Ընդլայնված տիեզերական տեխնոլոգիաներ. Տիեզերական հետազոտության նոր տեխնոլոգիաներ

Երբ Երկրի վրա մարդկանց մեծամասնությունը լսում է «տիեզերական տեխնոլոգիա» արտահայտությունը, նրանք, ամենայն հավանականությամբ, պատկերացնում են հրթիռի թռիչք, գուցե Միջազգային տիեզերական կայանը, կամ, վատագույն դեպքում, ֆանտաստիկ տիեզերանավ, որը դանդաղորեն լողում է շրջանակի մեջ տիեզերքի դատարկության միջով: Պարզապես պատահում է, որ այս ոլորտի հետ մեր ասոցիացիաների մեծ մասը գալիս է գեղարվեստական ֆիլմերից կամ գրքերից: Նրանք, ովքեր հետաքրքրված են տիեզերագնացությամբ, գիտեն, որ իրական «տիեզերական տեխնոլոգիաների» շնորհիվ մարդիկ կարող են ուղեծիր հասնել Երկրից բարձր կամ նույնիսկ կայան գործարկել դեպի հարևան մոլորակ:

Ինչ-որ մեկը կարող է հիշել GPS-ը, արբանյակային հեռուստատեսությունը և ինտերնետը կամ նույնիսկ օդերևութաբանությունը, իսկ մյուսները պարզապես կմտածեն՝ ինչո՞ւ է այս ամենը անհրաժեշտ, քանի որ տիեզերքն այդքան հեռու է: Բարեբախտաբար, իրականությունն ավելի հետաքրքիր է՝ տիեզերքը մեզ շատ ավելի մոտ է, քան կարծում եք։ Տիեզերագնացության ժառանգությունը մեզ տվել է հարյուրավոր մանր բաներ, որոնք ամեն օր շրջապատում են մեզ առօրյա կյանքում և պարզեցնում մեր կյանքը: Այսօր մենք կխոսենք դրանցից մի քանիսի մասին:

Միջմայրցամաքային հրթիռներ և ձեր մեքենան

1953 թվականին Նորման Լարսենը՝ Rocket Chemical Company-ի հիմնադիրը, աշխատում էր ԱՄՆ օդատիեզերական կապալառուի Convair-ի պատվերի վրա՝ ստեղծելու ջրից վանող նոր նյութ: Հանրաճանաչ կորպորատիվ լեգենդն ասում է, որ երեսունինը փորձերը անհաջող էին, բայց քառասուներորդը տվեց անհրաժեշտ արդյունքը, որի պատվին նոր հրաշք բանաձևը կոչվեց WD-40 («Displacer-40»):

Convair-ն օգտագործել է նոր քսանյութ՝ պաշտպանելու համար Atlas հրթիռների գերբարակ վառելիքի տանկի պատերը և էլեկտրոնիկան փոխադրման և պահպանման ժամանակ: Atlas ICBM-ները, իհարկե, մշակվել էին որպես ահռելի զենքեր և նույնիսկ մարտական հերթապահություն էին իրականացնում Կուբայի հրթիռային ճգնաժամի ժամանակ, բայց աստիճանաբար հեռացվեցին զինվորականների կողմից, քանի որ դրանց տեղը զբաղեցրին ավելի առաջադեմ ոչնչացման զենքերը: Փոխարինվելով Titan և Minuteman հրթիռներով, դրանք փոխանցվեցին NASA-ին զուտ գիտական նպատակներով, և որպես Mercury ծրագրի մաս 1962 թվականին նրանք ապահովեցին տիեզերագնաց Ջոն Գլենի առաջին ամերիկյան ուղեծրային թռիչքը:

Ձախ կողմում Atlas B միջմայրցամաքային բալիստիկ հրթիռի արձակումն է աջ կողմում՝ Mercury Friendship 7-ով և Ջոն Գլենով: Լուսանկարը՝ USAF\NASA.

Ջոն Գլենը ուղեծրում. Լուսանկարը՝ ՆԱՍԱ

Նկարչի տպավորությունը Mercury տիեզերանավի թռիչքից

Նորման Լարսենի ջրից վանող քսանյութի բանաձևն այնքան հաջող է ստացվել, որ Convair-ի դիզայներներն այն օգտագործել են իրենց նպատակների համար՝ մշակելով անձնական մեքենաների պահեստամասեր։ Գիտակցելով պոտենցիալ առևտրային հաջողությունը՝ 1958 թվականին Rocket Chemical ընկերությունը սկսեց վաճառել նոր նյութը Սան Դիեգոյի տեղական խանութներում: Իսկ 1969 թվականին ընկերությունը վերանվանվեց՝ վերցնելով այն ժամանակվա իր պորտֆելի ամենակարևոր առաջարկի անունը՝ WD-40։ Այսօր հրաշք քսանյութը վաճառվում է աշխարհի կեսից ավելի երկրներում և ծանոթ է, հավանաբար, գրեթե յուրաքանչյուր ավտոմոբիլիստին (և պարզապես ուժեղ բիզնեսի ղեկավարին): Իսկ դրա օգտագործման հնարավոր եղանակների և օգտագործման առաջարկությունների շրջանակում այլևս հնարավոր չէ տարբերակել առասպելը իրականությունից՝ ժանգոտ մասերը մաքրելուց մինչև շան արտաթորանքը հեռացնելը կամ նույնիսկ մաստակը մազից հեռացնելը:

