Recentemente, a humanidade entrou no limiar do terceiro milênio. O que nos espera no futuro? Certamente haverá muitos problemas exigindo soluções vinculativas. Segundo os cientistas, em 2050 o número de habitantes da Terra chegará a 11 bilhões de pessoas. Além disso, 94% do crescimento ocorrerá nos países em desenvolvimento e apenas 6% nos países industrializados. Além disso, os cientistas aprenderam a desacelerar o processo de envelhecimento, o que aumenta significativamente a expectativa de vida.
Isso leva a um novo problema - escassez de alimentos. No momento, cerca de meio bilhão de pessoas estão morrendo de fome. Por esse motivo, cerca de 50 milhões morrem a cada ano. Para alimentar 11 bilhões, será necessário aumentar a produção de alimentos 10 vezes. Além disso, será necessária energia para garantir a vida de todas essas pessoas. E isso leva a um aumento na produção de combustível e matérias-primas. O planeta suportará tal carga?
Bem, não se esqueça da poluição ambiental. Com o aumento das taxas de produção, os recursos não são esgotados, mas o clima do planeta está mudando. Máquinas, usinas de energia, fábricas emitem tanto dióxido de carbono na atmosfera que o efeito estufa está chegando. Com o aumento da temperatura na Terra, começará o derretimento das geleiras e o aumento do nível da água nos oceanos. Tudo isso afetará negativamente as condições de vida das pessoas. Pode até levar ao desastre.
Esses problemas ajudarão a resolver a exploração espacial. Pense por si mesmo. Lá, será possível mover plantas, explorar Marte, a Lua e extrair recursos e energia. E tudo será o mesmo que nos filmes e nas páginas de obras de ficção científica.
Energia do espaço
Agora, 90% de toda a energia terrestre é obtida queimando combustível em fogões domésticos, motores de carros e caldeiras de usinas de energia. A cada 20 anos, o consumo de energia dobra. Quantos recursos naturais serão suficientes para satisfazer nossas necessidades?
Por exemplo, o mesmo óleo? Segundo os cientistas, ela terminará em tantos anos quanto a história da exploração espacial, isto é, em 50. O carvão é suficiente por 100 anos e o gás por cerca de 40. A propósito, a energia atômica também é uma fonte esgotável.
Teoricamente, o problema de encontrar energia alternativa foi resolvido nos anos 30 do século passado, quando eles inventaram a reação de fusão. Infelizmente, ela ainda é incontrolável. Mas mesmo se você aprender a controlá-lo e receber energia em quantidades ilimitadas, isso levará ao superaquecimento do planeta e a mudanças climáticas irreversíveis. Existe uma maneira de sair dessa situação?
Indústria 3D
Claro, isso é exploração espacial. É necessário passar de uma indústria "bidimensional" para uma indústria "tridimensional". Ou seja, toda a produção intensiva de energia deve ser transferida da superfície da Terra para o espaço. Mas, no momento, fazer isso é economicamente desvantajoso. O custo dessa energia será 200 vezes maior que a eletricidade recebida pelo calor na Terra. Além disso, grandes injeções de dinheiro exigirão a construção de grandes estações orbitais. Em geral, é preciso esperar até que a humanidade passe pelos próximos estágios da exploração espacial, quando a tecnologia for aprimorada e o custo dos materiais de construção diminuirá.
Sol 24 horas por dia
Ao longo da história do planeta, as pessoas têm usado a luz solar. No entanto, a necessidade não é apenas durante o dia. À noite, leva muito mais tempo: para iluminar canteiros de obras, ruas, campos durante trabalhos agrícolas (semeadura, colheita) etc. E no extremo norte, o Sol não aparece no horizonte por seis meses. É possível aumentar o horário de verão? Quão realista é a criação de um sol artificial? Os sucessos de hoje na exploração espacial tornam essa tarefa bastante viável. Basta colocar um dispositivo apropriado na órbita do planeta para refletir a luz na Terra. Ao mesmo tempo, sua intensidade pode ser alterada.
Quem inventou o refletor?
Podemos dizer que a história da exploração espacial na Alemanha começou com a idéia de criar refletores extraterrestres, proposta pelo engenheiro alemão Hermann Obert em 1929. Seu desenvolvimento posterior pode ser atribuído aos trabalhos do cientista Eric Kraft dos EUA. Agora, os americanos estão mais próximos do que nunca a esse projeto.
Estruturalmente, o refletor é uma moldura na qual um filme metalizado de polímero é esticado, refletindo a radiação do sol. A direção do fluxo de luz será realizada por comandos da Terra ou automaticamente, de acordo com um programa predeterminado.
Implementação do projeto
Os Estados Unidos estão fazendo sérios progressos na exploração espacial e chegaram perto de realizar este projeto. Agora, especialistas americanos estão explorando a possibilidade de colocar os satélites correspondentes em órbita. Eles estarão localizados diretamente na América do Norte. 16 espelhos refletores instalados estenderão o horário de verão em 2 horas. Dois refletores planejam direcionar para o Alasca, o que aumentará a hora do dia em até 3 horas. Se você usar satélites refletores para prolongar o dia em megacidades, isso fornecerá iluminação de alta qualidade e sem sombras de ruas, rodovias, canteiros de obras, o que, é claro, é economicamente vantajoso.
