Recentment, la humanitat ha entrat en el llindar del tercer mil·lenni. Què ens espera en el futur? Segurament hi haurà molts problemes que requereixen solucions vinculants. Segons els científics, el 2050 el nombre d’habitants de la Terra arribarà als 11 mil milions de persones. A més, el 94% del creixement serà dels països en desenvolupament i només el 6% dels països industrialitzats. A més, els científics han après a frenar el procés d’envelliment, fet que augmenta significativament l’esperança de vida.
Això comporta un nou problema: l'escassetat d'aliments. Actualment, prop de mig milió de persones es moren de fam. Per això, cada any moren al voltant de 50 milions. Per alimentar 11 mil milions, caldrà augmentar la producció d'aliments deu vegades. A més, caldrà energia per assegurar la vida de totes aquestes persones. I això condueix a un augment de la producció de combustible i matèries primeres. El planeta suportarà aquesta càrrega?
Doncs no us oblideu de la contaminació ambiental. A mesura que augmenten les taxes de producció, no només s’esgoten els recursos, sinó que el clima del planeta canvia. Màquines, plantes elèctriques, fàbriques emeten tant diòxid de carboni a l’atmosfera que l’efecte hivernacle és a la vorera. Amb un augment de la temperatura a la Terra, començarà la fusió de les glaceres i un augment del nivell d’aigua als oceans. Tot això afectarà molt negativament les condicions de vida de les persones. Fins i tot pot conduir a un desastre.
Aquests problemes ajudaran a resoldre l'exploració espacial. Penseu per vosaltres mateixos. Allà serà possible moure les plantes, explorar Mart, la Lluna i extreure recursos i energia. I tot serà igual que a les pel·lícules i a les pàgines d’obres de ciència ficció.
L’energia des de l’espai
Ara el 90% de tota l’energia terrestre s’obté cremant combustible en estufes domèstiques, motors de cotxes i calderes de centrals elèctriques. Cada 20 anys, el consum d’energia es duplica. Quants recursos naturals seran suficients per satisfer les nostres necessitats?
Per exemple, el mateix oli? Segons els científics, s’acabarà en tants anys que tingui la història de l’exploració espacial, és a dir, en 50. El carbó és suficient durant 100 anys, i el gas durant uns 40. Per cert, l’energia atòmica també és una font esgotable.
Teòricament, el problema de trobar energia alternativa es va resoldre als anys 30 del segle passat, quan van inventar la reacció de fusió. Malauradament, continua sent incontrolable. Però, fins i tot si aprens a controlar-lo i a rebre energia en quantitats il·limitades, això comportarà un sobreescalfament del planeta i un canvi climàtic irreversible. Hi ha alguna sortida d’aquesta situació?
Indústria 3D
Per descomptat, es tracta d’exploració espacial. Cal passar d’una indústria “bidimensional” a una “tridimensional”. És a dir, tota producció de consum energètic s’ha de transferir des de la superfície de la Terra a l’espai. Però, de moment, fer això és desavantatge econòmicament. El cost d'aquesta energia serà 200 vegades superior a l'electricitat que rep la calor a la Terra. A més, les grans injeccions d'efectiu requereixen la construcció de grans estacions orbitals. En general, cal esperar a que la humanitat passi per les properes etapes de l’exploració espacial, quan es millorarà la tecnologia i disminuirà el cost dels materials de construcció.
Ronda el sol del rellotge
Al llarg de la història del planeta, les persones han estat utilitzant la llum del sol. Tot i això, la necessitat no només és de dia. A la nit, triga molt més: il·luminar llocs de construcció, carrers, camps durant la feina agrícola (sembra, collita), etc. I a l’Extrem Nord, el Sol no apareix a l’horitzó durant sis mesos. És possible augmentar l'horari diürn? Què tan realista és la creació d’un sol artificial? Els èxits actuals en l'exploració espacial fan aquesta tasca força factible. N’hi ha prou amb col·locar un dispositiu adequat a l’òrbita del planeta per reflectir la llum a la Terra. Al mateix temps, es pot canviar la seva intensitat.
Qui va inventar el reflector?
Podem dir que la història de l’exploració espacial a Alemanya va començar amb la idea de crear reflectors extraterrestres, proposats per l’enginyer alemany Hermann Obert el 1929. El seu desenvolupament posterior es pot remuntar a les obres del científic Eric Kraft dels EUA. Ara els nord-americans estan més a prop que mai d’aquest projecte.
Estructuralment, el reflector és un marc sobre el qual s’estén una pel·lícula metalitzada amb polímers, que reflecteix la radiació del sol. La direcció del flux de llum es realitzarà ja sigui mitjançant ordres de la Terra, o automàticament, segons un programa predeterminat.
Implementació del projecte
Els Estats Units estan fent un gran avenç en l'exploració espacial i s'han apropat a la realització d'aquest projecte. Ara els experts nord-americans exploren la possibilitat de posar els òbits satèl·lits corresponents en òrbita. Se situaran directament sobre l’Amèrica del Nord. 16 miralls reflectors instal·lats prolongaran l'horari de la llum del dia per 2 hores. Dos reflectors tenen previst dirigir-se a Alaska, que augmentarà la jornada natural fins a tres hores. Si utilitzeu satèl·lits reflectors per ampliar el dia en megacitats, això els proporcionarà una il·luminació de gran qualitat i sense ombres de carrers, autopistes, llocs de construcció, cosa que, per descomptat, és avantatjosa econòmicament.
