Weltraumforschung: Geschichte, Probleme und Erfolge

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-12 05:35

Vor kurzem hat die Menschheit die Schwelle des dritten Jahrtausends betreten. Was erwartet uns in der Zukunft? Sicherlich wird es viele Probleme geben, die verbindliche Lösungen erfordern. Wissenschaftlern zufolge wird die Zahl der Erdbewohner im Jahr 2050 die Zahl von 11 Milliarden Menschen erreichen. Außerdem werden 94 % des Wachstums in den Entwicklungsländern und nur 6 % in den Industrieländern stattfinden. Darüber hinaus haben Wissenschaftler gelernt, den Alterungsprozess zu verlangsamen, was die Lebenserwartung deutlich erhöht.

Dies führt zu einem neuen Problem - Nahrungsmittelknappheit. Derzeit hungern etwa eine halbe Milliarde Menschen. Aus diesem Grund sterben jedes Jahr etwa 50 Millionen. Die Ernährung von 11 Milliarden Menschen würde eine 10-fache Steigerung der Nahrungsmittelproduktion erfordern. Außerdem wird Energie benötigt, um das Leben all dieser Menschen zu sichern. Und dies führt zu einer Steigerung der Kraftstoff- und Rohstoffproduktion. Wird der Planet einer solchen Belastung standh alten?

Nun, vergiss nicht die Umweltverschmutzung. Mit steigenden Produktionsratennicht nur die Ressourcen sind erschöpft, sondern das Klima des Planeten verändert sich. Autos, Kraftwerke und Fabriken stoßen so viel Kohlendioxid in die Atmosphäre aus, dass der Treibhauseffekt nicht mehr fern ist. Mit einem Temperaturanstieg auf der Erde beginnt das Abschmelzen von Gletschern und ein Anstieg des Wasserspiegels in den Ozeanen. All dies wird sich nachteilig auf die Lebensbedingungen der Menschen auswirken. Es kann sogar zu einer Katastrophe führen.

Diese Probleme helfen bei der Lösung der Weltraumforschung. Denke selbst. Es wird möglich sein, Fabriken dorthin zu verlegen, den Mars und den Mond zu erkunden, Ressourcen und Energie zu extrahieren. Und alles wird wie in den Filmen und auf den Seiten von Science-Fiction-Werken sein.

Energie aus dem Weltall

Jetzt werden 90 % der gesamten Energie der Erde durch die Verbrennung von Brennstoff in Haush altsöfen, Automotoren und Kraftwerksboilern gewonnen. Der Energieverbrauch verdoppelt sich alle 20 Jahre. Wie viele natürliche Ressourcen werden ausreichen, um unseren Bedarf zu decken?

Zum Beispiel dasselbe Öl? Laut Wissenschaftlern wird es in so vielen Jahren enden wie die Geschichte der Weltraumforschung, also in 50. Kohle wird 100 Jahre h alten und Gas etwa 40. Übrigens ist auch die Kernenergie eine erschöpfbare Quelle.

Theoretisch wurde das Problem, alternative Energien zu finden, bereits in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts gelöst, als man auf die Reaktion der thermonuklearen Fusion kam. Leider ist sie immer noch außer Kontrolle. Aber selbst wenn Sie lernen, es zu kontrollieren und Energie in unbegrenzten Mengen zu erh alten, führt dies zu einer Überhitzung des Planeten und ist irreversibelKlimawandel. Gibt es einen Ausweg aus dieser Situation?

3D-Industrie

Natürlich ist das Weltraumforschung. Es ist notwendig, von der „zweidimensionalen“Industrie zur „dreidimensionalen“Industrie überzugehen. Das heißt, alle energieintensiven Industrien müssen von der Erdoberfläche in den Weltraum verlagert werden. Aber das ist derzeit wirtschaftlich nicht vertretbar. Die Kosten für diese Energie werden 200-mal höher sein als für Strom, der durch Wärme auf der Erde erzeugt wird. Außerdem erfordern riesige Finanzspritzen den Bau großer Orbitalstationen. Im Allgemeinen müssen wir warten, bis die Menschheit die nächsten Phasen der Weltraumforschung durchläuft, wenn die Technologie verbessert und die Kosten für Baumaterialien sinken werden.

24/7 Sonne

Im Laufe der Geschichte des Planeten haben die Menschen das Sonnenlicht genutzt. Der Bedarf besteht jedoch nicht nur tagsüber. Nachts wird sie viel länger benötigt: zum Ausleuchten von Baustellen, Straßen, Feldern bei landwirtschaftlichen Arbeiten (Aussaat, Ernte) etc. Und im hohen Norden erscheint die Sonne sechs Monate lang überhaupt nicht am Himmel. Ist es möglich, die Tageslichtstunden zu verlängern? Wie realistisch ist die Erschaffung einer künstlichen Sonne? Die heutigen Fortschritte in der Weltraumforschung machen diese Aufgabe durchaus machbar. Es reicht aus, nur ein geeignetes Gerät in der Umlaufbahn des Planeten zu platzieren, um Licht zur Erde zu reflektieren. Gleichzeitig kann die Intensität verändert werden.

