมื่อการสำรวจอวกาศในสหภาพโซเวียตเป็นไปอย่างเต็มกำลัง ในปี 1985 วิศวกรได้ปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร สองสัปดาห์ต่อมา เขาได้ส่งตัวอย่างวัสดุไปยังโลก การเปิดตัวดังกล่าวได้กลายเป็นประเพณีประจำปี

ในปีเดียวกันนั้น ได้มีการพัฒนาโครงการ "เทคโนโลยี" ขึ้นที่ สนช. "สลยุทธ" มีการวางแผนที่จะสร้างยานอวกาศที่มีน้ำหนัก 20 ตันและโรงงานที่มีน้ำหนัก 100 ตัน อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งแคปซูลขีปนาวุธซึ่งควรจะส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นสู่โลก โครงการนี้ไม่เคยดำเนินการ จะถามทำไม? นี่เป็นปัญหามาตรฐานของการสำรวจอวกาศ - การขาดเงินทุน มันมีความเกี่ยวข้องในสมัยของเรา

การตั้งถิ่นฐานในอวกาศ

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีการเผยแพร่เรื่องราวมหัศจรรย์โดย K. E. Tsiolkovsky “Out of the Earth” ในนั้นเขาอธิบายการตั้งถิ่นฐานทางช้างเผือกครั้งแรก ในขณะนี้เมื่อมีความสำเร็จบางอย่างในการสำรวจอวกาศ คุณสามารถดำเนินการตามโครงการที่ยอดเยี่ยมนี้ได้

ในปี 1974 เจอราร์ด โอนีล ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ได้พัฒนาและตีพิมพ์โครงการเพื่อตั้งอาณานิคมกาแลคซี เขาเสนอให้ตั้งถิ่นฐานในอวกาศ ณ จุดหลอมเหลว (สถานที่ที่แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลก หักล้างซึ่งกันและกัน) หมู่บ้านดังกล่าวจะอยู่ในที่เดียวเสมอ

O^'นีลเชื่อว่าในปี 2074 คนส่วนใหญ่จะย้ายเข้าไปอยู่ในอวกาศและจะมีแหล่งอาหารและพลังงานอย่างไม่จำกัด ที่ดินจะกลายเป็นสวนสาธารณะขนาดใหญ่ ปลอดจากอุตสาหกรรม ซึ่งคุณสามารถใช้วันหยุดของคุณได้

โมเดลอาณานิคม O^'Nile

การสำรวจอวกาศอย่างสงบสุข ศาสตราจารย์แนะนำให้เริ่มต้นด้วยการสร้างแบบจำลองที่มีรัศมี 100 เมตร สิ่งอำนวยความสะดวกนี้สามารถรองรับได้ถึง 10,000 คน งานหลักของข้อตกลงนี้คือการสร้างแบบจำลองถัดไป ซึ่งควรจะใหญ่ขึ้น 10 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางของอาณานิคมถัดไปเพิ่มขึ้นเป็น 6-7 กิโลเมตร และความยาวเพิ่มขึ้นเป็น 20

ในชุมชนวิทยาศาสตร์รอบๆ O^'โครงการแม่น้ำไนล์ ข้อพิพาทยังคงไม่คลี่คลาย ในอาณานิคมที่เขาเสนอ ความหนาแน่นของประชากรใกล้เคียงกับเมืองบนบก และค่อนข้างมาก! โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณคิดว่าในช่วงสุดสัปดาห์คุณไม่สามารถออกจากเมืองที่นั่นได้ ไม่กี่คนที่อยากพักผ่อนในสวนสาธารณะที่คับแคบ แทบจะเทียบไม่ได้กับสภาพชีวิตบนโลก และสิ่งต่าง ๆ จะเข้ากันได้ทางจิตวิทยาและความปรารถนาที่จะเปลี่ยนสถานที่ในพื้นที่ปิดเหล่านี้อย่างไร?คนจะต้องการอาศัยอยู่ที่นั่นหรือไม่? การตั้งถิ่นฐานในอวกาศจะกลายเป็นสถานที่แห่งภัยพิบัติและความขัดแย้งทั่วโลกหรือไม่? คำถามเหล่านี้ยังคงเปิดอยู่

สรุป

ในลำไส้ของระบบสุริยะ มีวัสดุและแหล่งพลังงานจำนวนมากที่คำนวณไม่ได้ ดังนั้นการสำรวจอวกาศของมนุษย์จึงควรมีความสำคัญ เพราะหากสำเร็จ ทรัพยากรที่ได้รับก็จะเป็นประโยชน์ต่อผู้คน

จนถึงตอนนี้ นักบินอวกาศกำลังเริ่มก้าวแรกในทิศทางนี้ เราสามารถพูดได้ว่านี่คือเด็ก แต่เมื่อเวลาผ่านไปเขาจะกลายเป็นผู้ใหญ่ ปัญหาหลักของการสำรวจอวกาศไม่ได้เกิดจากการขาดความคิด แต่เป็นการขาดเงินทุน จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรวัสดุจำนวนมาก แต่ถ้าเราเปรียบเทียบกับราคาอาวุธ จำนวนเงินก็ไม่มาก ตัวอย่างเช่น การลดการใช้จ่ายด้านการทหารทั่วโลก 50% จะอนุญาตให้มีการสำรวจดาวอังคารสามครั้งในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

ในยุคของเรา มนุษยชาติควรจะตื้นตันกับแนวคิดเรื่องความสามัคคีของโลกและพิจารณาลำดับความสำคัญของการพัฒนาอีกครั้ง และพื้นที่จะเป็นสัญลักษณ์ของความร่วมมือ เป็นการดีกว่าที่จะสร้างโรงงานบนดาวอังคารและดวงจันทร์ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อทุกคน มากกว่าที่จะเพิ่มศักยภาพของนิวเคลียร์ที่มีอยู่แล้วทั่วโลก มีคนแย้งว่าการสำรวจอวกาศรอได้ นักวิทยาศาสตร์มักจะตอบแบบนี้: “แน่นอน บางทีเพราะจักรวาลจะมีอยู่ตลอดไป แต่น่าเสียดายที่พวกเราจะไม่มี”