Reflectors a Rússia
Per exemple, si il·lumines cinc ciutats des de l’espai, de mida igual a Moscou, a causa d’un estalvi d’energia, els costos es pagaran en uns 4-5 anys. A més, el sistema reflector de satèl·lit pot canviar a un altre grup de ciutats sense cap cost addicional. I com es netejarà l’aire si l’energia no prové de les centrals més petites, sinó de l’espai exterior! L’únic obstacle per a la implementació d’aquest projecte al nostre país és la manca de finançament. Per tant, l'exploració espacial de Rússia no va tan ràpid com volíem.
Fàbriques extraterrestres
Han passat més de 300 anys des del descobriment del buit E. Torricelli. Això va tenir un paper important en el desenvolupament de la tecnologia. De fet, sense comprendre la física del buit, seria impossible crear electrònica o motors de combustió interna. Però tot això s’aplica a la indústria a la Terra. És difícil imaginar quines oportunitats proporcionarà el buit en matèria d’exploració espacial. Per què no fer que la galàxia serveixi a la gent construint fàbriques allà? Estaran en un entorn completament diferent, sota buit, temperatures baixes, potents fonts de radiació solar i gravetat zero.
Ara és difícil adonar-se de tots els avantatges d’aquests factors, però és segur dir que s’obren perspectives fantàstiques i el tema “Exploració espacial mitjançant la construcció de plantes extraterrestres” és cada cop més rellevant que mai. Si concentreu els raigs del sol amb un mirall parabòlic, podeu soldar peces fetes d’aliatges de titani, d’acer inoxidable, etc. Quan es fonen metalls en condicions terrestres, s’hi posen impureses. I la tecnologia necessita cada cop més materials ultra-purs. Com aconseguir-los? Podeu "suspendre" el metall en un camp magnètic. Si la seva massa és petita, aquest camp el mantindrà. En aquest cas, el metall es pot fondre passant un corrent d’alta freqüència a través seu.
Amb gravetat zero, es poden fondre materials de qualsevol massa i mida. No calen motlles ni gresols de colada. Tampoc hi ha necessitat de polir i polir posteriorment. I els materials es fonran ja sigui en forns convencionals o solars. En condicions de buit, és possible dur a terme “soldadures en fred”: netejades bé i ajustades entre si les superfícies metàl·liques formen juntes molt fortes.
En condicions terrestres, no serà possible fer grans cristalls de semiconductor sense defectes, cosa que redueixi la qualitat dels microcircuits i dispositius fabricats a partir d’aquests. Gràcies a la gravetat zero i al buit, serà possible obtenir cristalls amb les propietats desitjades.
Intents d’implementar idees
Els primers passos en la implementació d’aquestes idees es van fer als anys 80, quan l’exploració espacial a l’URSS estava en ple desenvolupament. El 1985, els enginyers van llançar un satèl·lit en òrbita. Dues setmanes després, va lliurar mostres de materials a la Terra. Aquests llançaments s'han convertit en una tradició anual.
El mateix any, l’ONG Salyut va desenvolupar el projecte Tecnologia. Es va planejar construir una nau espacial que pesés 20 tones i una planta que pesés 100 tones. L’aparell estava equipat amb càpsules balístiques que suposadament havien de lliurar els productes fabricats a la Terra. El projecte no es va implementar mai. Et preguntes: per què? Es tracta d’un problema estàndard d’exploració espacial: manca de finançament. És rellevant en els nostres temps.
Assentaments espacials
A principis del segle XX, es va publicar una fantàstica novel·la de K. E. Tsiolkovsky "Més enllà de la terra". En ella, va descriure els primers assentaments galàctics. En aquest moment, quan ja hi ha certs assoliments en l'exploració espacial, podeu assumir la implementació d'aquest fantàstic projecte.
El 1974, Gerard O'Neill, professor de física de la Universitat de Princeton, va desenvolupar i publicar un projecte per a la colonització de la galàxia. Va suggerir col·locar assentaments espacials al punt d’alliberament (un lloc on les forces de gravetat del Sol, la Lluna i la Terra s’anul·len mútuament). Aquests pobles sempre estaran en un sol lloc.
O'Neill creu que el 2074 la majoria de la gent es traslladarà a l'espai i tindrà recursos energètics i alimentaris il·limitats. La terra es convertirà en un enorme parc, lliure d’indústries, on passar les vacances.
Model de colònia O'Neill
El professor suggereix iniciar una exploració pacífica de l’espai amb la construcció d’un model amb un radi de 100 metres. En aquesta estructura, pot allotjar al voltant de 10 mil persones. La tasca principal d’aquest assentament és crear el següent model, que hauria de ser deu vegades més gran. El diàmetre de la propera colònia augmenta fins als 6-7 quilòmetres i la longitud augmenta fins als 20.
La comunitat científica al voltant del projecte O'Neill encara no ha desaparegut. A les colònies que ofereix, la densitat de població és aproximadament la mateixa que a les ciutats terrestres. I això és bastant! Sobretot si teniu en compte que els caps de setmana no podeu sortir de la ciutat. Als parcs propers, poca gent vol relaxar-se. Difícilment es pot comparar amb les condicions de vida a la Terra. I com passaran en aquests espais tancats la compatibilitat psicològica i l’afany de canvi de lloc? La gent voldrà viure-hi? Els assentaments espacials es convertiran en llocs de difusió de desastres i conflictes mundials? Totes aquestes preguntes continuen obertes fins ara.
