13 dintre cele mai mari probleme în explorarea spațiului

Omenirea are originea în Africa. Dar nu toți au rămas acolo peste mii de ani, strămoșii noștri răspândite pe întreg continentul, iar apoi l-au lăsat. Când au ajuns la mare, au construit bărci și au navigat spre insulele vastele distantelor, a căror existență nu poate fi cunoscut. De ce?

Probabil din același motiv pentru care ne uităm la luna și stelele și spune: „Ce se întâmplă acolo? Am reușit să ajungem acolo? Poate că am putea zbura înapoi ".

Spațiu, desigur, mai ostile vieții umane decât suprafața mării; pentru a evita gravitația Pământului implică mult mai multă muncă și cheltuială decât descurajate de barca de pe mal. Dar apoi bărcile au fost tehnologia avansată a timpului său. Călători planificat cu atenție și călătoria lor periculoase, și mulți dintre ei au murit încercând să afle ce a fost la orizont. explorarea spațiului, în scopul de a găsi un nou habitat - acesta este un imens, periculos, și, probabil, proiect imposibil. Dar niciodată nu a oprit oamenii să încerce.

forțe puternice uneltit împotriva ta - cum ar fi gravitația. În cazul în care obiectul de deasupra Pământului vrea să zboare liber, el ar trebui să tragă doar până la o viteză mai mare de 25.000 de mile pe oră. Acest lucru presupune costuri mari monetare.

De exemplu, pentru a rula Rover „Curiozitatea“ pe Marte, a fost nevoie de aproape 200 de milioane de $. Și dacă vorbim despre misiunea cu membrii echipajului, suma va crește în mod semnificativ.

Salvați bani ajută nave de zbor reutilizabile. SpaceX Falcon 9 rachetă, de exemplu, sunt proiectate pentru utilizare repetată. și după cum știm, există încercări de aterizare deja cu succes.

Navele noastre sunt prea lente

Fly prin spațiu cu ușurință. Aceasta - vidul în final; Nimic nu te încetinește. Dar complicații apar atunci când porniți racheta. Cu cât masa unui obiect, cu atât mai mult este nevoie pentru a forța să-l miște, iar rachetele au o masă uriașă. propulsor chimic este excelent pentru accelerarea inițială, dar kerosenul prețioase arde în câteva minute. accelerarea pulsului permite să zboare spre Jupiter timp de 5-7 ani. Este un iad de o mulțime de filme în timpul zborului. Avem nevoie de o metodă nouă radicală pentru dezvoltarea vitezei de zbor.

moloz 3. Spațiu

Este un câmp minat

Felicitându! Ați lansat cu succes o rachetă pe orbită. Dar, înainte de a arunca în sus, în spațiu, în cazul în care un fragment al satelitului vechi nu se va efectua și accident în rezervorul de combustibil. Toate rachetele nu mai sunt.

Aceasta este problema de moloz spațiu, și este foarte real. „Rețea de supraveghere din SUA“ a spațiului cosmic a găsit 17.000 de obiecte - fiecare de marimea unei mingi - se năpusteau în jurul Pământului la viteze mai mari de 17500 de mile pe oră; și aproape 500.000 de fragmente mai mici de 10 cm. lansa adaptoare, capace pentru lentile, chiar la fața locului de cerneală poate rupe pâlnie în sistemele critice.

scuturi Whipple - fibre metalice si Kevlar - poate proteja împotriva bucăți mici, dar nimic nu te poate salva de la un întreg satelit. Există aproximativ 4000 de pe orbita Pământului, majoritatea celor uciși în aer. Controlul de zbor ajută la evitarea căi periculoase, dar nu perfect.

Push-le din orbita nu este realist - este nevoie de o întreagă misiune de a scăpa de un singur satelit mort. Deci, acum toți sateliții vor cădea de pe orbita pe cont propriu. Acestea vor jettison de combustibil suplimentar, și apoi utilizați, sau rachete boostere de o velă solară la cap în jos la pământ și arde în atmosferă.

4. Navigare

Nu există nici un GPS pentru spațiu

„Deep Space Network“, antene în California, Australia și Spania sunt singurul instrument de navigare pentru spațiu. Orice lucru care se execută în spațiu - de la sateliți proiecte studențești pentru a sonda „noi orizonturi“, rătăcind prin centura Kopeyra depinde de ele.

Dar în continuare racheta se deplasează departe de Pământ, cu atât mai puțin de încredere devine această metodă. Desigur, undele radio calatoresc la viteza luminii, dar transmisia în spațiu adânc încă dura câteva ore. Și stelele vă puteți îndrepta în direcția, dar acestea sunt prea departe pentru a vă arăta unde ești.

