13 от най-големите проблеми в космическите изследвания

Човечеството произхожда от Африка. Но не всички от нас остана там в продължение на хиляди години нашите предци се разпространяват в целия континент, а след това го остави. Когато стигнаха до морето, те построяват лодки и плавали до островите на огромните разстояния, за съществуването на които те може да не са известни. Защо?

Вероятно по същата причина, поради която се вгледаме в луната и звездите и да каже: "Това, което се случва там? Ние бяхме в състояние да стигнем до там? Може би бихме могли да лети назад. "

Space, разбира се, по-враждебна към човешкия живот, отколкото на повърхността на морето; за да се избегне земната гравитация е свързано с много повече работа и разходи, отколкото отложи с лодка от брега. Но тогава лодките бяха модерна технология на своето време. Travelers внимателно планиран тяхното опасно пътуване, и много от тях е починал Опитвам се да разбера какво е на хоризонта. космическите изследвания, за да се намери нов хабитат - това е огромен, опасни, и, може би, е невъзможно проект. Но това никога не е спирало мнозина да се опитват.

Мощни сили заговор против вас - като гравитацията. Ако обектът над Земята иска да лети свободно, той просто трябва да се изстреля нагоре със скорост по-голяма от 25,000 мили в час. Това води до големи парични разходи.

Например, за да стартирате Роувър "любопитство" до Марс, отне почти $ 200 милиона. И ако говорим за мисията с членовете на екипажа, сумата ще се увеличи значително.

Спестете пари помага за многократна употреба, летящи кораби. SpaceX Falcon 9 ракета например, са предназначени за многократна употреба. а както знаем, има вече се опитва успешно приземяване.

Нашите кораби са твърде бавни

Fly чрез пространство лесно. Това - вакуум в края; Нищо не ви се забавя. Но усложнения възникват, когато започнете ракетата. Колкото по-голяма от масата на даден обект, толкова повече сила е необходимо да го преместите, и ракети имат огромна маса. Химическа пропелант е отличен за първоначалното ускорение, но благородни керосин изгаря в минута. Pulse ускорение позволи да лети до Юпитер в продължение на 5-7 години. Това е адски много филми по време на полет. Имаме нужда от нов радикален метод за развитието на скоростта на полета.

3. космически отпадъци

Това е минно поле

Поздравявайки! Успешно стартира ракета в орбита. Но преди да се хвърлят в пространството, където е фрагмент от стария спътник няма да предприеме и трясък във вашия резервоар за гориво. Всички ракети са нищо повече.

Това е проблемът на космическите отпадъци, и това е съвсем реална. "Мрежа за наблюдение на САЩ" от космоса намерена 17000 обекти - всеки с размерите на топка - фучащ около Земята със скорост по-голяма от 17,500 мили в час; и близо 500 хиляди фрагменти по-малки от 10 см. започне адаптери, капаци за лещи дори петно ​​мастило може да се счупи фуния в критични системи.

Whipple щитове - метални влакна и кевлар - да предпазват от малки парчета, но нищо не може да ви спаси от цял ​​сателит. Има около 4000 в орбита на Земята, повечето от убитите във въздуха. Flight Control помага да се избегнат опасни пътища, но не и перфектен.

Натисни ги вън от орбитата не е реалистично - това отнема цяла мисия да се отърве от само един мъртъв сателит. Така че сега всички спътници ще паднат от орбита на техните собствени. Те ще изхвърлим допълнително гориво, а след това използвайте ракетни бустери, или слънчево платно, за да се отправите към земята и изгори в атмосферата.

4. Навигация

Не е GPS за пространство

"Deep Space Network", антени в Калифорния, Австралия и Испания са единственият инструмент за навигация за пространство. Всичко, което се влива в пространството - от студентските проекти сателити да сонда "Нови Хоризонти", се разхожда из колана Kopeyra зависи от тях.

Но по-нататък ракетата се отдалечава от Земята, толкова по-малко надеждни става този метод. Разбира се, радиовълни се движат със скоростта на светлината, но предаването в дълбокия космос все още да отнеме няколко часа. И звездите могат да ви насочи в посока, но те са твърде далеч, за да ви покаже къде се намирате.