Wer hat den Reflektor erfunden?

Man kann sagen, dass die Geschichte der Weltraumforschung in Deutschland mit der Idee des deutschen Ingenieurs Hermann begann, außerirdische Reflektoren zu schaffenOberth 1929. Seine Weiterentwicklung geht auf die Arbeit des Wissenschaftlers Eric Kraft aus den USA zurück. Jetzt sind die Amerikaner der Umsetzung dieses Projekts näher als je zuvor.

Strukturell ist der Reflektor ein Rahmen, auf dem eine polymere metallisierte Folie gespannt ist, die die Sonnenstrahlung reflektiert. Die Richtung des Lichtflusses wird entweder durch Befehle von der Erde oder automatisch nach einem vorgegebenen Programm ausgeführt.

Projektdurchführung

Die Vereinigten Staaten machen ernsthafte Fortschritte in der Weltraumforschung und stehen kurz vor der Umsetzung dieses Projekts. Nun untersuchen amerikanische Experten die Möglichkeit, entsprechende Satelliten in den Orbit zu bringen. Sie werden sich direkt über Nordamerika befinden. 16 installierte Umlenkspiegel verlängern die Tageslichtstunden um 2 Stunden. Es ist geplant, zwei Reflektoren nach Alaska zu schicken, die dort die Tageslichtstunden um bis zu 3 Stunden verlängern werden. Verlängert man in Megastädten den Tag mit Reflektorsatelliten, so sorgt das für eine qualitativ hochwertige und schattenfreie Ausleuchtung von Straßen, Autobahnen, Baustellen, was aus wirtschaftlicher Sicht zweifelsohne von Vorteil ist.

Reflektoren in Russland

Wenn beispielsweise fünf Städte in der Größe von Moskau aus dem All beleuchtet werden, dann amortisieren sich die Kosten dank Energieeinsparung in etwa 4-5 Jahren. Darüber hinaus kann das System der Reflektorsatelliten ohne zusätzliche Kosten auf eine andere Städtegruppe umgestellt werden. Und wie wird die Luft gereinigt, wenn die Energie nicht aus rauchenden Kraftwerken, sondern aus dem All kommt?Platz! Das einzige Hindernis für die Umsetzung dieses Projekts in unserem Land ist die fehlende Finanzierung. Daher geht die russische Weltraumforschung nicht so schnell voran, wie sie es gerne hätte.

Außerirdische Pflanzen

Seit der Entdeckung des Vakuums durch E. Torricelli sind mehr als 300 Jahre vergangen. Dies spielte eine große Rolle bei der Entwicklung der Technologie. Schließlich wäre es ohne Verständnis der Physik des Vakuums unmöglich, weder Elektronik noch Verbrennungsmotoren zu entwickeln. Aber all das gilt für die Industrie auf der Erde. Es ist schwer vorstellbar, welche Möglichkeiten ein Vakuum in einer Angelegenheit wie der Weltraumforschung bietet. Warum nicht die Galaxie den Menschen dienen lassen, indem man dort Fabriken baut? Sie werden sich in einer völlig anderen Umgebung befinden, unter Bedingungen von Vakuum, niedrigen Temperaturen, starken Sonnenstrahlungsquellen und Schwerelosigkeit.

Jetzt ist es schwierig, alle Vorteile dieser Faktoren zu realisieren, aber wir können mit Zuversicht sagen, dass sich einfach fantastische Perspektiven auftun und das Thema „Weltraumforschung durch den Bau außerirdischer Fabriken“aktueller denn je wird. Wenn die Sonnenstrahlen durch einen Parabolspiegel konzentriert werden, können Teile aus Titanlegierungen, Edelstahl usw. geschweißt werden Wenn Metalle unter irdischen Bedingungen geschmolzen werden, gelangen Verunreinigungen in sie. Und die Technik benötigt zunehmend hochreine Materialien. Wie bekomme ich sie? Sie können das Metall in einem Magnetfeld „aufhängen“. Wenn seine Masse klein ist, wird dieses Feld es h alten. In diesem Fall kann das Metall geschmolzen werden, indem ein hochfrequenter Strom hindurchgeleitet wird.

In der Schwerelosigkeit können Materialien beliebiger Masse und Größe geschmolzen werden. Nicht benötigtkeine Formen, keine Tiegel zum Gießen. Auch ein nachträgliches Schleifen und Polieren entfällt. Und die Materialien werden entweder in konventionellen oder Solaröfen geschmolzen. Unter Vakuumbedingungen kann „K altschweißen“durchgeführt werden: Gut gereinigte und aufeinander abgestimmte Metalloberflächen bilden sehr starke Verbindungen.

Unter irdischen Bedingungen wird es nicht möglich sein, große Halbleiterkristalle ohne Defekte herzustellen, was die Qualität der daraus hergestellten Mikrosch altkreise und Geräte verringert. Dank Schwerelosigkeit und Vakuum wird es möglich sein, Kristalle mit den gewünschten Eigenschaften zu erh alten.