Un expert privind navigarea în spațiul deschis Dzhozef Ginn vrea să proiecteze un sistem autonom pentru misiuni viitoare, care vor fi colectate obiectivele de imagine și obiectele adiacente și utilizați locația lor în raport cu triangula coordonatele navei spațiale, care nu necesită nici un control de la sol.

Va fi ca GPS-ul de pe Pământ. Ai pus un receptor GPS de pe vehicul și problema este rezolvată.

5. Radiații

Cosmos vă va transforma într-o pungă cu cancer

În afara coconul în condiții de siguranță a Pamantului atmosfera si camp magnetic, veți găsi un spațiu de radiații, și este mortală. In plus fata de cancer, aceasta poate provoca, de asemenea, cataracta si, eventual, a bolii Alzheimer.

Când bate particulele subatomice din atomii de aluminiu din care a făcut coca exterioară, nucleele lor exploda, care emit particule mai ultrarapide numite radiație secundară.

Soluția? Un singur cuvânt: materiale plastice. Este ușor și puternic, și el este plin de atomi de hidrogen, nuclee mici, care nu produc o mulțime de radiații secundare. NASA testează un material plastic care poate atenua radiația în nave spațiale și costume spațiale.

Sau cum despre acel cuvânt magneți. Oamenii de stiinta de la proiectul de radiații cosmice „Scut Supraconductibilitatea“ lucrează la diborură de magneziu - supraconductor, care au respins particulele încărcate departe de navă.

6. Alimente și apă

Pe Marte, nu există nici un supermarket

Unele legume sunt destul de eficiente spațiu, dar cercetătorii lucrează la prune pitic modificate genetic, mai puțin de un metru în înălțime. Proteine, grăsimi și carbohidrați pot compensa în detrimentul unei culturi mai diverse - cartofi și alune.

7. mușchi și oase

Imponderabilitate te transformă într-o mizerie

Imponderabilitate distruge organismul: anumite celule ale sistemului imunitar sunt în imposibilitatea de a face munca lor, si celulele rosii exploda. Aceasta contribuie la apariția de pietre la rinichi, și face inima ta leneș.

Astronauții de pe ISS sunt instruiți să se ocupe de atrofie musculara si pierderea de masa osoasa, dar ei încă mai pierde masa osoasă în spațiu, precum și cele ale ciclurilor de rotație imponderabilitate nu ajuta alte probleme. gravitația artificială ar corecta toate astea.

În laboratorul lui de la Massachusetts Institute of Technology, fostul astronaut Lourens Yang testează o centrifugă: subiecții situată pe laturile lor pe platforma și rotiți picioarele o pedală pe o roată staționară, iar întreaga structură se rotește treptat în jurul axei sale. Forța rezultantă acționează asupra picioarelor astronautilor, amintind vag efectul gravitațional.

mașină de fitness Young este prea limitat, acesta poate fi folosit pentru a utiliza mai mult de o oră sau două pe zi, pentru constanta de greutate, o nava spatiala ar fi o centrifugă.

8. Sănătatea mintală

Interplanetare de călătorie - o cale directă la nebunie

Atunci când o persoană are un atac de cord sau accident vascular cerebral, uneori, medicii scad temperatura pacientului, încetinind metabolismul lor de a reduce daunele din cauza lipsei de oxigen. Acesta este - un truc care ar putea lucra pentru astronauți. călătorie interplanetară pentru un an (cel puțin). care trăiesc în strânsă navă spațială cu alimente săraci și intimitate la zero - o rețetă pentru nebunie cosmică.

9. Plantarea

Planeta, Buna ziua! Ai fost în spațiu timp de luni sau chiar mai mulți ani. În cele din urmă lume îndepărtată este văzută prin fereastra. Tot ce trebuie să faci - să aterizeze. Dar roll prin spațiu, la o viteză de 200.000 de mile pe oră lipsite de frecare. Oh, da, și nu există încă gravitația planetei.

problemă de aterizare este încă una dintre cele mai urgente care trebuie rezolvate de către ingineri. Amintiți-vă de aterizare nereușită „Schiaparelli“ pe Marte.

10. Resurse

Nu poți lua un munte cu un minereu de aluminiu

Când nava spatiala va merge pe un drum lung, ei vor lua cu ei din stocurile de pământ. Dar nu se poate lua cu ei toți. Seminte, generatoare de oxigen, există mai multe vehicule posibile pentru construcția infrastructurii. Dar coloniștii vor trebui să facă restul singur.