Vintage և ժամանակակից WD-40 փաթեթավորում

Միջմոլորակային կայաններ և թվային լուսանկարչություն

1992 թվականին ՆԱՍԱ-ի ադմինիստրատոր նշանակված Դենիել Գոլդինը (ի դեպ, այս պաշտոնում ծառայել է ԱՄՆ երեք նախագահների օրոք), երեք պարզ բառով ուրվագծեց գործակալության աշխատանքի նոր սկզբունքը. «Ավելի արագ, ավելի լավ, ավելի էժան»:Այս սկզբունքը հատուկ մարտահրավերներ էր առաջադրում առաքելության ինժեներներին (օրինակ՝ միջմոլորակային առաքելություններում օգտագործվող CCD թվային տեսախցիկների փոքրացումը՝ չկորցնելով ստացված պատկերների գիտական արժեքը):

Արդյունքում, ՆԱՍԱ-ի Ռեակտիվ Շարժման Լաբորատորիայի ինժեներ Էրիկ Ֆոսումը ներկայացրեց CMOS Active-Pixel Sensors-ը: Մետաղ-օքսիդ կիսահաղորդիչների օգտագործումն ինքնին նորություն չէր 20-րդ դարի իննսունականներին, ինչպես որ տեսական հնարավորությունն էր օգտագործել դրանց լուսազգայունությունը APS-ի հետ համատեղ, սակայն Գոլդինի գործնական ներդրումը հեղափոխեց թվային լուսանկարչության շուկան: Նոր սենսորների արտադրությունը պոտենցիալ ավելի էժան էր, ավելի քիչ էներգիա խնայող, և ավելի մեծ հնարավորություններ էին տալիս տեսախցիկի մանրանկարչության և պատկերի մշակման համար:

Aptina Imaging-ի առաջին 10 մեգապիքսելանոց CMOS սենսորը կոմպակտ թվային տեսախցիկների համար: Aptina-ն Photobit տեխնոլոգիաների հեղինակային իրավունքի սեփականատերն է։ Պատկեր. Aptina Imaging

Ֆոսումը հասկացավ, որ իր զարգացումը պահանջված կլինի Երկրի վրա: 1995 թվականին նա հիմնեց Photobit ընկերությունը և արտոնագրեց նոր տեխնոլոգիա: Հետագայում Photobit ընկերության պատմությունը գնումների և վերանվանումների պատմություն է, և արդյունքում 2017 թվականին CMOS մատրիցները օգտագործվում են գրեթե ամենուր՝ բջջային հեռախոսներից մինչև մեքենայի տեսախցիկներ և բժշկական սարքեր: Ցանկանու՞մ եք սելֆի անել: Դուք պարզապես տարածություն եք:

CMOS սենսորներն օգտագործվում են ձեր սմարթֆոնի տեսախցիկներում...

...ձեր DSLR-ներում...

Մեքենայի հետևի տեսախցիկներ...

...և նույնիսկ բժշկական տեսախցիկներն ու էնդոսկոպները, և ընդհանրապես ամենուր, որտեղ փոքր չափերը և էներգիայի սպառումը կարևոր են

Ի դեպ, «պիքսել» բառի օգտագործումն առաջին անգամ գրանցվել է 1965 թվականին Ռեակտիվ Շարժման Լաբորատորիայի ինժեներ Ֆրեդերիկ Բիլինգսլիի աշխատանքում։ Նա օգտագործել է այս բառը՝ նկարագրելու Լուսին և Մարս ուղարկված կայաններից ստացված պատկերների նվազագույն տարրերը։

Մարսի պղպջակներ ցամաքային գարեջրի մեջ

Դժվար է պատկերացնել ավելի երկրային բան, քան մեկ բաժակ գարեջուրը ծանր օրվա վերջում: Ի դեպ, այս հաճույքը հասանելի չէ ուղեծրում գտնվող տիեզերագնացներին, բայց, թերևս, սա արդար գին է հայտնի տիեզերքում մեր մոլորակի լավագույն պատուհանի տեսարանի համար: Ռոբերտ Զուբրինը տիեզերագնաց չէ, այլ ամերիկացի ինժեներ, Մարսի ընկերության հիմնադիրը և, հավանաբար, երկրացիների կողմից հարևան աշխարհների անմիջական գաղութացման ամենահայտնի կողմնակիցներից մեկը:

Երկար ժամանակ նա աշխատել է մարդկանց Մարս հասցնելու ծրագրերի և գործիքների վրա, որոնք ապագա վերաբնակիչներին թույլ կտան ստանալ անհրաժեշտ ռեսուրսներ անմիջապես Կարմիր մոլորակի մթնոլորտից՝ թթվածին կամ վառելիք հրթիռային շարժիչների և ռավերների համար: Նրա թիմի մշակած որոշ տեխնոլոգիաներ կիրառություն են գտել Երկրի վրա, օրինակ՝ նավթի և բնական գազի արդյունահանման մեջ: Բայց Զուբրինին խորթ չէ ամեն ինչ երկրային. «աշխարհիկ» տեխնոլոգիայից էլ ավելի «աշխարհիկ» է ծնվել:

Մարսի ապագա գաղութատերերը ստիպված կլինեն օգտագործել մոլորակի ռեսուրսները գաղութը զարգացնելու համար: Պատկերը՝ NASA

Գարեջրի արտադրության ժամանակ ածխաթթու գազը արտադրվում է բնական ճանապարհով, սակայն դրա մեծ մասը ցրվում է օդում գարեջրի պատրաստման գործընթացում: Խոշոր արտադրողները կարող են իրենց թույլ տալ տեղադրել բավականին թանկ համակարգեր, որոնք պահպանում են CO 2 հետագա հարստացման համար: Փոքր գարեջրի գործարանները լրացուցիչ ծավալներ են ձեռք բերում երրորդ կողմի մատակարարներից, ինչը, ի վերջո, բարձրացնում է վերջնական արտադրանքի արժեքը: Հանկարծ օգնության են հասնում Մարսի ապագա գաղութատերերի համար մշակվող տեխնոլոգիաները։ Zubrin-ի Pioneer Energy ընկերությունը ներկայացնում է իր գործունեության համար բավականին անսովոր արտադրանք՝ արհեստական գարեջրի գործարանների համար ածխածնի երկօքսիդի հարստացման համակարգ: Կոմպակտ համալիրը թակարդում է եփելու ընթացքում արտադրվող CO 2-ը և, ըստ արտադրողի, կարող է ամսական խնայել մոտ 5 տոննա ածխաթթու գազ և տարեկան խնայել մինչև 15 հազար դոլար փոքր գարեջրի գործարանի համար:

CO 2 Craft Brewery Recovery System. Լուսանկարը՝ Pioneer Energy

2015 թվականին Pioneer Energy-ն ստացել է նոր համակարգի տասնյակ պատվերներ։ Ըստ հաշվարկների՝ պոտենցիալ շուկան կազմում է շուրջ 20 հազար արհեստագործական գարեջրի գործարան ամբողջ աշխարհում։ Գիտությունը հազիվ թե գիտի, թե Բելառուսում կտեսնեք պղպջակներ, որոնք ստացվել են մերձ տիեզերական տեխնոլոգիաների միջոցով: Բայց ինչպես սովորաբար լինում է, երբ կա նոր մոտեցում, որը նվազեցնում է ձեր արտադրության արժեքը, արագորեն հայտնվում են դրա օգտագործման այլ հնարավորություններ և անալոգներ «բնօրինակին չզիջող»:

Հագուստ և տիեզերական պարագաներ

Համացանցի հանրահայտ լեգենդն ասում է, որ տիեզերագնացությունը ծնել է կայծակաճարմանդ, թելքրո, սպորտային սպորտային կոշիկներ և նույնիսկ տեֆլոն: Իրականում ոչ: Ժամանակակից կայծակաճարմանդները արտոնագրվել են դեռևս 1913-ին, իսկ Velcro-ն՝ 1955-ին, թեև վերջիններս իրականում առաջին անգամ օգտագործվել են որպես հագուստ տիեզերագնացների, սկուբա սուզորդների և դահուկորդների համար: Սպորտային կոշիկները, իհարկե, նույնպես տիեզերական դարաշրջանի գյուտ չեն, բայց ցնցող ներբանները՝ որպես ժամանակակից սպորտային կոշիկների տարր, հայտնվել են նաև երկրացիների առօրյա կյանքում՝ շնորհիվ Apollo առաքելությունների տիեզերագնացների կոշիկների։ Այնուամենայնիվ, արդյունաբերությունը հզոր ներդրում է ունեցել այն նյութերում, որոնք օգտագործվում են աշխատանքային հագուստի և նույնիսկ սովորական մարդկանց առօրյա կյանքում:

2017-ին լրանում է 60 տարին այն օրվանից, երբ սկսվում է տիեզերքի գործնական հետազոտությունը: Տիեզերանավերի տպավորիչ արձակումների հետևում կանգնած են բարձր տեխնոլոգիաները և համարձակ ինժեներական լուծումները, որոնք հնարավոր են դարձնում գնալով ավելի հեռավոր և երկար տիեզերական արշավները: Օդաչուներով թռիչքներ են նախապատրաստվում դեպի Լուսին և Մարս, իսկ ավտոմատ կայաններն արդեն հասել են արեգակնային համակարգի սահմաններին։ Լուսանկարչական ժապավենը ՌԻԱ Նովոստիի ընթերցողներին պատմում է տիեզերական զարգացած որոշ զարգացումների մասին:

Ֆոտոշերտը պատրաստվել է Ազգային հետազոտական տեխնոլոգիական համալսարանի «MISiS»-ի աջակցությամբ։

© ՌԻԱ ՆովոստիՏիեզերքի հաջող հետախուզումն անհնար է առանց հուսալի տիեզերանավերի: Ռուսաստանը մշակում է նոր սերնդի մարդատար տրանսպորտային նավ (PTK) «Դաշնություն»: Ինքնաթիռում Ֆեդերացիան կարող է բավականին հարմարավետ տեղավորել անձնակազմի մինչև վեց անդամ:

1-ը 11-ից

Տիեզերքի հաջող հետախուզումն անհնար է առանց հուսալի տիեզերանավերի: Ռուսաստանը մշակում է նոր սերնդի մարդատար տրանսպորտային նավ (PTK) «Դաշնություն»: Ինքնաթիռում Ֆեդերացիան կարող է բավականին հարմարավետ տեղավորել անձնակազմի մինչև վեց անդամ:

Տիեզերագնացների արդյունավետության վրա էապես ազդում է տիեզերքի ճիշտ կազմակերպումը։ Ֆեդերացիայի բնակելի հատվածում, բացի կառավարման համակարգերից, կա խոհանոցային բլոկ, բժշկական կայան, զուգարան և գաղտնիության համար նախատեսված սենյակ։ Ֆեդերացիայի ծրագրային համալիրի ինտերիերի դիզայնը և էրգոնոմիկան ստեղծվել է NUST MISIS-ի Բարձր բարդության նախատիպային ինժեներական կենտրոնում:

2-ը 11-ից

Նոր նավը կստանա նոր թռիչքի նստատեղեր՝ պատրաստված ածխածնային մանրաթելից։ Ռուսական տիեզերագնացության մեջ առաջին անգամ տրամադրվում է չափի ճշգրտում, ինչը թույլ է տալիս աթոռը հարմարեցնել ցանկացած բարձրության տիեզերագնացին։ Այսպիսով, նստատեղերը դառնում են բազմակի օգտագործման և այլևս կարիք չկա կաղապարել անձնակազմի յուրաքանչյուր անդամի համար առանձին:

11-ից 3-ը

© NUST MISIS, Սերգեյ ԳնուսկովՏիեզերական տեխնոլոգիաներում օգտագործվում են ամենաժամանակակից նյութերը։ Դրանցից մեկը հիբրիդային մետաղ-օրգանական միացությունն է՝ պերովսկիտը։ Պերովսկիտները կարող են օգտագործվել ճկուն արևային բջիջներում, LED-ներում, լազերներում, մոնիտորներում և բարձր զգայունության ֆոտոդետեկտորներում: Մի շարք գիտնականներ նույնիսկ կանխատեսում են մոտ ապագայում «պերովսկիտային հեղափոխություն», որն արմատապես կփոխի շատ տեխնոլոգիաներ։

11-ից 4-ը

Տիեզերական տեխնոլոգիաներում օգտագործվում են ամենաժամանակակից նյութերը։ Դրանցից մեկը հիբրիդային մետաղ-օրգանական միացությունն է՝ պերովսկիտը։ Պերովսկիտները կարող են օգտագործվել ճկուն արևային բջիջներում, LED-ներում, լազերներում, մոնիտորներում և բարձր զգայունության ֆոտոդետեկտորներում: Մի շարք գիտնականներ նույնիսկ կանխատեսում են մոտ ապագայում «պերովսկիտային հեղափոխություն», որն արմատապես կփոխի շատ տեխնոլոգիաներ։

© ՌԻԱ ՆովոստիՏիեզերքում «վերալիցքավորման կայաններ» չկան, ուստի երկար հեռավորությունների արշավները պահանջում են էներգիայի աղբյուրներ, որոնք կարող են աշխատել տասնամյակներ շարունակ առանց փոխարինման կամ պահպանման: Լուսանկարում բետավոլտային փոխարկիչը («միջուկային մարտկոց») էլեկտրաէներգիայի աղբյուր է, որը ստացվում է ռադիոակտիվ նյութերի քայքայման էներգիայի փոխակերպմամբ։

6-ը 11-ից

Տիեզերքում «վերալիցքավորման կայաններ» չկան, ուստի երկար հեռավորությունների արշավները պահանջում են էներգիայի աղբյուրներ, որոնք կարող են աշխատել տասնամյակներ շարունակ առանց փոխարինման կամ պահպանման: Լուսանկարում բետավոլտային փոխարկիչը («միջուկային մարտկոց») էլեկտրաէներգիայի աղբյուր է, որը ստացվում է ռադիոակտիվ նյութերի քայքայման էներգիայի փոխակերպմամբ։

© ՌԻԱ ՆովոստիՆավերի տարբեր սարքեր՝ շարժիչներից մինչև նավիգացիոն համակարգեր, պահանջում են հզոր և արդյունավետ մագնիսական դաշտի աղբյուրներ: Նման աղբյուրները մշտական մագնիսներն են, որոնք հիմնված են հազվագյուտ երկրային կոշտ մագնիսական նյութերի վրա: Նրանք ի վիճակի են աշխատել արտաքին տարածության ծայրահեղ ջերմաստիճաններում (-180-ից մինչև +150 աստիճան Ցելսիուս):

Տիեզերական արդյունաբերությունը վերջին տարիներին արագ զարգանում է ամբողջ աշխարհում: Չնայած բազմաթիվ խնդիրներին, մարդկությունը ամեն տարի մեծ գումարներ է ներդնում տիեզերքի հետախուզման համար: Այն երկրներին, որոնք դա անում են, կարելի է հաշվել մի կողմից: Ամենամեծ մասնաբաժինը բաժին է ընկնում ամերիկյան ՆԱՍԱ-ին։

Դիտարկենք տիեզերական արդյունաբերության ապագայի հիմնական տեխնոլոգիաները.

NASA-ի գիտնականները ինտենսիվ աշխատում են ապագա տեխնոլոգիաների վրա, որոնք մարդկությանը թույլ կտան արագ և էժան ուսումնասիրել տիեզերքը: Գործակալությունը 2017 թվականին ընտրել է ութ առաջարկ ապագա տիեզերական տեխնոլոգիաների համար, որոնք փորձագետները կարող են օգտագործել առաջիկա տարիներին:

ՆԱՍԱ-ի Փուլ II ծրագրի շրջանակներում բոլոր առաջարկները կարող են 500,000 ԱՄՆ դոլարի երկամյա ֆինանսավորման իրավունք ստանալ: Միջոցները կուղղվեն հայեցակարգը պատրաստելու և գործակալությանը ներկայացնելու համար։

1. Տիեզերքում աճող բնակավայր ստեղծելու մոտեցումներ

Պտտվող մարմնի մոդուլ ստեղծելու գաղափարը, որը կստեղծի իր սեփական ձգողականությունը և կապահովի տիեզերական ճառագայթներից պաշտպանություն: Նման կայանը կարող է ընդլայնվել արտաքին տարածության մեջ անհրաժեշտության դեպքում: Նման հետաքրքիր հասկացություններ նկատվել են բազմաթիվ գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում:

2. Մարսում մարդկանց բնակավայրերի խթանում

Սա Spaceworks Engineering-ի Ջոն Բրեդֆորսի նախագիծն է: Նախատեսվում է ստեղծել առաջադեմ բնակելի համակարգ և մարդկանց տեղափոխել Մարս։ Համակարգը անձնակազմին կհասցնի անմխիթար վիճակում, այսինքն՝ նվազեցված ջերմաստիճանի և ակտիվության վիճակում:

Հարաբերական շարժման այս նորարարական հայեցակարգը: Դրա հեղինակները գիտեն, որ դրա իրականացումը խնդրահարույց է լինելու, բայց միևնույն ժամանակ պնդում են այդ հնարավորությունը։ Դրա շնորհիվ նավը կկարողանա հասնել միջաստղային ճանապարհորդության համար անհրաժեշտ արագությանը։

