Exploração espacial: história, problemas e sucessos

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Última modificação: 2024-02-12 11:54

Recentemente, a humanidade entrou no limiar do terceiro milênio. O que nos espera no futuro? Certamente haverá muitos problemas que exigem soluções vinculativas. Segundo os cientistas, em 2050 o número de habitantes da Terra atingirá a cifra de 11 bilhões de pessoas. Além disso, o crescimento será de 94% nos países em desenvolvimento e apenas 6% nos industrializados. Além disso, os cientistas aprenderam a retardar 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 passando fome. Por esta razão, cerca de 50 milhões morrem todos os anos. Alimentar 11 bilhões exigiria um aumento de 10 vezes na produção de alimentos. 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 produçãonão apenas os recursos estão esgotados, mas o clima do planeta está mudando. Carros, usinas de energia e fábricas emitem tanto dióxido de carbono na atmosfera que o surgimento de um efeito estufa não está longe. 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 a um desastre.

Esses problemas ajudarão a resolver a exploração espacial. Pense por você mesmo. Será possível mover fábricas para lá, explorar Marte, a Lua, extrair recursos e energia. E tudo será como nos filmes e nas páginas das obras de ficção científica.

Energia do espaço sideral

Agora 90% de toda a energia da Terra é obtida pela queima de combustível em fogões domésticos, motores de automóveis e caldeiras de usinas de energia. O consumo de energia dobra a cada 20 anos. Quantos recursos naturais serão suficientes para atender às nossas necessidades?

Por exemplo, o mesmo óleo? Segundo os cientistas, terminará em tantos anos quanto a história da exploração espacial, ou seja, em 50. O carvão durará 100 anos e o gás cerca de 40. Aliás, a energia nuclear também é uma fonte esgotável.

Teoricamente, o problema de encontrar energias alternativas foi resolvido nos anos 30 do século passado, quando surgiu a reação de fusão termonuclear. Infelizmente, ela ainda está fora de controle. Mas mesmo que você aprenda a controlá-lo e receber energia em quantidades ilimitadas, isso levará ao superaquecimento do planeta edas Alterações Climáticas. Existe uma saída para esta situação?

indústria 3D

Claro, isso é exploração espacial. É necessário passar da indústria "bidimensional" para a "tridimensional". Ou seja, todas as indústrias intensivas em energia precisam ser transferidas da superfície da Terra para o espaço. Mas no momento não é economicamente viável fazê-lo. O custo dessa energia será 200 vezes maior do que a eletricidade gerada pelo calor da Terra. Além disso, enormes injeções de dinheiro exigirão a construção de grandes estações orbitais. Em geral, precisamos esperar até que a humanidade passe pelos próximos estágios da exploração espacial, quando a tecnologia será aprimorada e o custo dos materiais de construção diminuirá.

24/7 sol

Ao longo da história do planeta, as pessoas usaram a luz solar. No entanto, a necessidade não é apenas durante o dia. À noite, é necessário muito mais tempo: para iluminar canteiros de obras, ruas, campos durante os trabalhos agrícolas (semeadura, colheita), etc. E no Extremo Norte, o Sol não aparece no céu por seis meses. É possível aumentar as horas de luz do dia? Quão realista é a criação de um sol artificial? Os avanços atuais na exploração espacial tornam essa tarefa bastante viável. Basta colocar um dispositivo apropriado na órbita do planeta para refletir a luz para a Terra. Ao mesmo tempo, sua intensidade pode ser alterada.

Quem inventou o refletor?

Pode-se dizer que a história da exploração espacial na Alemanha começou com a ideia de criar refletores extraterrestres, proposta pelo engenheiro alemão HermannOberth em 1929. Seu desenvolvimento posterior pode ser atribuído ao trabalho do cientista Eric Kraft dos EUA. Agora os americanos estão mais perto do que nunca da implementação deste projeto.

Estruturalmente, o refletor é uma moldura sobre a qual é esticado um filme polimérico metalizado, refletindo a radiação do sol. A direção do fluxo de luz será realizada por comandos da Terra, ou automaticamente, de acordo com um programa pré-determinado.

Implementação do projeto

Os Estados Unidos estão fazendo sérios progressos na exploração espacial e chegaram perto de implementar este projeto. Agora, especialistas americanos estão investigando a possibilidade de colocar satélites apropriados em órbita. Eles estarão localizados diretamente acima da América do Norte. 16 espelhos refletores instalados prolongarão as horas de luz do dia em 2 horas. Dois refletores estão planejados para serem enviados ao Alasca, o que aumentará as horas de luz do dia em até 3 horas. Se você usar satélites refletores para prolongar o dia em megacidades, isso fornecerá iluminação de ruas, rodovias, canteiros de obras de alta qualidade e sem sombras, o que sem dúvida é benéfico do ponto de vista econômico.

Refletores na Rússia

Por exemplo, se cinco cidades iguais em tamanho a Moscou forem iluminadas do espaço, graças à economia de energia, os custos serão pagos em cerca de 4-5 anos. Além disso, o sistema de satélites refletores pode mudar para outro grupo de cidades sem custos adicionais. E como o ar será purificado se a energia não vem de usinas fumegantes, mas do espaçoespaço! O único obstáculo para a implementação deste projeto em nosso país é a f alta de financiamento. Portanto, a exploração espacial pela Rússia não está indo tão rápido quanto gostaria.

