Recientemente, la humanidad ha entrado en el umbral del tercer milenio. ¿Qué nos espera en el futuro? Seguramente habrá muchos problemas que requerirán soluciones vinculantes. Según los científicos, en 2050 el número de habitantes de la Tierra llegará a 11 mil millones de personas. Además, el 94% del crecimiento se producirá en los países en desarrollo y solo el 6% en los países industrializados. Además, los científicos han aprendido a ralentizar el proceso de envejecimiento, lo que aumenta significativamente la esperanza de vida.
Esto lleva a un nuevo problema: la escasez de alimentos. En este momento, aproximadamente medio billón de personas están muriendo de hambre. Por esta razón, alrededor de 50 millones mueren cada año. Para alimentar a 11 mil millones, será necesario aumentar la producción de alimentos 10 veces. Además, se necesitará energía para garantizar la vida de todas estas personas. Y esto conduce a un aumento en la producción de combustible y materias primas. ¿El planeta resistirá tal carga?
Bueno, no te olvides de la contaminación ambiental. Con el aumento de las tasas de producción, no solo se agotan los recursos, sino que el clima del planeta está cambiando. Las máquinas, las centrales eléctricas, las fábricas emiten tanto dióxido de carbono a la atmósfera que el efecto invernadero está a la vuelta de la esquina. Con un aumento de la temperatura en la Tierra, comenzará la fusión de los glaciares y un aumento en el nivel del agua en los océanos. Todo esto afectará más negativamente las condiciones de vida de las personas. Incluso puede conducir al desastre.
Estos problemas ayudarán a resolver la exploración espacial. Piensa por ti mismo. Allí, será posible mover plantas, explorar Marte, la Luna y extraer recursos y energía. Y todo será igual que en las películas y en las páginas de obras de ciencia ficción.
Energía del espacio
Ahora el 90% de toda la energía terrenal se obtiene quemando combustible en estufas domésticas, motores de automóviles y calderas de plantas de energía. Cada 20 años, el consumo de energía se duplica. ¿Cuántos recursos naturales serán suficientes para satisfacer nuestras necesidades?
Por ejemplo, el mismo aceite? Según los científicos, terminará en tantos años como la historia de la exploración espacial, es decir, en 50. El carbón es suficiente durante 100 años y el gas durante unos 40. Por cierto, la energía atómica también es una fuente agotable.
Teóricamente, el problema de encontrar energía alternativa se resolvió en los años 30 del siglo pasado, cuando inventaron la reacción de fusión. Desafortunadamente, ella todavía es incontrolable. Pero incluso si aprende a controlarlo y recibe energía en cantidades ilimitadas, esto conducirá al sobrecalentamiento del planeta y al cambio climático irreversible. ¿Hay alguna forma de salir de esta situación?
Industria 3D
Por supuesto, esto es exploración espacial. Es necesario pasar de una industria "bidimensional" a una "tridimensional". Es decir, toda la producción intensiva en energía debe transferirse desde la superficie de la Tierra al espacio. Pero por el momento, hacer esto es económicamente desventajoso. El costo de dicha energía será 200 veces mayor que la electricidad recibida por el calor en la Tierra. Además, las grandes inyecciones de efectivo requerirán la construcción de grandes estaciones orbitales. En general, debe esperar hasta que la humanidad pase por las siguientes etapas de la exploración espacial, cuando se mejore la tecnología y disminuya el costo de los materiales de construcción.
Todo el día sol
A lo largo de la historia del planeta, las personas han estado utilizando la luz solar. Sin embargo, la necesidad no es solo durante el día. Por la noche, lleva mucho más tiempo: iluminar los sitios de construcción, calles, campos durante el trabajo agrícola (siembra, cosecha), etc. Y en el extremo norte, el Sol no aparece en el horizonte durante seis meses. ¿Es posible aumentar las horas del día? ¿Cuán realista es la creación de un sol artificial? Los éxitos de hoy en la exploración espacial hacen que esta tarea sea bastante factible. Es suficiente colocar un dispositivo apropiado en la órbita del planeta para reflejar la luz en la Tierra. Al mismo tiempo, su intensidad se puede cambiar.
¿Quién inventó el reflector?
Podemos decir que la historia de la exploración espacial en Alemania comenzó con la idea de crear reflectores extraterrestres, propuesta por el ingeniero alemán Hermann Obert en 1929. Su desarrollo posterior se remonta a los trabajos del científico Eric Kraft de los Estados Unidos. Ahora los estadounidenses están más cerca que nunca de este proyecto.
Estructuralmente, el reflector es un marco sobre el cual se estira una película metalizada de polímero, que refleja la radiación del sol. La dirección del flujo de luz se llevará a cabo mediante comandos desde la Tierra o de forma automática, de acuerdo con un programa predeterminado.
Implementación del proyecto
Estados Unidos está haciendo grandes progresos en la exploración espacial y se ha acercado a la realización de este proyecto. Ahora los expertos estadounidenses están explorando la posibilidad de colocar los satélites correspondientes en órbita. Se ubicarán directamente sobre América del Norte. 16 espejos reflectores instalados prolongarán las horas de luz del día en 2 horas. Dos reflectores planean dirigir a Alaska, lo que aumentará las horas de luz allí hasta en 3 horas. Si usa satélites reflectores para extender el día en megaciudades, esto les proporcionará una iluminación de alta calidad y sin sombras de calles, carreteras, sitios de construcción, lo que, por supuesto, es económicamente ventajoso.