Refletores na Rússia
Por exemplo, se você iluminar cinco cidades do espaço, que são iguais em tamanho a Moscou, devido à economia de energia, os custos serão pagos em cerca de 4-5 anos. Além disso, o sistema refletor de satélite pode mudar para outro grupo de cidades sem custos adicionais. E como o ar será limpo se a energia não vier das menores centrais elétricas, mas do espaço sideral! O único obstáculo para a implementação deste projeto em nosso país é a falta de financiamento. Portanto, a exploração espacial da Rússia não está indo tão rápido quanto queríamos.
Fábricas extraterrestres
Mais de 300 anos se passaram desde a descoberta do vácuo de E. Torricelli. Isso desempenhou um papel enorme no desenvolvimento da tecnologia. De fato, sem entender a física do vácuo, seria impossível criar eletrônicos ou motores de combustão interna. Mas tudo isso se aplica à indústria na Terra. É difícil imaginar que oportunidades o vácuo oferecerá em questões como a exploração espacial. Por que não fazer a galáxia servir as pessoas construindo fábricas lá? Eles estarão em um ambiente completamente diferente, sob vácuo, baixas temperaturas, fontes poderosas de radiação solar e gravidade zero.
Agora é difícil perceber todas as vantagens desses fatores, mas é seguro dizer que perspectivas fantásticas estão se abrindo e o tópico "Exploração espacial através da construção de usinas extraterrestres" está se tornando mais relevante do que nunca. Se você concentrar os raios do sol com um espelho parabólico, poderá soldar peças feitas de ligas de titânio, aço inoxidável, etc. Ao derreter metais em condições terrestres, as impurezas entram neles. E a tecnologia precisa cada vez mais de materiais ultra-puros. Como obtê-los? Você pode "suspender" o metal em um campo magnético. Se sua massa é pequena, esse campo a manterá. Nesse caso, o metal pode ser derretido passando uma corrente de alta frequência através dele.
Em gravidade zero, é possível derreter materiais de qualquer massa e tamanho. Não são necessários moldes nem cadinhos de fundição. Também não há necessidade de retificação e polimento subsequentes. E os materiais serão derretidos em fornos convencionais ou em fornos solares. Sob condições de vácuo, é possível realizar a “soldagem a frio”: bem limpas e montadas umas às outras, as superfícies metálicas formam juntas muito fortes.
Em condições terrestres, não será possível produzir grandes cristais semicondutores sem defeitos, o que reduz a qualidade dos microcircuitos e dispositivos feitos a partir deles. Graças à gravidade zero e ao vácuo, será possível obter cristais com as propriedades desejadas.
Tentativas de implementar idéias
Os primeiros passos na implementação dessas idéias foram dados nos anos 80, quando a exploração espacial na URSS estava em pleno andamento. Em 1985, os engenheiros lançaram um satélite em órbita. Duas semanas depois, ele entregou amostras de materiais para a Terra. Esses lançamentos se tornaram uma tradição anual.
No mesmo ano, a ONG Salyut desenvolveu o projeto de tecnologia. Foi planejado construir uma espaçonave com 20 toneladas e uma planta com 100 toneladas. O aparelho estava equipado com cápsulas balísticas, que deveriam entregar os produtos manufaturados à Terra. O projeto nunca foi implementado. Você pergunta: por quê? Esse é um problema padrão de exploração espacial - falta de financiamento. É relevante em nosso tempo.
Assentamentos espaciais
No início do século XX, foi publicado um romance fantástico de K. E. Tsiolkovsky "Além da Terra". Nele, ele descreveu os primeiros assentamentos galácticos. No momento, quando já existem certas conquistas na exploração espacial, você pode iniciar a implementação deste projeto fantástico.
Em 1974, Gerard O'Neill, professor de física da Universidade de Princeton, desenvolveu e publicou um projeto para a colonização da galáxia. Ele sugeriu a colocação de assentamentos espaciais no ponto de calibração (um local onde as forças de gravidade do Sol, Lua e Terra se anulam). Tais aldeias estarão sempre em um só lugar.
O'Neill acredita que em 2074 a maioria das pessoas se mudará para o espaço e terá recursos ilimitados em alimentos e energia. A terra se tornará um enorme parque, livre da indústria, onde você poderá passar suas férias.
Modelo da colônia O'Neill
O professor sugere iniciar uma exploração pacífica do espaço com a construção de um modelo com um raio de 100 metros. Em tal estrutura pode acomodar cerca de 10 mil pessoas. A principal tarefa desse assentamento é construir o próximo modelo, que deve ser 10 vezes maior. O diâmetro da próxima colônia aumenta para 6-7 quilômetros e o comprimento aumenta para 20.
A comunidade científica em torno do projeto O'Neill ainda não se acalmou. Nas colônias que ele oferece, a densidade populacional é quase a mesma das cidades terrestres. E isso é bastante! Especialmente quando você considera que nos finais de semana você não pode sair da cidade. Em parques próximos, poucas pessoas querem relaxar. Dificilmente pode ser comparado com as condições de vida na Terra. E como serão esses espaços fechados com compatibilidade psicológica e desejo de mudar de lugar? As pessoas vão querer morar lá? Os assentamentos espaciais se tornarão locais de disseminação de desastres e conflitos globais? Todas essas questões permanecem em aberto até o momento.