4. Պլազմային շարժիչի մշակում

Մեկ այլ հետաքրքիր նախագիծ՝ կապված նոր տիեզերական շարժիչի կառուցման հետ: Այս անգամ դա կլինի պլազմային շարժիչ, որը նախատեսված է փոքր մեքենայի համար, որը ազատ տեղաշարժվում է տիեզերքում:

5. Նոր արբանյակային համակարգի թռիչքային ցուցադրություն

Ներառում է երկու գերթեթև ինքնաթիռի օգտագործում, որոնք միացված են բարակ մալուխով: Արևային և քամու էներգիա օգտագործող ինքնաթիռները, որոնք բարձրանում են մթնոլորտում, կարող են երկար ժամանակ մնալ բարձրության վրա: Նրանց կողքերին կտեղադրվեն տարբեր առաջադրանքներ կատարող գործիքներ՝ հաղորդակցությունից մինչև գիտական հետազոտություններ։ Ստեղծողների կարծիքով՝ նման լուծումը կլինի արբանյակների այլընտրանք, ինչպես նաև դրանցից շատ ավելի էժան։

6. Աերոդրոմում մագնիսոլորտային միջուկների գրավում օդաչուների թռիչքների և մոլորակային խորը ուղեծրային համակարգերի համար

Այս համակարգը կօգտագործի մագնիսացված պլազմա պարունակող դիպոլային մագնիսական դաշտ: Մոլորակների մթնոլորտի հետ փոխազդեցության արդյունքում նման դաշտը կդանդաղեցնի վայրէջքի մեքենան՝ դարձնելով այս մանևրը շատ ավելի անվտանգ։ Այս տեխնոլոգիան նաև թույլ է տալիս մեքենան դանդաղեցնել առանց տաքանալու, քանի որ այն պաշտպանված կլինի պլազմայի կողմից: Մեքենան պաշտպանող մագնիսական պատնեշը կարող է հասնել 100 մետր տրամագծի։

7. Կրիոգեն մակերես

Դա 10 միլիմետր հաստությամբ հատուկ ծածկույթ է, որն արտացոլում է արեգակնային ճառագայթման ավելի քան 99,9 տոկոսը: Եթե այն տեղադրվի Արեգակից և Երկրից մեկ աստղագիտական միավոր հեռավորության վրա, ապա այդպիսի պատյան ներսում կլինի 50 Կելվինից ցածր մշտական ջերմաստիճան։

Այս կերպ, օրինակ, հեղուկ թթվածինը հեշտությամբ կարող է տեղափոխվել Մարս։ Դրա շնորհիվ մոլորակի գաղութացումը շատ ավելի հեշտ կդառնա։

8. Դիֆրայի հետագա զարգացում, ճշգրիտ չափազանց մեծ արտացոլող աստղադիտակ:

Սա դիզայն է, որը նախատեսված է մեծ աստղադիտակների համար: Վերջին տարիներին նման սարքերի հայելիները պետք է չափազանց ճշգրիտ տեղադրվեին Երկրի վրա: Երբ ծալվում էին, դրանք պետք է տեղավորվեին բեռնախցիկում, այնուհետև տեղակայվեին տիեզերքում, ինչը բարդ և ռիսկային գործողություն է:

Այս նախագիծը կստեղծի բացվածքի նման հայելիներ, ինչը նշանակում է, որ դրանք շատ տեղ կզբաղեցնեն, որպեսզի կարողանան տեղափոխել ավելի մեծ ուղեծիր: Այս կառույցներն արդեն հիանալի ձևավորված կլինեն տիեզերքում։

Տիեզերական միգամածություններ

Ալեքսանդր Վլադիմիրովիչ Ֆրոլով

Նոր տիեզերական տեխնոլոգիաներ

Կա միայն մեկ ճշմարիտ օրենք՝ այն, որն օգնում է ձեզ ազատվել:

Ռիչարդ Բախ

«Ջոնաթան Լիվինգսթոն անունով ճայը»

Նախաբան

Շարժումը օբյեկտի գտնվելու վայրի փոփոխություն է, գործընթաց, որը տեղի է ունենում ինչպես տարածության մեջ, այնպես էլ ժամանակի մեջ: Մենք գոյություն ունենք շարժման մեջ՝ շնորհիվ այն բանի, որ մենք գտնվում ենք Արեգակի շուրջ տիեզերքում թռչող մոլորակի մակերևույթի վրա, և դրա հետ միասին՝ Գալակտիկայում։ Մյուս կողմից, նյութական առարկաների նյութի յուրաքանչյուր մասնիկ էթերոդինամիկ գործընթաց է, եթերային միջավայրի քիչ թե շատ կայուն հորձանուտ: Այսպիսով, իրական աշխարհում ոչինչ անշարժ չէ, բոլոր առարկաները շարժման մեջ են. Շարժումը մենք նկատում ենք որպես տեղանքի փոփոխություն, կամ նյութի գոյության գործընթացի պարամետրերի մեկ այլ փոփոխություն։ Շարժման գործընթացը չի կարող կանգ առնել, քանի դեռ կա նյութ: Այս տեսանկյունից մենք կքննարկենք մարմնի վրա գործող շարժիչ ուժ ստեղծելու ուղիները, չմոռանալով, որ բոլոր նյութական առարկաները բաղկացած են միկրոմասնիկներից և գտնվում են մեր մոլորակի մակերեսին։ Խոսելով մարմինների շարժման մասին՝ պետք է հասկանալ, որ այս դեպքում, այսպես թե այնպես, շարժման մեջ է մտնում նյութի մասնիկների մի համալիր՝ գոյություն ունենալով որոշակի պայմաններում։