Reflectores en Rusia
Por ejemplo, si cinco ciudades del mismo tamaño que Moscú están iluminadas desde el espacio, debido al ahorro de energía, los costos se amortizarán en unos 4-5 años. Además, el sistema de reflector satelital puede cambiar a otro grupo de ciudades sin ningún costo adicional. ¡Y cómo se limpiará el aire si la energía no proviene de las centrales eléctricas más pequeñas, sino del espacio exterior! El único obstáculo para la implementación de este proyecto en nuestro país es la falta de financiamiento. Por lo tanto, la exploración espacial por parte de Rusia no va tan rápido como queríamos.
Fábricas extraterrestres
Han pasado más de 300 años desde el descubrimiento del vacío E. Torricelli. Esto jugó un papel muy importante en el desarrollo de la tecnología. De hecho, sin comprender la física del vacío, sería imposible crear motores electrónicos o de combustión interna. Pero todo esto se aplica a la industria en la Tierra. Es difícil imaginar qué oportunidades proporcionará el vacío en un asunto como la exploración espacial. ¿Por qué no hacer que la galaxia sirva a las personas construyendo fábricas allí? Estarán en un entorno completamente diferente, bajo vacío, bajas temperaturas, potentes fuentes de radiación solar y gravedad cero.
Ahora es difícil darse cuenta de todas las ventajas de estos factores, pero es seguro decir que se están abriendo perspectivas fantásticas y que el tema "Exploración espacial mediante la construcción de plantas extraterrestres" se está volviendo más relevante que nunca. Si concentra los rayos del sol con un espejo parabólico, puede soldar piezas de aleaciones de titanio, acero inoxidable, etc. Al fundir metales en condiciones terrestres, las impurezas entran en ellos. Y la tecnología necesita cada vez más materiales ultrapuros. ¿Cómo conseguirlos? Puede "suspender" el metal en un campo magnético. Si su masa es pequeña, entonces este campo lo mantendrá. En este caso, el metal puede fundirse al pasar una corriente de alta frecuencia a través de él.
En gravedad cero es posible fundir materiales de cualquier masa y tamaño. No se necesitan moldes ni crisoles de fundición. Tampoco hay necesidad de rectificar y pulir posteriormente. Y los materiales se fundirán en hornos convencionales o solares. En condiciones de vacío, es posible llevar a cabo una "soldadura en frío": bien limpiadas y ajustadas entre sí, las superficies metálicas forman juntas muy fuertes.
En condiciones terrestres, no será posible hacer grandes cristales semiconductores sin defectos, lo que reduce la calidad de los microcircuitos y dispositivos fabricados a partir de ellos. Gracias a la gravedad cero y al vacío, será posible obtener cristales con las propiedades deseadas.
Intentos de implementar ideas
Los primeros pasos para implementar estas ideas se tomaron en los años 80, cuando la exploración espacial en la URSS estaba en su apogeo. En 1985, los ingenieros lanzaron un satélite en órbita. Dos semanas después, entregó muestras de materiales a la Tierra. Tales lanzamientos se han convertido en una tradición anual.
En el mismo año, la ONG Salyut desarrolló el proyecto de Tecnología. Se planeó construir una nave espacial de 20 toneladas y una planta de 100 toneladas. El aparato estaba equipado con cápsulas balísticas, que debían entregar los productos fabricados a la Tierra. El proyecto nunca fue implementado. Usted pregunta: ¿por qué? Este es un problema estándar de exploración espacial: falta de fondos. Es relevante en nuestro tiempo.
Asentamientos espaciales
A principios del siglo XX, se publicó una fantástica novela de K. E. Tsiolkovsky "Más allá de la Tierra". En él, describió los primeros asentamientos galácticos. Por el momento, cuando ya hay ciertos logros en la exploración espacial, puede retomar la implementación de este fantástico proyecto.
En 1974, Gerard O'Neill, profesor de física en la Universidad de Princeton, desarrolló y publicó un proyecto para la colonización de la galaxia. Sugirió colocar asentamientos espaciales en el punto de libración (un lugar donde las fuerzas de gravedad del Sol, la Luna y la Tierra se cancelan entre sí). Tales aldeas siempre estarán en un solo lugar.
O'Neill cree que en 2074 la mayoría de las personas se mudarán al espacio y tendrán recursos ilimitados de alimentos y energía. El terreno se convertirá en un gran parque, libre de industria, donde podrá pasar sus vacaciones.
Colonia Modelo O'Neill
El profesor sugiere comenzar una exploración pacífica del espacio con la construcción de un modelo con un radio de 100 metros. En tal estructura puede acomodar a unas 10 mil personas. La tarea principal de este acuerdo es construir el siguiente modelo, que debería ser 10 veces más grande. El diámetro de la próxima colonia aumenta a 6-7 kilómetros, y la longitud aumenta a 20.
La comunidad científica en torno al proyecto O'Neill aún no ha disminuido. En las colonias que ofrece, la densidad de población es casi la misma que en las ciudades terrenales. ¡Y esto es bastante! Especialmente cuando consideras que los fines de semana no puedes salir de la ciudad. En parques cercanos, pocas personas quieren relajarse. Difícilmente se puede comparar con las condiciones de vida en la Tierra. ¿Y cómo en estos espacios cerrados serán las cosas con compatibilidad psicológica y un deseo de un cambio de lugar? ¿La gente querrá vivir allí? ¿Los asentamientos espaciales se convertirán en lugares de propagación de desastres y conflictos mundiales? Todas estas preguntas permanecen abiertas hasta ahora.