Umsetzungsversuche

Die ersten Schritte zur Umsetzung dieser Ideen wurden in den 80er Jahren unternommen, als die Weltraumforschung in der UdSSR in vollem Gange war. 1985 brachten Ingenieure einen Satelliten in die Umlaufbahn. Zwei Wochen später lieferte er Materialproben zur Erde. Solche Produkteinführungen sind zu einer jährlichen Tradition geworden.

Im selben Jahr wurde das Projekt "Technologie" bei der NPO "Salyut" entwickelt. Es war geplant, ein Raumschiff mit einem Gewicht von 20 Tonnen und eine Anlage mit einem Gewicht von 100 Tonnen zu bauen. Das Gerät war mit ballistischen Kapseln ausgestattet, die hergestellte Produkte zur Erde liefern sollten. Das Projekt wurde nie umgesetzt. Sie werden fragen, warum? Dies ist ein Standardproblem der Weltraumforschung – fehlende Finanzierung. Es ist in unserer Zeit relevant.

Weltraumsiedlungen

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde eine fantastische Geschichte von K. E. Tsiolkovsky „Out of the Earth“veröffentlicht. Darin beschrieb er die ersten galaktischen Siedlungen. Im Moment, wannEs gibt bestimmte Errungenschaften in der Weltraumforschung, Sie können die Umsetzung dieses fantastischen Projekts übernehmen.

Im Jahr 1974 entwickelte und veröffentlichte Gerard O'Neill, Professor für Physik an der Princeton University, ein Projekt zur Kolonisierung der Galaxie. Er schlug vor, Weltraumsiedlungen am Librationspunkt (dem Ort, an dem sich die Anziehungskräfte von Sonne, Mond und Erde gegenseitig aufheben) zu errichten. Solche Dörfer werden immer an einem Ort sein.

O^'Neil glaubt, dass die meisten Menschen im Jahr 2074 in den Weltraum ziehen und unbegrenzte Nahrungs- und Energieressourcen haben werden. Das Land wird zu einem riesigen Park ohne Industrie, in dem Sie Ihren Urlaub verbringen können.

Modellkolonie O^'Nil

Friedliche Weltraumforschung, der Professor schlägt vor, mit dem Bau eines Modells mit einem Radius von 100 Metern zu beginnen. Diese Anlage bietet Platz für bis zu 10.000 Personen. Die Hauptaufgabe dieser Siedlung besteht darin, das nächste Modell zu bauen, das 10-mal größer sein sollte. Der Durchmesser der nächsten Kolonie erhöht sich auf 6-7 Kilometer und die Länge auf 20.

In der wissenschaftlichen Gemeinschaft rund um das O^'Nile-Projekt reißen die Streitigkeiten immer noch nicht ab. In den Kolonien, die er vorschlägt, ist die Bevölkerungsdichte ungefähr dieselbe wie in terrestrischen Städten. Und das ist ziemlich viel! Vor allem wenn man bedenkt, dass man dort am Wochenende nicht aus der Stadt rauskommt. Nur wenige Menschen wollen in engen Parks entspannen. Es ist kaum mit den Lebensbedingungen auf der Erde zu vergleichen. Und wie wird es mit der psychologischen Verträglichkeit und dem Wunsch nach Platzwechsel in diesen geschlossenen Räumen weitergehen?Werden die Menschen dort leben wollen? Werden Siedlungen im Weltraum zu Orten der Ausbreitung globaler Katastrophen und Konflikte? All diese Fragen sind noch offen.

Schlussfolgerung

In den Eingeweiden des Sonnensystems lagern unabsehbare Mengen an stofflichen und energetischen Ressourcen. Daher sollte die bemannte Weltraumforschung jetzt zu einer Priorität werden. Denn im Erfolgsfall kommen die erh altenen Ressourcen den Menschen zugute.

Bis jetzt macht die Raumfahrt erste Schritte in diese Richtung. Wir können sagen, dass dies ein Kind ist, aber mit der Zeit wird er erwachsen. Das Hauptproblem der Weltraumforschung ist nicht ein Mangel an Ideen, sondern ein Mangel an Geldern. Es werden enorme materielle Ressourcen benötigt. Aber wenn wir sie mit den Rüstungskosten vergleichen, dann ist der Betrag nicht so groß. Beispielsweise wird eine Reduzierung der weltweiten Militärausgaben um 50 % drei Expeditionen zum Mars in den nächsten Jahren ermöglichen.

In unserer Zeit sollte die Menschheit von der Idee der Einheit der Welt durchdrungen sein und Entwicklungsprioritäten überdenken. Und der Weltraum wird ein Symbol der Zusammenarbeit sein. Es ist besser, Fabriken auf dem Mars und dem Mond zu bauen und damit allen Menschen zugute zu kommen, als das bereits aufgeblähte globale nukleare Potenzial zu vervielfachen. Es gibt Leute, die argumentieren, dass die Weltraumforschung warten kann. Wissenschaftler antworten ihnen normalerweise so: „Natürlich, vielleicht, weil das Universum für immer existieren wird, aber wir leider nicht.“