Plantas Extraterrestres

Já se passaram mais de 300 anos desde a descoberta do vácuo por E. Torricelli. Isso desempenhou um papel enorme no desenvolvimento da tecnologia. Afinal, 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 um vácuo dará em um assunto como a exploração espacial. Por que não fazer a galáxia servir as pessoas construindo fábricas lá? Eles estarão em um ambiente completamente diferente, em condições de vácuo, baixas temperaturas, fontes poderosas de radiação solar e leveza.

Agora é difícil perceber todas as vantagens desses fatores, mas podemos dizer com confiança que perspectivas simplesmente fantásticas estão se abrindo e o tópico “Exploração do espaço através da construção de fábricas extraterrestres” está se tornando mais relevante do que nunca. Se os raios do Sol são concentrados por um espelho parabólico, podem ser soldadas peças feitas de ligas de titânio, aço inoxidável, etc. Quando os metais são fundidos em condições terrestres, as impurezas entram neles. E a tecnologia está cada vez mais precisando de materiais ultrapuros. Como obtê-los? Você pode "suspender" o metal em um campo magnético. Se sua massa for pequena, então este campo irá retê-la. Neste caso, o metal pode ser fundido passando uma corrente de alta frequência através dele.

Na ausência de peso, materiais de qualquer massa e tamanho podem ser derretidos. Não é necessáriosem moldes, sem cadinhos para fundição. Além disso, não há necessidade de lixamento e polimento subsequentes. E os materiais serão fundidos em fornos convencionais ou solares. Em condições de vácuo, a “soldagem a frio” pode ser realizada: superfícies metálicas bem limpas e combinadas formam juntas muito fortes.

Em condições terrestres, não será possível fazer grandes cristais semicondutores sem defeitos, o que reduz a qualidade dos microcircuitos e dispositivos feitos a partir deles. Graças à leveza e vácuo, será possível obter cristais com as propriedades desejadas.

Tentativas de implementar ideias

Os primeiros passos na implementação dessas ideias foram dados na década de 80, quando a exploração espacial na URSS estava em pleno andamento. Em 1985, 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, o projeto "Tecnologia" foi desenvolvido na NPO "Salyut". Foi planejado construir uma espaçonave pesando 20 toneladas e uma planta pesando 100 toneladas. O dispositivo estava equipado com cápsulas balísticas, que deveriam entregar produtos manufaturados à Terra. O projeto nunca foi implementado. Você vai perguntar por quê? Este é um problema padrão da exploração espacial - f alta de financiamento. É relevante em nosso tempo.

Assentamentos espaciais

No início do século 20, uma história fantástica de K. E. Tsiolkovsky “Out of the Earth” foi publicada. Nele, ele descreveu os primeiros assentamentos galácticos. No momento, quandoexistem certas conquistas na exploração espacial, você pode assumir a implementação deste projeto fantástico.

Em 1974, Gerard O'Neill, professor de física da Universidade de Princeton, desenvolveu e publicou um projeto para colonizar a galáxia. Ele propôs colocar assentamentos espaciais no ponto de libração (o local onde as forças de atração do Sol, Lua e Terra se cancelam). Essas aldeias estarão sempre em um só lugar.

O^'Neil acredita que em 2074 a maioria das pessoas se mudará para o espaço e terá alimentos e recursos energéticos ilimitados. A terra se tornará um grande parque, livre de indústrias, onde você poderá passar suas férias.

Modelo de colônia O^'Nilo

Exploração espacial pacífica, o professor sugere começar pela construção de uma maquete com raio de 100 metros. Esta instalação pode acomodar até 10.000 pessoas. A principal tarefa deste 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.

Na comunidade científica em torno do projeto O^'Nile, as disputas ainda não diminuem. Nas colônias que ele propõe, a densidade populacional é aproximadamente a mesma que nas cidades terrestres. E isso é bastante! Especialmente quando você considera que nos finais de semana você não pode sair da cidade por lá. Poucas pessoas querem relaxar em parques apertados. Dificilmente pode ser comparado com as condições de vida na Terra. E como ficarão as coisas com compatibilidade psicológica e vontade de trocar de lugar nesses espaços fechados?As pessoas vão querer morar lá? Os assentamentos espaciais se tornarão locais de propagação de desastres e conflitos globais? Todas essas questões ainda estão em aberto.

Conclusão

Nas entranhas do sistema solar, uma quantidade incalculável de recursos materiais e energéticos é colocada. Portanto, a exploração espacial humana deve agora se tornar uma prioridade. Afinal, se bem-sucedidos, os recursos recebidos servirão para o benefício das pessoas.

Até agora, a astronáutica está dando seus primeiros passos nessa direção. Podemos dizer que isso é uma criança, mas com o tempo ele se tornará um adulto. O principal problema da exploração espacial não é a f alta de ideias, mas a f alta de fundos. Enormes recursos materiais são necessários. Mas se os compararmos com o custo dos armamentos, o valor não é tão grande. Por exemplo, uma redução de 50% nos gastos militares globais permitirá três expedições a Marte nos próximos anos.

No nosso tempo, a humanidade deve estar imbuída da ideia da unidade do mundo e reconsiderar as prioridades de desenvolvimento. E o espaço será um símbolo de cooperação. É melhor construir fábricas em Marte e na Lua, beneficiando assim todas as pessoas, do que multiplicar o já inflado potencial nuclear global. Há quem defenda que a exploração espacial pode esperar. Os cientistas costumam responder assim: “Claro, talvez, porque o universo existirá para sempre, mas nós, infelizmente, não.”