Новые технологии в космосе
Прогрессивное человечество расширило знания о Вселенной в 21 веке, но она хранит еще много тайн. Стремление их познать, исследовать и колонизировать другие планеты стимулирует агентства и компании по всему миру изобретать новые технологии, опробовать их в освоении космоса. Еще 60-70 лет сложно было представить, что лифт к звездам, строительство домов на Марсе, межпланетные путешествия станут реальностью.
Раскроем карты
У пользователей смартфонов и планшетов установлены GPS-навигаторы, существенно упрощающие жизнь водителям в незнакомых городах и странах. Картографические сервисы приятно удивляют точностью, но вряд ли кто-то из владельцев гаджетов искал объяснение этому свойству. Искать его нужно в дружественном тандеме технического прогресса и информационных технологий, используемых в космосе.
Высокоточные аппараты зондируют Землю дистанционно. Процесс происходит непрерывно, охватывая огромную территорию. Зондирование используется и в мероприятиях сельскохозяйственного и природоохранного значения. Оно позволяет предупредить пожары, наводнения, а если избежать стихии не получится, то заранее подготовиться к ней.
Ущерб, причиненный лесам и угодьям бедствиями, оценивают по снимкам, сделанным с использованием спутников.
Вселенная в быту
Земля и космос настолько взаимосвязаны, что некоторые внеземные технологии прижились в быту, а люди не подозревают об их происхождении.
Застежки велкро, больше известные как липучки, создавались для астронавтов. Сегодня с их помощью мелкие предметы крепят к стенкам корабля, а члены экипажа фиксируют липкими полосками карманы на одежде, чтобы содержимое не уплыло в невесомость.
В повседневности конверсионные технологии космоса встречаются повсеместно. Тефлоновое покрытие, широко применяемое в производстве антипригарных кастрюль и сковородок, изначально задумывалось как теплоизоляция для орбитальных ракет.
Матрицы и мегапиксели в фотоаппаратах общество позаимствовало у Вселенной. Изначально они разрабатывались для инновационных телескопов, чтобы повысить их точность и усовершенствовать наблюдения астрономов. Ни одна пленка не давала даже половины того эффекта, который обеспечили цифровые микросхемы.
Даже в столь серьезной науке, как медицина, используются технологии космоса. Компактный сердечный насос для пациентов, ожидающих трансплантации сердца, создан по схеме течения жидкостей в двигателях ракет.
А оксид циркония, из которого изготавливают высококачественные зубные коронки, является сырьем для теплоизоляции обшивки кораблей.
От настоящего переходим к будущему.
Ядерный реактор
Астронавты всерьез намерены колонизировать Марс – в NASA рассчитывают, что это произойдет уже к 2035 году. А пока активно идет подготовка к освоению новой планеты и работа над компактным, но мощным источником энергии.
Инженеры NASA совместно с учеными из Лос-Аламосской лаборатории предлагают использовать в качестве источника питания ядерный реактор Kilopower. В основе схемы – принцип теплопровода, использовавшийся в двигателях Стирлинга еще в 1963 году.
Теплопровод замкнут вокруг реактора, внутри него циркулирует жидкость. Нагреваясь, она преобразуется в пар, обеспечивая работу двигателя Стирлинга. В конструкции двигателя предусмотрен поршень – он соединен с генератором. Под давлением пара поршень приходит в движение и вырабатывает электричество.
Описанный прибор производит примерно 1 кВт энергии в час, чего недостаточно. Чтобы обеспечить нормальную работу одного дома на Марсе, потребуется в 40 раз больше электричества. NASA собирается отправить на планету несколько аппаратов, чтобы испытать их в «полевых условиях».
Преимущества ядерных технологий в космосе очевидны. Этот источник энергии, в отличие от альтернативных, не нуждается в больших объемах топлива, не зависит от климата, времени суток и года.
На лифте – к звездам
В будущем технологии позволят осуществить полет в космос на лифте. Японская корпорация Obayashi дала старт созданию уникального лифта в 2012 году – строительство предположительно завершится в 2050 году.
Для воплощения масштабной идеи создатели планируют построить космодром на земле и связать его с космической станцией с помощью специальных кабелей. Кабель будет изготовлен из углерода и генномодифицированного шелка. Расстояние, которое будет преодолевать лифт, составит 35,5 тысяч км.
Кабина рассчитана на 30 пассажиров — ее расчетная скорость движения достигает 200 км/ч. Подъем займет 8 суток.
Магнитный поезд
Лифт в космос – далеко не единственная новая технология, предложенная японцами. Они предложили проект космического поезда Startram, реализация которого обойдется в 60 млрд. долларов по самым скромным подсчетам.
Проект привлекателен тем, что топливо и ракеты для его реализации не требуются. Это будет состав на магнитной подушке. Идея не новая – в мире существуют магнитные поезда, развивающие скоростью 600 км/ч. Однако атмосферное давление замедляет их движение, что является существенным недостатком.
Авторы идеи Startram видят решение проблемы в строительстве вакуумного туннеля. Они собираются его проложить на высоте 20 км над землей. Такое решение снизит сопротивление воздуха и позволит запускать составы в космос с наименьшими скоростными потерями.
Интерес потенциальных инвесторов японские конструкторы подогревают тем, что магнитный поезд сможет доставлять на орбиту 300 тысяч тонн грузов по привлекательной стоимости – 40 долларов за кг. Сегодня это обходится в 11 тысяч у.е./кг.
Путешествия во времени
В продолжение темы путешествий в космос, науки и технологий будущего – новость от агентства Lockheed Martin и ученых из университета Аризоны. Они работают над созданием сверхчувствительной камеры NIRCam, которая сможет снимать звезды и галактики на этапе их формирования.
Создатели укомплектовали аппарат коронографом, чтобы снимать те объекты, которые практически не видны рядом с яркими светилами. Принцип работы коронографа сходен с человеческим взглядом, точнее, ладонью, прикрывающей глаза от солнца, чтобы рассмотреть объекты.
Осенью 2018 года NIRCam отправится в космос, чтобы изучит темную энергию и материю. Астронавты предполагают, что материя в реальности – не та, какой ее представляют.
Ученые не исключают, что современные технологии в будущем позволят путешествовать во времени и открывать новые тайны космоса и жизни.