Експерт по навигация в открито пространство Dzhozef Гин иска да се изработи автономна система за бъдещите мисии, които ще се събират цели графични и прилежащите обекти и използват местоположението им спрямо триангулирам координатите на космически кораб, който не се нуждае от наземния контрол.

Тя ще бъде като GPS на Земята. Поставяш GPS приемник на вашето превозно средство и проблемът е решен.

5. радиация

Cosmos ще ви превърне в една торба с рак

Извън защитената пашкул на земната атмосфера и магнитно поле, ще се намери място радиация, и то е смъртоносно. В допълнение към рак, тя също може да предизвика катаракта и евентуално болестта на Алцхаймер.

Когато вкара елементарните частици в алуминиеви атоми, от които правят външния корпус, техните ядра взривят, излъчващи повече свръхвисокоскоростни частици, наречени вторичен радиация.

Решението? Една дума: пластмаси. Тя е лека и здрава, а той е пълен с водородни атоми, малки ядра, които не произвеждат много вторичното лъчение. НАСА тества пластмаса, която може да намали радиация в космически кораби и скафандри.

Или как за словесните магнити. Учени от радиация проекта космически "Shield свръхпроводимост" работят върху магнезиев диборид - свръхпроводник, които са отхвърлени заредените частици от съда.

6. Храна и вода

На Марс, няма супермаркет

Някои зеленчуци са доста пространство ефективно, но изследователи работят върху генетично модифицирани джудже слива, по-малко от един метър височина. Протеини, мазнини и въглехидрати могат да компенсират за сметка на по-разнообразна култури - картофи и фъстъци.

7. мускулите и костите

Безтегловност ви се превръща в каша

Безтегловност разрушава тялото: някои имунни клетки не са в състояние да си вършат работата, и червените кръвни клетки да експлодират. Тя допринася за появата на камъни в бъбреците, и кара сърцето ти мързелив.

Астронавтите на МКС са обучени да се справят с мускулна атрофия и загуба на костна маса, но те все още губят костна маса в пространството, както и тези на безтегловност цикъл на ротация не помогне и на други проблеми. Изкуствена гравитация ще поправи всичко това.

В лабораторията си в Масачузетския технологичен институт, бивш астронавт Ян Lourens тества центрофуга: субектите легнали на хълбок на платформата и се въртят краката педал на стационарно колело, както и цялата структура постепенно се върти около оста си. Резултантната сила действа върху краката на астронавти, неясно припомня гравитационното ефект.

Young фитнес машина е твърде ограничен, може да се използва, за да се използва повече от един-два часа на ден, към константата на гравитацията, космически кораб ще бъде на центрофуга.

8. психично здраве

Междупланетното пътуване - пряк път към лудостта

Когато човек има инсулт или инфаркт, лекарите понякога понижаване на температурата на пациента, забавяне техния метаболизъм за намаляване на вредите от липса на кислород. Това е - един трик, който може да работи за астронавти. Междупланетното пътуване за една година (най-малко). живеещи в близост космически кораб с лоша храна и нула за поверителност - рецепта за космически лудост.

9. озеленяване

Planet, здравей! Вие сте били в космоса в продължение на месеци или дори на няколко години. И накрая далечен свят се вижда през прозореца си. Всичко, което трябва да се направи - да се земя. Но ти се въртят в пространството със скорост от 200,000 мили в час лишени от триене. О, да, и все още има гравитацията на планетата.

приземяване проблем все още е един от най-належащите да бъде решен с инженери. Не забравяйте, неуспешно приземяване "Скиапарели" на Марс.

10. ресурси

Вие не можете да вземете една планина с алуминиева руда

Когато корабът ще отиде на дълъг път, те ще вземат със себе си от земните запаси. Но не можете да вземете със всички тях. Семена, кислородни генератори, има няколко възможни средства за изграждане на инфраструктура. Но заселниците ще трябва да свърши останалото сами.

За щастие, пространство не е напълно безплодно. "Всяка планета има всички химични елементи при различни концентрации", казва IEN Krouford, планетарен учен в Birkbeck, Университета на Лондон. Луната има много алуминий. Mars е кварц и железен оксид. Близки астероиди - чудесен източник на въглеродни и платинени руди - и вода, веднага след като пионерите разбера как да се взриви въпроса в космоса. Ако предпазители и сондьори са твърде тежки, за да ги отведе до кораба, те ще трябва да се извлече минерали и други методи: топене, магнити или метални усвояващи микроби. И НАСА проучва 3D процес за отпечатване цели сгради - и няма да има нужда от внос специализирано оборудване.

11. изследвания

Ние не можем да правим всичко сами

Кучетата са помогнали на хората да колонизират Земята, но те няма да са оцелели на Марс. За да се разпространи в новия свят, ние ще се нуждаем от нов най-добър приятел: робота.

Колонизацията на планетата изисква много упорита работа, и роботи могат да копаят по цял ден, без да се налага да се яде или да диша. Актуални прототипи - големи и обемисти, те са трудни да се движи по земята. По този начин, роботите не трябва да са като нас, тя може да бъде лесно контролирано робот с нокти във формата на кофата, проектиран от НАСА, за да изкопае лед на Марс.

Въпреки това, ако работата изисква сръчност и прецизност, а след това там не може без човешки пръсти. Днешната скафандър предназначена за безтегловност, а не за туризъм на екзопланета. В прототип Z-2 на НАСА има гъвкави стави и каска, която ви дава ясна представа за някакви тънки нужди фиксиране окабеляване.

12. Космосът е огромен

Warp двигатели все още не съществуват

Най-бързото нещо, строени някога хора, сондата е кръстен Хелиос 2. Той вече не работи, но ако е имало звук в космоса, вие ще сте чули вика му, тъй като той все още се върти около Слънцето със скорост повече от 157,000 мили в час. Това е почти 100 пъти по-бързо от куршум, но дори и при това положение, че ще отнеме около 19000 години, за да достигнем до най-близката звезда - Алфа Кентавър. По време на такъв дълъг полет ще бъде заменена от хиляди поколения. И едва ли някой иска да умре от старост в космически кораб.

За да спечели време, ние се нуждаем енергия - много енергия. Може би бихте могли да получите на Юпитер достатъчни количества хелий 3 за синтез (след измисли фюжън двигатели, разбира се). Теоретично, скоростта на почти светлина може да се постигне чрез енергийна унищожение на материя и антиматерия, но да се занимава с такива в света - това е опасно.

"Никога не искам да го направя на Земята", казва Les Джонсън на НАСА техник, който работи на луди идеи космически кораб. "Ако направите това в отворено пространство, и нещо се обърка, не е нужно да унищожи на континента." Твърде много? Какво ще кажете за слънчева енергия? Всичко, което трябва - това е платно с размерите на Тексас.

А много по-елегантно решение да проникна в изходния код на вселената - с помощта на физиката. Теоретична двигател Мигел Alcubierre са притиснати времепространството пред автомобила си, и можеше да обхване и зад него, така че да може да се движи със скорост по-голяма от скоростта на светлината.

Човечеството ще се нуждаят от няколко Айнщайн, работещи в места като Големия адронен ускорител да разгадаят всички теоретични компоненти. Възможно е, че ние ще направим откритие, което ще промени всичко, но този пробив е малко вероятно да спаси положението. Ако искате да откриете повече, трябва да се инвестира в тях много пари.

13. Има само един Земята

Ние трябва да имаме смелостта да остане

А какво да кажем за съдбата и съдбата на човечеството? Историците знаят по-добре. Разширяване на Запада е изземване на земя, както и великите откриватели са предимно там в името на ресурси или съкровища. Human пътешествия се изразява само в служба на политически или икономически цели.

Разбира се, за предстоящото унищожаване на земята може да бъде стимул. Са изчерпали ресурсите на планетата, изменението на климата, както и пространството ще бъде единствената надежда за оцеляване.

Но това е опасно начин на мислене. Това създава морален риск. Хората си мислят, че ако най-накрая развали земята. можем да започнем от нулата някъде на Марс. Това е грешно решение.

Както е известно, на Земята - единствената обитаема място в познатата ни Вселена. И ако ще да напусне тази планета, то тя трябва да е нашето желание, а не следствие от задънена улица.