Din fericire, spațiul nu este în întregime fără rezultat. „Fiecare planeta are toate elementele chimice la concentrații diferite“, spune Ien Krouford, un om de stiinta planetar de la Birkbeck, Universitatea din Londra. Luna are o mulțime de aluminiu. Marte are cuarț și oxid de fier. asteroizi din apropiere - o mare sursă de minereuri de carbon și platină - și apă imediat ce pionierii dau seama cum să arunce în aer problema în cosmos. Dacă siguranțele și sondori sunt prea grele pentru a le ia la nava, ei vor avea nevoie pentru a extrage minerale și alte metode: de topire, magneți sau microbi-digestia metalelor. Și NASA explorează procesul de imprimare 3D pentru a imprima clădiri întregi - și nu va mai fi nevoie de a importa echipamente specializate.

11. Cercetare

Noi nu putem face totul singur

Câinii au ajutat oamenii să colonizeze pe Pământ, dar ei n-ar fi supraviețuit pe Marte. Pentru a răspândi în noua lume, vom avea nevoie de un nou cel mai bun prieten: robotul.

Colonizarea planetei necesită o mulțime de muncă grea, și roboți pot săpa toată ziua, fără a fi nevoie să mănânce sau să respire. prototipurile actuale - mari și voluminoase, acestea sunt dificil să se deplaseze pe teren. Astfel, roboții nu trebuie să fie ca noi, acesta poate fi ușor controlat de robot cu gheare în formă de găleată, proiectat de NASA pentru a dezgropa de gheață pe Marte.

Cu toate acestea, dacă lucrarea necesită dexteritate și precizie, atunci nu se poate face fără degete umane. costum de spațiu de azi proiectat pentru imponderabilitate, și nu pentru drumeții pe exoplaneta. Într-un prototip al NASA Z-2 are articulații flexibile și o cască care vă oferă o imagine clară cu privire la orice nevoi subțiri de cablare de fixare.

12. Spațiul este imens

Motoarele warp încă nu există

Cel mai rapid lucru pe care oamenii construit vreodata, sonda este numit Helios 2. El nu mai funcționează, dar dacă a existat un sunet în spațiu, v-ar fi auzit strigătul lui, pentru că el încă se învârte în jurul soarelui la viteze de mai mult 157.000 de mile pe oră. Este de aproape 100 de ori mai rapid decât un glonț, dar chiar și la această rată ar dura aproximativ 19000 ani pentru a ajunge la cea mai apropiată stea noastră - Alpha Centauri. În timpul unei astfel de zbor lung ar fi înlocuită cu mii de generații. Și aproape nimeni nu vrea să moară de bătrânețe într-o navă spațială.

Pentru a câștiga timp, avem nevoie de energie - o mulțime de energie. Poate că ai putea obține pe Jupiter cantități suficiente de heliu 3 pentru fuziune (după inventa motoare de fuziune, desigur). Teoretic, viteza aproape de lumină poate fi realizată prin anihilarea energetică a materiei și antimateriei, ci de a se angaja într-o astfel în lume - este periculos.

„Nu vrei să-l facă pe Pământ“, spune Les Johnson de tehnician NASA, care lucrează la idei nebun navă spațială. „Dacă faci acest lucru într-un spațiu deschis, și ceva nu merge bine, nu distruge pe continent.“ Prea mult? Ce zici de energie solară? Tot ce ai nevoie - este o vela de mărimea Texas.

O soluție mult mai elegantă pentru a hack codul sursă al universului - cu ajutorul fizicii. motor teoretic Miguel Alcubierre comprimi spațiu-timp în fața autovehiculului, și-ar fi extins în spatele lui, așa că ai putea muta o viteză mai mare decât viteza luminii.

Omenirea va avea nevoie de câteva Einsteini care lucrează în locuri cum ar fi Large Hadron Collider pentru a descoperi toate componentele teoretice. Este posibil ca vom face o descoperire care va schimba totul, dar această descoperire este puțin probabil să salveze situația. Dacă doriți să descoperiți mai multe, va trebui să investească în ele o mulțime de bani.

13. Există doar un singur Pământ

Trebuie să avem curajul de a rămâne

Și ce despre soarta și destinul omenirii? Istoricii cunosc mai bine. Extinderea Occidentului a fost confiscarea terenurilor, iar marii exploratori au fost în principal acolo de dragul de resurse sau de comori. Wanderlust umană este exprimată numai în slujba scopurilor politice sau economice.

Desigur, distrugerea iminentă a pământului poate fi un stimulent. Au epuizat resursele planetei, schimbările climatice, iar spațiul va fi singura speranță pentru supraviețuire.

Dar este un mod periculos de gândire. Acest lucru creează un pericol moral. Oamenii cred că, dacă în cele din urmă ne strica pământul. putem porni de la zero undeva pe Marte. Aceasta este o judecată greșită.

După cum știm, Pământul - singurul loc locuibile din universul cunoscut. Și dacă vom părăsi această planetă, atunci ar trebui să fie dorința noastră, și nu o consecință a impas.