Շարժման գործընթացի գործնական կիրառումն այն է, որ օբյեկտները, ինչպիսիք են ուղևորները և բեռները, տիեզերքի մի կետից հնարավորինս արագ տեղափոխվեն մյուսը: Շարժման գործընթացը սովորաբար տեղի է ունենում որոշակի արագությամբ, սակայն, ինչպես ցանկացած այլ երևույթ, այն ունի երկու «սահմանափակող դեպք». դրանցից մեկում մարմինն ակնթարթորեն փոխում է իր տեղը տարածության մեջ, իսկ երկրորդում՝ մարմինն ակնթարթորեն փոխում է իր դիրքը։ ժամանակի առանցքի վրա. Առաջին դեպքը վերաբերում է տելեպորտացիային, իսկ երկրորդը՝ շարժմանը ժամանակի մեջ՝ առանց տարածության մեջ դիրքը փոխելու։ Մենք կանդրադառնանք տարածության և ժամանակի մեջ շարժվելու տեխնոլոգիաների զարգացման տարբեր ուղղություններին, ներառյալ այս երկու ծայրահեղ դեպքերը:

Շարժման սովորական մեթոդները մեզ քաջ հայտնի են, հիմնականը ռեակտիվն է։ Հետիոտնին ոտքերով հրում են հենարանից, անիվը պտտվելիս մեքենան դուրս են մղում հենարանից, միևնույն ժամանակ հենարանը հետ է մղվում, և մեքենան ռեակտիվ իմպուլս է ստանում և շարժվում առաջ։ Նավը կարող է շարժվել թիակների, ջրի շիթով կամ պտուտակի միջոցով՝ ետ մղելով ջուրը՝ շիթային էֆեկտ ստեղծելու համար: Այս մեթոդով խստորեն պահպանվում է բոլորիս ծանոթ իմպուլսի պահպանման օրենքը՝ ռեակտիվ փոխազդեցության արդյունքում մարմիններից յուրաքանչյուրը ստանում է նույն իմպուլսը, որը հավասար է զանգվածի և արագության արտադրյալին. երկու փոխազդող մարմիններից յուրաքանչյուրի համար: Հրթիռային շարժիչները, պտուտակային կամ տուրբոռեակտիվ ինքնաթիռները և այլ սարքավորումները գործում են իմպուլսի պահպանման սույն օրենքի խստիվ համաձայն:

Ինքնաթիռի, օրինակ՝ հրթիռի արագացումը կախված է նրանից, թե որքան և ինչ արագությամբ է վառելիքը արտանետվում հրթիռի վարդակից դեպի արտաքին միջավայր: Նկատի ունեցեք, որ շարժիչ ուժ ստեղծելու համար ցանկացած ռեակտիվ ապարատ էներգիա է ծախսում ռեակտիվ զանգվածին արագացված շարժում հաղորդելու համար: Միաժամանակ արտաքին միջավայր արտանետվող վառելիքը մեծացնում է շրջակա միջավայրի մոլեկուլների կինետիկ էներգիան՝ ի վերջո բարձրացնելով շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, տաքացնելով այն։ Այս դեպքում կարող ենք ասել, որ ջերմային էներգիայի, շրջակա միջավայրի մոլեկուլների կինետիկ էներգիայի ավելացումը համարժեք է ինքնաթիռի կամ ռեակտիվ սկզբունք օգտագործող այլ շարժվող մարմնի կինետիկ էներգիայի ավելացմանը։ Սա բացահայտում է իմպուլսի և էներգիայի պահպանման օրենքը։

Կան այլ, վաղուց հայտնի մեթոդներ, որոնք նման են ռեակտիվ սկզբունքին: Այս մեթոդները նույնպես գործում են իմպուլսի պահպանման օրենքին խստորեն համապատասխան, բայց ներս հակառակ ուղղությամբ,այն է՝ նվազեցնելով շրջակա միջավայրի ջերմային էներգիան։ Օրինակ՝ առագաստանավը շարժման մեջ է դրված տարբեր կերպ, քան նավը կամ նավը. այն դանդաղեցնում է միջավայրի (օդի) շարժվող հոսքը իր առագաստով, ինչը փոխում է (նվազեցնում) շրջակա միջավայրի մասնիկների հոսքի կինետիկ էներգիան՝ մեծացնելու նպատակով։ առագաստանավի արագությունը (կինետիկ էներգիա):

Քանի որ «ռեակտիվ» տերմինը նշանակում է «արձագանքող», ռեակտիվին հակառակ սկզբունքը կարելի է անվանել «ակտիվ», այսինքն՝ «ակտիվ»։ Ռեակտիվ շարժիչում մեքենայի վրա ազդող ուժը ստեղծվում է որպես արձագանք շրջակա միջավայրի էներգիայի ավելացմանը: Ռեակտիվ շարժիչը գործելու համար էներգիայի աղբյուր է պահանջում: Ակտիվ շարժիչներում արդյունավետ ուժը ստեղծվում է շրջակա միջավայրից էներգիա կլանելու միջոցով: Այս հատկության շնորհիվ ակտիվ շարժվողները կարող են ծառայել որպես էներգիայի աղբյուր իրենց գործունեության ընթացքում:

Նանոտեխնոլոգիայի գլխում մենք կքննարկենք մի մեթոդ, որը հնարավորություն է տալիս ստեղծել շարժիչ ուժ առանց վառելիքի սպառման՝ շնորհիվ նանոմատերիքի մակերեսային հատուկ ռելիեֆի, որն ապահովում է օդի մոլեկուլների կամ այլ միջավայրի կինետիկ էներգիայի ընտրությունը: Այս նյութը կոչվում է «ուժային ակտիվ նյութ»: Քամու առկայությունը, այս դեպքում, նշանակություն չունի, քանի որ մոտ 100 նանոմետր սանդղակով կարելի է ասել, որ «միշտ քամի կա»։ Օդի մոլեկուլները նորմալ մթնոլորտային ճնշման և սենյակային ջերմաստիճանի դեպքում քաոսային կերպով շարժվում են վայրկյանում 500 մետր արագությամբ, բայց նրանցից յուրաքանչյուրը շարժվում է ուղղագիծ, առանց բախումների, միայն իր հետագծի փոքր հատվածներում, մոտավորապես 50-100 նանոմետր երկարությամբ: Այս շարժումը կարող է օգտագործվել՝ ժամանակակից նանոտեխնոլոգիայի օգնությամբ ստեղծելով հատուկ պատվիրված մակերեսային ռելիեֆ։

Այսպիսով, այն սկզբունքները, որոնք մենք գիտենք մեքենան արագացնելու շարժիչ ուժ ստեղծելու մասին, գործում են շրջակա միջավայրի հետ փոխազդեցության միջոցով, իմպուլսի և էներգիայի պահպանման օրենքներին համապատասխան, և ուրիշ ոչինչ տրված չէ: Առանձին-առանձին կարելի է նշել, որ այս օրենքների իրագործումը չի պահանջում մեքենայի թափքից դուրս ռեակտիվ զանգվածի ազատում, այդ թվում՝ հրթիռային և տիեզերական տեխնոլոգիաներում։ Կան հայտնի տեխնիկական լուծումներ, որոնք հնարավորություն են տալիս ձեռք բերել ռեակտիվ մակրոպուլս, որը գործում է մեքենայի մարմնի վրա, երբ այրվող վառելիքը շարժիչից դուրս է մղվում մեքենայի մարմնի ներսում գտնվող մի տեսակ «խլացուցիչի»: Այս «խլացուցիչում» ռեակտիվ վառելիքի մասնիկների միկրոպուլսները կորցնում են իրենց կինետիկ էներգիան և այն անցնում է շրջակա միջավայր ջերմային ճառագայթման տեսքով։ Շարժիչ ուժ ստեղծելու այս մեթոդով նյութի սառեցված աշխատանքային ռեակտիվ զանգվածը կարող է վերադարձվել այրման խցիկ, որտեղ այն կօգտագործվի «ջեռուցում - արտանետում - սառեցում - վերադարձ» նոր ցիկլերում:

Հաշվի առնելով օդում, ջրի մեջ կամ հենարանի (ճանապարհի) մակերևույթի վրա շարժումը, մենք կարող ենք նկարագրել մեզ հայտնի մեքենաների շարժիչի գրեթե բոլոր նախագծերը: Դրանք բոլորն էլ ռեակտիվ կամ ակտիվ շարժիչ են: Այսպես կոչված իներցիալները բացառություն չեն. սարքեր, որոնք օգտագործում են մարմինների հատկությունը, որը մենք սովորաբար անվանում ենք «իներցիոն զանգված», շարժիչ ուժ ստեղծելու համար: Իներտիոիդների մասին գլխում մենք կդիտարկենք մարմինների արագացված շարժման ժամանակ իներցիայի առաջացման ֆիզիկական մեխանիզմը և դրա գործնական կիրառման տարբերակները՝ եթերային տեսության տեսանկյունից։

Ակտիվ և ռեակտիվ մեթոդներից առանձին, իմաստ ունի ցույց տալ շարժիչ (բարձրացնող) ուժ ստեղծելու մեթոդներ, որոնք որոշվում են միջավայրի ճնշման գրադիենտով: Ճնշման տարբերությունը հանգեցնում է նրան, որ օդապարիկը վեր է բարձրանում: Աերոնավտիկայի տեսությունը պարզ է. միջավայրն ունի խտության գրադիենտ, և քանի որ գնդակի ներսում միջավայրի խտությունը ավելի քիչ է, քան դրսում, շրջակա միջավայրի ճնշումը գնդակին ստիպում է վերև: Նմանապես, Արքիմեդի ուժը ստիպում է լողալ ավելի քիչ խտությամբ, քան ջուրը: Շրջակա միջավայրում ճնշման գրադիենտը, այս դեպքերում, ստեղծում է մոլորակի գրավիտացիոն դաշտը։ Այդ պատճառով այդ ուժերը գործում են ուղղահայաց ուղղությամբ:

Շրջակա միջավայրի ճնշման տարբերությունը տեղի է ունենում նաև թևի հարաբերական շարժման ժամանակ, որն ունի Ժուկովսկի-Չապլիգին պրոֆիլ, և շրջակա միջավայրը, որը ստեղծում է շրջակա միջավայրից թևի վրա ազդող ամբարձիչ ուժ։ Միջավայրի ճնշման գրադիենտը նույն կերպ է աշխատում հայտնի «Մագնուսի էֆեկտում», որը կքննարկվի առանձին գլխում: Այս բնույթի ուժերը կարող են ուղղորդվել ցանկացած ուղղությամբ, ինչը բարենպաստ կերպով տարբերում է այս մեթոդը ավիացիոն մեթոդներից:

Ֆիզիկան, ինչպես բոլոր բնական գիտությունները, փորձ է ուսումնասիրել և հասկանալ, թե ինչպես է կառուցված, այսինքն՝ ստեղծված մեր աշխարհը։ Աստվածաբանությունը շատ բան է ասում ամեն ինչի եռակողմ բնույթի մասին: Օգտագործելով երեք ֆիզիկական միջավայրերում երևույթների միջև անալոգիաների մեթոդը, հիդրոդինամիկայից և աերոդինամիկայից անցնելով էթերոդինամիկայի, մենք կարող ենք պահպանել տերմինաբանությունը և խոսել տարբեր ջերմաստիճանների, տարբեր խտությունների եթերի մասին, որը որոշում է որոշակի ստատիկ ճնշում: Ինչպես գազի դինամիկայի մեջ, եթերային դինամիկայի մեջ նույնպես հարմար է օգտագործել «դինամիկ ճնշում» հասկացությունը, որը նույնպես կախված է հոսքի արագությունից: Ենթադրելով, որ ընդհանուր ճնշման մասին Բեռնուլիի օրենքը բավարարվում է եթերային դինամիկայի մեջ, մենք հնարավորություն ունենք նախագծել տեխնիկական սարքեր՝ շարժիչներ, որոնք գործում են ոչ թե օդում կամ ջրում, այլ վակուումում (եթերային միջավայր): Այս մոտեցմամբ մենք կարող ենք ավիացիայից անցնել եթեր լողացող մեքենաների:

Ոչ միայն փորձառու մասնագետները, այլեւ ուսանողները, ովքեր այս կամ այն կերպ ցանկանում են իրենց կյանքը կապել տիեզերքի հետ, կարող են բացահայտումներ անել եւ օգտակար գյուտեր ստեղծել տիեզերական տեխնոլոգիաների ոլորտում։ Այսպիսով, Եգիպտոսում գտնվող Sohag համալսարանից 19-ամյա ուսանող Աիշա Մուստաֆան հորինել է շարժիչ տիեզերանավերի համար:

Մեծ Բրիտանիայում գիտնականները սկսել են աշխատել տիեզերական ինքնաթիռների շարժիչային նոր տեխնոլոգիայի վրա, որոնք կկարողանան ուղեծիր մտնել:

Տիեզերքը լի է գաղտնիքներով ու առեղծվածներով, ինչպես նաև մեր մոլորակին սպառնացող վտանգներով: Վտանգներից մեկը աստերոիդներն են: Մոլորակը պաշտպանելու համար Գլազգոյի Ստրաթքլայդի համալսարանի գիտնականները որոշել են լազերներով հագեցած մանրանկարչական արբանյակներ ստեղծել, որոնք կարող են ազդել աստերոիդների շարժման վրա։

Տիեզերքի մասին լուրերից հայտնի դարձավ, որ ճապոնական Obayashi ընկերությունը որոշել է վերելակ կառուցել, որը կարող է ձեզ տիեզերք տանել։ Նման պլանի իրականացումը նախատեսված է 2050 թվականին։ Օբայաշին նախատեսում է Երկրի վրա տիեզերակայան կառուցել՝ 35500 կմ հեռավորության վրա գտնվող գեոստացիոնար ուղեծրում գտնվող տիեզերակայանով: Երկրի մակերեւույթից վեր։

Մենք բոլորս գիտենք տիեզերքում բեկորների առկայության մասին, որոնք մեծ արագությամբ պտտվում են Երկրի շուրջ՝ դրանով իսկ վնասելով կամ ոչնչացնելով տիեզերական այլ օբյեկտներ։ Տիեզերական աղբի աճող քանակությունը մեզ ստիպում է որոշումներ կայացնել դրանց վերացման վերաբերյալ:

Գիտնականների միջազգային թիմը՝ պրոֆեսոր Գիլեմ Անգլադա-Էսկուդի և ԱՄՆ-ի Քարնեգի գիտության ինստիտուտից Փոլ Բաթլերի գլխավորությամբ, Երկրից 22 լուսային տարվա հեռավորության վրա հայտնաբերել է երկրային նման մոլորակ՝ Սուպեր-Երկիր:

ՆԱՍԱ-ն հրապարակել է Լուսնի մութ կողմի պատմության առաջին տեսագրությունը: Մինչ այս Լուսինը կարելի էր տեսնել միայն լուսանկարներում կամ գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում: Տեսանյութը նկարահանվել է հունվարի 19-ին՝ 2011 թվականի սեպտեմբերին տիեզերք արձակված հայտնագործված GRAIL զոնդերից մեկի վրա տեղադրված տեսախցիկի միջոցով:

ՉԹՕ-ների առկայությունը հաստատված փաստ չէ. Այս անգամ էլ ՆԱՍԱ-ի գիտնականները ցրել են այլմոլորակայինների գոյության ենթադրությունը։ Տիեզերական վերջին նորություններում եռանկյունու տեսքով տարօրինակ խորհրդանիշը սխալմամբ շփոթվել է ՉԹՕ-ի հետքերի հետ:

Նրանք փորձում են գրավել տիեզերքը տարբեր ձևերով, այդ թվում՝ ռոբոտների, որոնց առաջադրանքները ներառում են այլ մոլորակներ ուսումնասիրելը։ ԱՄՆ-ի Օդագնացության և տիեզերական հետազոտությունների ազգային վարչությունը (NASA) ստեղծել է անսովոր ռոբոտային սարդ՝ Spidernaut:

Երկրորդ տիեզերանավը GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory), որը տիեզերք է ուղարկվել 2011 թվականի սեպտեմբերին, ինչպես հաղորդում են տիեզերական լուրերը, Լուսնի ուղեծիր է հասել դեկտեմբերի 31-ին՝ Ամանորի օրը, երբ երկրի վրա մարդիկ սկսեցին տոնել և նվիրել միմյանց։ Ամանորյա գաջեթներ. GRAIL արբանյակները կօգնեն գիտնականներին ստեղծել Լուսնի առավել ճշգրիտ գրավիտացիոն քարտեզը: Մինչ արբանյակները կհասնեին իրենց նպատակին, նրանք պետք է անցնեին մի ճանապարհ, որը տևեց մի քանի ամիս: