שעת שיעור "טכנולוגיות חלל בחיינו". תקציר: טכנולוגיות חלל טכנולוגיות חלל מודרניות בשירות הטבע
תעשיית החלל מתפתחת במהירות ברחבי העולם בשנים האחרונות. למרות בעיות רבות, האנושות משקיעה כסף רב מדי שנה בחקר החלל. את המדינות שעושות זאת אפשר לספור על יד אחת. הנתח הגדול ביותר מגיע מנאס"א האמריקאית.
בואו ניקח בחשבון את הטכנולוגיות העיקריות של העתיד בתעשיית החלל:
מדעני נאס"א עובדים באינטנסיביות על טכנולוגיות עתידיות שיאפשרו לאנושות לחקור את החלל במהירות ובזול. הסוכנות בחרה ב-2017 שמונה הצעות לטכנולוגיות חלל עתידיות שמומחים יוכלו להשתמש בהן בשנים הקרובות.
במסגרת תוכנית השלב השני של נאס"א, כל ההצעות יהיו זכאיות למימון שנתיים של 500,000 דולר. הכספים ישמשו להכנת הקונספט והצגתו בפני הסוכנות.
1. גישות ליצירת בית גידול צומח במרחב
הרעיון ליצור מודול גוף מסתובב שיצור את כוח הכבידה שלו ויספק הגנה מפני קרניים קוסמיות. תחנה כזו ניתנת להרחבה לפי הצורך בחלל החיצון. מושגים מעניינים כאלה נראו בסרטי מדע בדיוני רבים.
2. קידום בתי גידול אנושיים למאדים
זהו פרויקט של ג'ון ברדפורס מהנדסת Spaceworks. מתוכנן ליצור מערכת מתקדמת למגורים ולהוביל אנשים למאדים. המערכת תספק את הצוות בהלם, כלומר במצב של ירידה בטמפרטורה ובפעילות.
מושג חדשני זה של תנועה רלטיביסטית. מחבריו יודעים שיישומה יהיה בעייתי, אך יחד עם זאת הם טוענים לאפשרות זו. הודות לכך, הספינה תוכל להשיג את המהירות הדרושה לנסיעה בין כוכבית.
4. פיתוח כונן פלזמה
עוד פרויקט מעניין הנוגע לבניית כונן חלל חדש. הפעם זה יהיה כונן פלזמה, המיועד לרכב קטן שנע בחופשיות בחלל.
5. הדגמת טיסה של מערכת הלוויין החדשה
כרוך בשימוש בשני מטוסים קלים המחוברים בכבל דק. מטוסים המשתמשים באנרגיה סולארית ורוח המתנשאים גבוה באטמוספירה יכולים להישאר למעלה לפרקי זמן ארוכים מאוד. בצדם יוצבו מכשירים המבצעים משימות שונות, מתקשורת ועד מחקר מדעי. לטענת היוצרים, פתרון כזה יהווה אלטרנטיבה ללוויינים, וגם זול מהם בהרבה.
6. לכידת תעופה של ליבות מגנטוספריות עבור טיסות מאוישות ומערכות מסלול עמוקות לכוכבי הלכת
מערכת זו תשתמש בשדה מגנטי דיפול המכיל פלזמה ממוגנטת. כתוצאה מאינטראקציה עם האטמוספירה של כוכבי הלכת, שדה כזה יאט את רכב הנחיתה, מה שהופך את התמרון הזה לבטוח הרבה יותר. טכנולוגיה זו מאפשרת גם להאט את הרכב מבלי להתחמם שכן הוא יהיה מוגן על ידי הפלזמה. המחסום המגנטי המגן על הרכב יכול להגיע לקוטר של 100 מטר.
7. משטח קריוגני
זהו ציפוי מיוחד בעובי 10 מילימטרים המשקף יותר מ-99.9 אחוז מקרינת השמש. אם הוא ממוקם במרחק של יחידה אסטרונומית אחת מהשמש ומכדור הארץ, בתוך קליפה כזו תהיה טמפרטורה קבועה מתחת ל-50 קלווין.
בדרך זו ניתן להעביר חמצן נוזלי, למשל, בקלות למאדים. הודות לכך, יישוב כדור הארץ יהפוך להרבה יותר קל.
8. פיתוח נוסף של הצמצם, דיוק טלסקופ מחזיר אור גדול במיוחד.
זהו עיצוב המיועד לטלסקופים גדולים. בשנים האחרונות, מראות של מכשירים כאלה נאלצו להיות מורכבים בצורה מדויקת ביותר על כדור הארץ. כשהם מקופלים, הם היו צריכים להיכנס לתא המטען, ולאחר מכן לפרוס אותם בחלל, שזו פעולה מורכבת ומסוכנת.
הפרויקט הזה ייצור מראות דמויות צמצם, מה שאומר שהן יתפסו הרבה מקום כך שניתן יהיה לשאת אותן למסלול גדול יותר. מבנים אלה כבר ייווצרו בצורה מושלמת בחלל.
ערפיליות חלל
הסוכנות הפדרלית לחינוך
האוניברסיטה הכלכלית של מדינת סמארה
המחלקה לטכנולוגיה תעשייתית ומדעי הסחורות
תַקצִיר
על יסודות טכניים של ייצור
בנושא: "טכנולוגיית חלל"
הושלם על ידי: סטודנט
2 מנות PEF EOT
ליפיי אלנה
מַדָעִי במאי: Tarasov A.V.
כיתה: ______________
סמארה - 2009
מבוא
5.2 נשק חלל
סיכום
מבוא
בשנים האחרונות - שנות STP (קדמה מדעית וטכנולוגית) - אחד מהמגזרים המובילים בכלכלה הלאומית הוא החלל. הישגים בחקר חלל וניצול הם אחד המדדים החשובים ביותר לרמת הפיתוח של מדינה. למרות העובדה שהתעשייה הזו צעירה מאוד, קצב התפתחותה גבוה מאוד, ומזמן התברר שהמחקר והשימוש בחלל החיצון אינם מתקבלים על הדעת כיום ללא שיתוף פעולה רחב ומגוון בין מדינות.
בתקופה היסטורית קצרה מאוד, האסטרונאוטיקה הפכה לחלק בלתי נפרד מחיינו, עוזרת נאמנה בעניינים כלכליים והכרת העולם הסובב אותנו. ואין ספק שהמשך הפיתוח של הציוויליזציה הארצית אינו יכול להסתדר ללא פיתוח כל המרחב הקרוב לכדור הארץ. חקר החלל - "המחוז של האנושות כולה" - נמשך בקצב הולך וגובר.
במובן החיובי, למגמות ביחסים בינלאומיים מודרניים כמו גלובליזציה, חיזוק תהליכי אינטגרציה ואזוריות יש השפעה חיובית על המרחב. מצד אחד, הם מציבים משימות בסדר עולמי באמת לפעילויות החלל, שכן רק אמצעי החלל מאפשרים לאסוף, לעבד ולהפיץ מידע בקנה מידה פלנטרי על מצב הבעיות הגלובליות. מצד שני, הם מאפשרים לשלב מאמצים ולמצוא כספים לפתרון בעיות לאומיות ואזוריות, תוך הבטחת רווחיות כלכלית.
פרק 1. כמה תוצאות של עבודה בתחום טכנולוגיית החלל שבוצעה על ידי מדענים סובייטים
ב-1978 הופיע כיוון חדש במחקר שנערך במסגרת תוכנית Intercosmos - חקר תהליכי היווצרות והתנהגות של חומרים בתנאי חלל חיצוני. כדי לפתור בעיות רבות העומדות בפני האנושות, אנו זקוקים לסוגים שונים של חומרים בעלי תכונות ויכולות מיוחדות, לעיתים יוצאות דופן: מוליכים למחצה, גבישים לטכנולוגיית אינפרא אדום, חומרים אופטיים מורכבים. החלל מספק לאדם סביבה קרובה לאידאלית להשגתן. היעדר כמעט מוחלט של כוח הכבידה על סיפונה של חללית, ואקום עמוק, שלעתים קרובות מפריע לאסטרונאוטים ומסבך את הפעולה של כמה מכשירים ומערכות על הסיפון, במקרה זה פועלים כתופעה חיובית.
עם זאת, עולות מספר שאלות. בפרט, האם מנקודת מבט כלכלית מוצדק להעביר תהליכים שכבר הוכחו בכדור הארץ לחלל? לספקות כאלה יש בסיס כלשהו. ראשית, יצירת ציוד לעבודה בחלל היא הרבה יותר יקרה. שנית, שיגור ציוד זה לחלל והפעלתו על סיפון חללית או תחנה דורשים עלויות חומר גדולות. בברית המועצות, המחקר היישומי הזה הוא יותר בגדר עיצוב ניסיוני. יש עוד דרך ארוכה וקשה להקמת מפעלי חלל.
ככלל, חקר החלל מתבצע בעיקר למען הצרכים הארציים הטהורים שלנו. זה נכון גם למדעי חומרי החלל. אחד הצרכנים העיקריים של חומרים כאלה הוא מדע וטכנולוגיה. מכשירי חלל, מערכות ומכלולים, למשל, חייבים להיות בעלי רגישות מרבית ויכולת לפעול בתנאים קיצוניים. זה לא סוד שהחומרים המתקדמים ביותר העומדים לרשות בני האדם משמשים לייצור טכנולוגיית חלל. רק בעזרתם ניתן לפתור בהצלחה את המשימות העצומות העומדות בפני חוקרי החלל. לכן, ככל שמדע חומרי החלל יתפתח בצורה אינטנסיבית ופורה יותר, ככל שהוא יוכל לספק חומרים חדשים לטכנולוגיית החלל מהר יותר, כך נוכל לקבל תמורה גדולה יותר מכל תחומי חקר החלל. חשיבותה של בעיה זו והרלוונטיות שלה אינם מוטלים בספק.
תחילת שיתוף הפעולה בכיוון זה במסגרת תוכנית Intercosmos חלה במקביל להכנת הטיסות הראשונות של צוותים בינלאומיים. נוצרה הזדמנות לבצע מחקר משותף בתחנת המסלול סאליוט-6, ששימשה במשך שנים רבות בסיס למגוון רחב של מחקרים. כדי לערוך ניסויים משותפים במדעי החומר, סיפקה ברית המועצות למדענים ממדינות האחווה מתקנים טכנולוגיים "קריסטל" ו"ספלב", שאפשרו לבצע מחקר בחומרים מסוגים שונים, תוך שימוש במגוון רחב של שיטות. להשגת תרכובות. ערך הניסויים עלה גם על ידי נוכחותם על סיפון התחנה של אסטרונאוטים שעברו הכשרה מיוחדת לביצוע עבודות מסוג זה.
בברית המועצות בוצעה כמות משמעותית של עבודה לחקר תהליכי ריתוך בתנאי מיקרו כבידה ויצירת ציוד שונה למטרה זו. בעת יצירת ציוד כזה, יש צורך לקחת בחשבון מספר דרישות לעיצובו ותפעולו, הנקבעות על פי המוזרויות של העבודה על חללית. הפעולה הבטוחה של ציוד בחללית תלויה בהתחשבות נכונה בגורמים כגון ההשפעה ההרסנית של מקור החימום, נוכחות של אמבט של מתכת נוזלית והתזות מתכת מותכת, מתח מוגבר של ספקי כוח ותופעות לוואי כגון תרמיות או קרינת רנטגן. לדוגמה, במתקן מסוג וולקן המיועד לריתוך קרן אלקטרונים, מתח האצה נבחר להיות נמוך מ-15 וולט, שכן הדבר מבטל את האפשרות להופעת קרינת רנטגן ברמססטרהלונג. הבחירה המוצלחת במצב ריתוך קשת אפשרה לנו להימנע מהתזת מתכת. באותה מתקן, אלמנטים ומעגלים במתח גבוה, כמקורות פוטנציאליים לסכנה, נסגרו בבלוק אחד ומלאו בשרף אפוקסי. כדי לאתר אבק מתכת, קרינה תרמית וקרינה קלה, נעשה שימוש במעטפת מגן מיוחדת בהתקנה של וולקן. השליטה בפרמטרים של התהליך ושמירתם ברמה הנדרשת הובטחה על ידי מערכת של הגנה חשמלית ומכנית.
ניתוח של שיטות ריתוך שונות הראה שהפשטות היחסית של ריתוך קרן אלקטרונים, היעילות הגבוהה של התהליך ואפשרות השימוש בו לכל המתכות הופכים שיטה זו לאחת המבטיחות בטכנולוגיית החלל.
פרק 2. תמיכה במידע על החלל בחקר הביוספרה
שלושה עשורים של עידן החלל השפיעו באופן משמעותי על הידע שלנו על כדור הארץ, על הטכנולוגיה של יצירת מפות ותצפיות תפעוליות של תהליכים טבעיים, במיוחד במטאורולוגיה.
בעזרת לוויינים מלאכותיים, ניתן היה לחזות את מזג האוויר על פני רוב כדור הארץ לתקופה של 3-5 ימים עם דיוק וכיסוי שלא היו זמינים בעבר; לצפות בתופעות בצורת באזורים גדולים; לזהות שריפות יער וכריתת יערות באזורים מיושבים בדלילות; לזהות אזורים ביולוגיים של האוקיינוס המתאימים ביותר לבית גידול של דגים; לקבוע תזוזות של לוחות טקטוניים ולחזות רעידות אדמה באמצעות הפרמטרים של מסלולי מסלול הלווין.
בשיטות החלל לחקר כוכב הלכת, זוהו שני כיוונים:
1. פתרון בעיות לאומיות מגזריות ברמה המקומית או התת-אזורית הקשורות למיפוי נושאי של מרכיבי הסביבה הטבעית ועדכון מפות שנוצרו בעבר. קנה המידה של מוצרים קרטוגרפיים הוא 1: 50,000 - 1: 2,000,000.
2. יישום התוכניות הלאומיות והבינלאומיות הגדולות ביותר הקשורות לחקר התפתחות כדור הארץ ככוכב לכת עם שימוש חובה במידע החלל. כיוון זה מתמקד בשימוש בנכסי חלל ככלי במשימות של מדעי כדור הארץ.
הקיטוב של האינטרסים המדעיים מחלק בבירור את מדינות העולם לפי תחומי השימוש של שיטות חישה מרחוק בחלל.
אפילו מדינות מפותחות כמו גרמניה, צרפת ואנגליה מגבילות את המחקר שלהן לטריטוריות מסוימות. השימוש שלהם בתמונות חלל מבוסס על תרבות טכנולוגית גבוהה של יצירת מפות המבוססות על מערכות מידע. ארצות הברית, בניגוד למדינות מערב אירופה, מפתחת באופן פעיל את הרעיון והתוכנית של מחקר עולמי מערכתי שמטרתו לפתור בעיות במדעי כדור הארץ.
חקר המחזורים הטבעיים חייב להתבסס על סדרות זמן רב-ממדיות של מדידות קוסמיות. רק גישה זו מסוגלת להבטיח רישום של תהליכים דינמיים. כדי לחקור את ההתפתחות הפנולוגית של יבולים בניסוי קורסק-85, הושגו תוצאות חיוביות על ידי שילוב של סדרות זמן רב משתנות של מדידות אופטיות. לפיכך, חקר תהליכים טבעיים דורש מחזור כמעט כל השנה של סקרי חלל ותצפיות תת-לווייניות מתאימות.
שיטות החלל רוכשות תפקיד מכריע בפתרון הבעיה המודרנית של האנושות - חקר כדור הארץ ככוכב לכת. יעילות השימוש המעשי בשיטות החלל תיקבע במידה רבה על ידי פיתוח רשת ענפה של מערכות מידע גיאוגרפיות, שאמורות לספק גישה רחבה לנתוני החלל.
מדענים בקזחסטן מתכוונים ליישם באופן פעיל טכנולוגיות חלל כדי לחקור את פני המדינה. בעזרת נתוני עין החלל, כבר פותח באלמטי פרויקט של סביבת התחבורה הפנימית של העיר, וגם שטחים ירוקים נלקחים בחשבון. יתר על כן, מומחים יודעים לא רק את מיקומם וגילם של העצים, אלא גם את סוגם. תוך התחשבות בהתפתחותה הפעילה של העיר, ניטור הצמחייה מאפשר לתאם את שיקומה, וכן לחקור את מצב אגן האוויר.
בנוסף, בהתבסס על נתוני חישה מרחוק של כדור הארץ, ניתן גם לחזות רעידות אדמה. הכנס הבינלאומי של מרכז אסיה בנושא "חישה מרחוק של כדור הארץ ומערכות מידע גיאוגרפיות" שהתקיים באלמטי ריכז מומחים מקרוב ומרחוק מחו"ל כאחד. כולם חותרים למטרה אחת: להחליף ניסיון ולאחר מכן להשתמש בו בפתרון בעיות לאומיות ואזוריות כאחד, בלי לשכוח את הנפט והגז, תעשיות האנרגיה והחקלאות. בגובה של 360 קילומטרים, יותר מ-65 לוויינים מבצעים חישה מרחוק של פני כדור הארץ. לא כל אחד יכול לצלם תמונה ברורה; עננים וצמחייה שופעת משחקים בזה תפקיד גדול. עם זאת, זה נעשה בקלות על ידי לווייני מכ"ם. הניסיון בשימוש בטכנולוגיות חלל באזור זה מסתכם ב-17 שנים. במהלך תקופה זו, מומחים בתחום זה השיגו תוצאות משמעותיות. חישה מרחוק מעניקה לסיסמולוגים את היכולת לנטר בצורה מדויקת יותר את פעילות כדור הארץ. נתונים המתקבלים מהחלל על הטופוגרפיה של כדור הארץ מאפשרים לנו להבין טוב יותר אילו תהליכים מתרחשים בעומק ולהסתכל מחדש על התהליכים המתרחשים במעמקיו.
פרק 3. טכנולוגיות חלל - למלחמה במשברי אנרגיה
מדעני אוראל מצאו דרך זולה יחסית לספק 100% ביטוח במקרה של תאונות בקנה מידה גדול ברשתות חשמל אזוריות. ניתן להתקין מיני טורבו על בסיס חדר דוודים רגיל, ואין עלויות אנרגיה. היחידה פועלת על קיטור עודף, שלרוב פשוט משתחרר לאטמוספירה. מכונת הטורבו הקטנה הזו, על פי מפתחיה, תחולל מהפכה בשירותים הציבוריים של רוסיה. טורבינת קיטור מסוגלת לייצר חשמל באמצעות משאבים של בית דוודים טיפוסי. תחנת כוח זעירה כזו מסוגלת לבטח את מערכת האנרגיה האזורית במקרה של תאונה גדולה. הקטנה ביותר מבין מכונות הטורבו הסטנדרטיות המיוצרות ברוסיה, בהספק של 500 קילוואט בלבד, בעלת ממדים גדולים למדי: משקל 10 טון, אורך 5 מטרים. איך אפשר להפוך מכונת טורבו גדולה לקטנה מבלי לאבד כוח? מעצבים ביתיים נאבקים בבעיה זו כבר כמה שנים. שיתוף פעולה עם מפעלים ביטחוניים, שהציע למעצבים מיקטרינבורג להשתמש בטכנולוגיות חלל, עזר לפתור את הבעיה.
"המכון המרוכב, יחד עם מרכז הרקטות והחלל, פיתחו עבורנו במיוחד חומר מבוסס סיבי פחמן עבור הטורבינה הזו. השתמשנו בה כמיסב הזזה", אומר הטכנולוג הראשי של היזם.
על ידי פישוט ההתקנה למינימום, המעצבים השיגו את העיקר: מכונת הטורבו הקומפקטית הפכה לחזקה עוד יותר ובו זמנית בטוחה יותר.
יוצרי מכונת המיני-טורבו אומרים כעת: הדבר החשוב ביותר הוא להכניס את היחידה לייצור בהקדם האפשרי. ייצור סדרתי יוזיל את עלות העיצוב. טכנולוגיות החלל יהפכו לזמינות אפילו לאזורים כפריים.
פרק 4. טכנולוגיות החלל מגיעות לאזורים
בהתאם לצו של מושל אזור קלוגה מס' 226 מיום 20 ביוני 2006, ממשלת אזור קלוגה, המשרד לפיתוח כלכלי של אזור קלוגה והמפעל המאוחד של המדינה הפדרלית "מכון המחקר הרוסי למכשיר החלל הנדסה" (FSUE "RNII KP") פיתחה תוכנית יעד אזורית "שימוש בתוצאות של פעילויות חלל וטכנולוגיות גיאואינפורמציה מודרניות על מנת להאיץ את הפיתוח החברתי-כלכלי ולהגביר את התחרותיות של אזור קלוגה (2007 - 2009). ב-27 בדצמבר, בשנת 2006, התוכנית אושרה על ידי חוק אזור Kaluga מס' 277-OZ. זו הייתה תוצאה טבעית של שיתוף פעולה הדוק בין המינהל האזורי וסוכנות החלל הפדרלית על יישום ההסכם המשותף לשיתוף פעולה בתחום הפיתוח והפיתוח. שימוש במערכות חלל, מתקנים וטכנולוגיות מיום 10 בפברואר 2006.
מטרת התוכנית היא להשיג, באמצעות מערכות חלל, רמה חדשה ואיכותית של אינפורמטיזציה ואוטומציה כדי לפתור את בעיות הפיתוח החברתי-כלכלי ולהבטיח את בטיחות החיים של אוכלוסיית אזור קאלוגה.
התפיסה הכללית של התוכנית מבוססת על ניתוח של ניסיון העולם והבית, המראה כי שימוש רציונלי בתוצאות פעילויות החלל יכול לתרום משמעותית, ובמקרים מסוימים, תרומה מכרעת לפתרון הבעיות של האצת הפעילות החברתית. -פיתוח כלכלי של אזורים, במיוחד ליצירה ופריסה של תשתית מידע וניהול פדרליים, טריטוריאליים, אזוריים ועירוניים.
במספר אזורים של רוסיה מתנהלת עבודה פעילה להבטחת השימוש המעשי בתוצאות של פעילויות חלל בתחום ניווט לווייני, חישה מרחוק של כדור הארץ, ניטור עצמים שונים, תהליכים, תופעות, קרטוגרפיה, גיאודזיה, הידרומטאורולוגיה. תמיכה, תקשורת, בקרה, העברת נתונים ותחומים אחרים.
תוכנית Kaluga צריכה להדגים בבירור את היתרונות הברורים של הכנסת טכנולוגיות חלל לחיי היומיום. הניסיון שיצברו החלוצים יהיה יקר מפז עבור הפצתם ויישומם הבאים באותם ישויות המרכיבות את הפדרציה הרוסית המוכנים לפעילויות חדשניות מודרניות לשיפור היעילות של ניהול סביבתי, אקולוגיה, מתחם הדלק והאנרגיה, בקרה ופיתוח של שטחים, בנייה, תחומים רבים אחרים וכתוצאה מכך, שיפור משמעותי באיכות החיים של כל קטגוריות האנשים.
FSUE "RNII KP" נחושה להיות הארגון המוביל בתעשייה ליצירה, פיתוח ושימוש ממוקד במערכת הניווט העולמית GLONASS, לרבות תוספות פונקציונליות, ציוד צרכני ומתחם הבקרה הקרקעי של מערכת זו; על היצירה והמודרניזציה של מתחם הבקרה האוטומטית של הקרקע המאוחדת; הקטע הרוסי של מערכת COSPAS-SARSAT, כמו גם בתחום היישום של טכנולוגיות חלל לניטור מצבם של עצמים ומטענים קריטיים ו(או) מסוכנים של הפדרציה הרוסית.
המכון יוצר, על בסיס בסיס אלמנטים מודרניים והטכנולוגיות העדכניות ביותר, מערכות וציוד למתחם הבקרה הקרקעית עבור חלליות, משחזרים מובנים של לווייני תקשורת, מערכות פיקוד ומדידה לחלליות, מערכות רדיו טלמטריה לשלבים עליונים. רכבי שיגור, מתחמי חישת כדור הארץ, מתחמי הנדסת רדיו להבטחת מחקר של מערכת השמש, בטיחות אסטרואידים ו"פסולת חלל".
FSUE "RNII KP" משתתפת באופן פעיל בתוכניות ופרויקטים לאומיים ובינלאומיים רבים בחלל, כמו גם בעבודה של ארגונים בינלאומיים שונים. ב-25 באפריל 2006, נשיא הפדרציה הרוסית חתם על צו על הקמת ה-OJSC " החברה הרוסית להנדסת מכשירי רקטות וחלל ומערכות מידע", שארגון האם שלה נקבע להיות FSUE "RNII KP".
פרק 5. סיכויים לפיתוח טכנולוגיות חלל
5.1 טכנולוגיות חלל למלחמה בנגיף שפעת העופות
חברת Air in Space הצרפתית מתכוונת להשתמש בטכנולוגיות חלל רוסיות כדי להגן על חולים עם כשל חיסוני ולהילחם בנגיף שפעת העופות.
את תשומת הלב של מומחים רפואיים צרפתים משכו שיטות רוסיות של טיהור אוויר פלזמה מזיהום ביולוגי בתחנות חלל. הם פותחו עוד בשנות ה-90 של המאה הקודמת ושימשו בהצלחה במתחם המסלול של מיר. מאז אפריל 2001, מכשירים כאלה שימשו גם לטיהור אוויר בקטע הרוסי של תחנת החלל הבינלאומית.
חברת Air in Space הצרפתית התאימה אותם לתנאי בתי חולים יבשתיים בעזרת סוכנות החלל האירופית, אשר מיישמת תוכנית רחבת היקף להעברת טכנולוגיות חלל. הסמכת ציוד בוצעה במעבדה לווירולוגיה בליון. לדברי מומחים, ההמצאה הרוסית מאפשרת, במיוחד, להשמיד לחלוטין את נגיפי שפעת העופות באוויר, גם בריכוזים גבוהים.
לדברי מומחים צרפתים, במקרה של מגיפת שפעת העופות, ניתן להשתמש בטכנולוגיות כאלה כדי להפוך במהירות, למשל, שטחי בית ספר לבתי חולים. הפיתוח יכול לשמש בהצלחה גם לעיקור חדרי ניתוח וחללי מעבדה, מדגישים מומחים.
5.2 נשק חלל
ארצות הברית מתכננת ליצור בקרוב נשק חלל המסוגל לפגוע במטרות קרקע ממסלול. כ-100 מיליון דולר צפויים להיות מוקצבים לפיתוח המבטיח הזה, דיווחה Interfax. ועדת הפיוס של הקונגרס האמריקאי הצביעה בעד הקצאת כספים לנשק חלל.
לפי התקשורת האמריקאית, נשק חלל הוא לוויין שישוגר מכדור הארץ ורקטה מונחת עליו. לאחר המתקפה ממסלול נמוך של כדור הארץ, החללית תחזור לבסיס. לאחר טעינה ותחזוקה, ניתן לשלוח את הלוויין לשימוש חוזר לחלל שוב.
5.3 תוכנית החלל של רוסיה ובלארוס
בלארוס ורוסיה מתכוונות לפתח תוכנית חלל משותפת, אמר אלכסנדר קורסקוב, ראש המחלקה לתעשייה ביטחונית ושיתוף פעולה צבאי-טכני של הוועדה הקבועה של האיחוד מדינת בלארוס ורוסיה.
"הוועדה המתמדת עשתה עבודה על הצעות של סוכנות החלל הפדרלית של רוסיה והאקדמיה הלאומית למדעים של בלארוס על הכנת תוכנית מדינת האיחוד "פיתוח אלמנטים בסיסיים, טכנולוגיות, יצירה ושימוש באמצעים מסלוליים וקרקעיים. של מערכת חלל רב תכליתית" (קוסמוס - NT)", אמר במסיבת עיתונאים ביום שלישי במינסק.
א' קורסקוב הבהיר כי התוכנית צפויה לצאת לפועל בשנים 2008-2011.
לדברי א. קורסקוב, המטרה היא "לפתח טכנולוגיות חלל מתקדמות וליצור דגימות ניסיוניות שאין שני להן של נכסי ורכיבי חלל קרקעיים ומסלוליים".
5.4 שימוש באנרגיה סולארית על פני כדור הארץ
הפנטגון הציע ליצור קבוצת לוויינים מסלולית שיכולה לאסוף אנרגיית שמש ולשדר אותה לכדור הארץ.
כך נאמר בדו"ח חדש בן 75 עמודים של מחלקת הצבא האמריקאית.
למרות העובדה שהפרויקט מוערך בעלות של לפחות עשרה מיליארד דולר, בצבא האמריקני סבורים כי חשמל מהחלל יכול להוזיל את עלויות המחלקה הצבאית.
כיום, חשמל, למשל בעיראק ובאפגניסטן, מיוצר באמצעות גנרטורים הפועלים על מוצרי נפט. מסתבר שארה"ב צריכה להעביר נפט למדינתה, לעבד אותו ואז לשלוח שוב את המוצרים המוגמרים לחו"ל.
לפיכך, כל קילוואט חשמל המופק על ידי גנרטור בבסיס צבאי עולה לא 5-10 סנט, כמו בארצות הברית, אלא בערך דולר אחד, מציין הדו"ח.
יחד עם זאת, הפנטגון לא רוצה לפתח פרויקט משלו, אלא רוצה להסתמך לחלוטין על ספקים מסחריים של סוג חדש של חשמל, שעלול להופיע בעתיד הנראה לעין.
לפי הדו"ח, מוצע למקם בחלל קבוצת לוויינים עם מראות אור באורך של כמה קילומטרים. מראות אלה ימקדו את אור השמש אל פאנל סולארי כדי לייצר חשמל. החשמל שיתקבל יומר לגלי מיקרו, שיוכלו להיות מועברים דרך האטמוספרה של כדור הארץ בתדרים שבין 2.45 גיגה הרץ ל-5.8 גיגה הרץ.
על פני כדור הארץ, גלי מיקרו שיהיו כשישית מעוצמת אור השמש בצהריים ייקלטו על ידי אנטנות. מערכות מיוחדות ימירו את המיקרוגלים בחזרה לחשמל לחלוקה ברשת הרגילה.
הקונספט הזה אינו חדש - רעיונות דומים עלו עוד בשנות ה-70, אבל באותה תקופה לא הייתה לא הטכנולוגיה שבאמצעותה אפשר להחיות את זה, וגם לא היכולות הפיננסיות.
הדו"ח מציין כי במהלך מספר שנים יפותחו טכנולוגיות שטרם קיימות, והחשמל הראשון מהחלל עשוי להיות משודר כבר בשנים 2012-2013 מלוויינים במסלול נמוך סביב כדור הארץ. הלוויינים מתוכננים להיות מועברים למסלול גיאוסינכרוני עד 2017.
ניתן לבצע מספר ניסויים כחלק מפרויקט חדש. הראשון מיועד להעברת חשמל למרחקים ללא חוטים בין שתי נקודות הארקה. אז תצטרכו לחזור על אותו ניסוי, אבל הפעם לנסות להעביר חשמל לבסיס קרקעי מה-ISS.
ארגוני מחקר אמריקאים הגיבו מיד לדוח החדש, 13 מהם ארגנו את Future Space Solar Energy Alliance.
"בעוד שנושאים טכניים עדיין נותרו על סדר היום, להשקעות משמעותיות יש כעת פוטנציאל להפוך אנרגיה סולארית מבוססת חלל למקור חשמל קריטי: נקי, מתחדש ומסוגל לספק את כמויות האנרגיה העצומות שהעולם צריך. קונגרס, פדרלי סוכנויות וקהילות עסקיות חייבות להתחיל להשקיע באופן מיידי", אמר מארק הופקינס, סגן נשיא אגודת החלל הלאומית של ארה"ב, בהצהרה כתובה.
לדברי מנהל המשרד הלאומי לביטחון החלל של הפנטגון, ג'וזף רוז', סוגיות טכנולוגיות הקשורות לפרויקט נפתרות כיום במהירות רבה, והיכולות הפיננסיות של העסק גדלות מדי שנה.
"כל מה שחסר הוא דחיפה מתאימה להניע את בעלי העניין ליישם את הפרויקט", מציין רוז' בהקדמה לדוח.
מומחים חוששים שעלות יצירת מערכת חדשה עלולה להקשות על החזר הפרויקט.
קודם כל, יש צורך להפחית את עלות שליחת המטען למסלול גיאו-סינכרוני, שמסתכמת כיום לפחות ב-20 אלף דולר לקילוגרם.
בנוסף, על הצרכן העיקרי של חשמל בחלל כיום - הפנטגון - לנתח את צרכי החשמל ארוכי הטווח ולאשר את כוונתו להפוך לצרכן אמיתי. כמו כן, יש לשנות את החקיקה כדי להקל על נטל המס והאשראי למי שיועסק בפרויקט החדש.
סיכום
חקר החלל לא רק עורר עניין בחינוך, אלא גם אפשר להשתמש באמצעים טכניים מצוינים - שידורי רדיו ולווייני טלוויזיה למטרות חינוכיות. ההמונים הרחבים של אוכלוסיית כדור הארץ יכולים לקבל את הידע הנרחב ביותר באמצעות מערכת חינוך עולמית אוניברסלית, הבנויה על שימוש במערכות תקשורת חלל וטלוויזיה בעולם המבוססות על לווייני כדור הארץ משומשים. שידורי רדיו וטלוויזיה באמצעות לוויינים יאפשרו לפתור את בעיות ביטול האנאלפביתיות, הגדלת הכישורים החינוכיים של ילדים ומבוגרים וכו'. לפיכך, החלל והחינוך התבררו כמרכיבים של תהליך דו-כיווני: ללא ידע מעמיק, כיבוש המרחב הוא בלתי אפשרי, האחרון, בתורו, מספק אמצעי יעיל לשיפור ופיתוח מקיף של החינוך.
המדע זקוק לאסטרונאוטיקה - זהו כלי גרנדיוזי ורב עוצמה לחקר היקום, כדור הארץ והאדם עצמו. מדי יום היקף חקר החלל היישומי מתרחב יותר ויותר. שירות מזג אוויר, ניווט, הצלת אנשים והצלת יערות, טלוויזיה עולמית, תקשורת מקיפה, תרופות אולטרה טהורות ומוליכים למחצה מהמסלול, הטכנולוגיה המתקדמת ביותר - זה גם היום וגם העתיד הקרוב מאוד של האסטרונאוטיקה. ולפנים תחנות כוח בחלל, סילוק תעשיות מזיקות מפני השטח של כדור הארץ, מפעלים במסלול נמוך כדור הארץ וירח וכו'.
לסיכום, זה הוגן לומר שהמאה העשרים נקראת בצדק "עידן החשמל", "עידן האטומי", "עידן הכימיה", "עידן הביולוגיה". אבל שמו ההוגן הוא גם "עידן החלל". עתיד החלל של האנושות הוא המפתח להתפתחותה המתמשכת בנתיב הקידמה והשגשוג, שעליו חלמו ויצרו מי שעבדו ופועלים כיום בתחום האסטרונאוטיקה ושאר המגזרים בכלכלה הלאומית.
רשימת ספרות משומשת
1. "טכנולוגיית חלל" / ed. K. Gatlanda, M.: Mir, 1986
2. "שיטות מרחב לחקר הביוספרה" / אחראי. ed. ל.נ. Vasiliev, M.: Nauka, 1990
3. חקר החלל בברית המועצות (מבוסס על חומרי עיתונות) / אחראי. ed. ר.ז. Sagdeev, M.: Nauka, 1987
4. "מערכות חלל תחבורה" / S.V. צ'קלין, מ.: נאוקה, 1990
5. http://www.interfax.ru
תיאור המצגת לפי שקופיות בודדות:
1 שקף
תיאור שקופיות:
טכנולוגיות חלל בחיינו מוסד חינוכי ממלכתי של אזור וורונז' "פנימיית בוברובסקאיה לתלמידים עם מוגבלויות" הוכן ונערך על ידי המורה VKK Nikulina A.I.
2 שקופיות
תיאור שקופיות:
3 שקופית
תיאור שקופיות:
הכמיהה אל הלא נודע התשוקה של האנושות לידע היא אינסופית ולמעשה היא הבסיס לציוויליזציה שלנו. מאז ומתמיד, אדם בעל עקשנות מדהימה, למרות כל מכשול, שואף ללמוד את כל מה שסביבו. החלל והכוכבים תמיד משכו את האנושות. תיאוריות מדעיות פרוגרסיביות הופיעו בשלבים שונים ובזמנים שונים. גלילאו, קופרניקוס ומדענים נוספים תרמו לקידום החלום של האנושות – כיבוש החלל. גלילאו גליליי 1564-1642 ניקולאוס קופרניקוס 1473-1543
4 שקופית
תיאור שקופיות:
כניסה למסלול בהתבסס על ההתפתחויות התיאורטיות של המדען הגדול ציולקובסקי, לאחר שעשה כמות אדירה של עבודה, מעצבים סובייטים בהנהגת S.P. קורולב ביצע טיסה מאוישת. עידן חדש החל בהיסטוריה של כוכב הלכת שלנו K. E. Tsiolkovsky 1857-1935 S. P. Korolev 1906-1966 ב-12 באפריל 1961, בן אדמה הצליח לראשונה להימלט מקשרי הכבידה. בחללית Vostok-1, סגן בכיר יורי אלכסייביץ' גגרין טס סביב כדור הארץ.
5 שקופית
תיאור שקופיות:
למה אנחנו צריכים מקום? אנחנו בכלל לא חושבים עד כמה המרחב חשוב בחיינו היום. בינתיים, "הישגים קוסמיים" משמשים אותנו בחיי היומיום לעתים קרובות למדי. חלל וטכנולוגיות נלוות חודרות בחוזקה לחייו של כל אדם מודרני.
6 שקופית
תיאור שקופיות:
תקשורת וטלוויזיה רבים מאיתנו צופים היום במאות ערוצי טלוויזיה מכל רחבי כדור הארץ, מתקשרים לכל מקום בעולם ומנווטים בעיר באמצעות "נווטים". כל זה יהיה בלתי אפשרי ללא קבוצת הכוכבים המסלולית של לוויינים המקיפים את כוכב הלכת שלנו.
7 שקופית
תיאור שקופיות:
ביגוד רבים מהדברים שאנו מכירים כיום בבגדים קשורים בצורה כזו או אחרת לתעשיית החלל. תחתונים תרמיים, למשל, פותחו כחלק מציוד של אסטרונאוט. קצף הפוליאוריתן המיוחד המשמש כיום בנעלי ריצה פותח במקור גם עבור מגפי אסטרונאוט.
8 שקף
תיאור שקופיות:
פיתוח הרפואה לתוכנית החלל הייתה השפעה עצומה על פיתוח הרפואה. ענפים שלמים של הכשרת אסטרונאוטים מצאו את היישום שלהם בתחום הבריאות. לדוגמה, בהתבסס על חליפת הפינגווין, המפחיתה את ההשפעות המזיקות של חוסר משקל על גופו של האסטרונאוט, חליפת ריג'נט האוניברסלית נוצרה כדי לסייע בשיקום חולים שסבלו מתאונות מוחיות חריפות או פגיעה מוחית טראומטית.
שקופית 9
תיאור שקופיות:
שיקום חולים אחד מתחומי הרפואה שבהם נעשה שימוש רב ביותר ב"הישגי שטח" הוא שיקום חולים. לצד חליפת "Regent" שהוזכרה כבר, ניתן לציין כדוגמה את מכשיר "קוברית" הייחודי. המכשיר מסייע לאנשים שלקו באירוע מוחי לחזור לחיים נורמליים על ידי שיקום תפקוד השרירים.
10 שקופית
תיאור שקופיות:
אמבט טבילה MEDSIM האמבטיה, שפותחה במקור כמערכת להדמיית חוסר משקל, מקדמת החלמה של חולים נוירולוגיים וקרדיולוגיים. הוא משמש באופן פעיל גם כהליך החלמה לאחר ניתוח וברפואת ספורט. כדי לשמור על בריאות פסיכולוגית, החלמה והתאוששות רגשית של אסטרונאוטים, פותח תסביך פסיכוהרפיה "RELAXROTONDA" בריאות פסיכולוגית
11 שקופית
תיאור שקופיות:
משאבות מיניאטורות לסיוע בלב המשאבות פותחו בטכנולוגיה המדמה זרימת נוזלים במנועי רקטות. אלגוריתמים לעיבוד תמונה אלגוריתמים שפותחו לעיבוד וניתוח תמונות מטלסקופים מצאו יישומים מדהימים. הם הוכחו שימושיים באבחון סרטן. אלו הן רק כמה דוגמאות לאופן שבו טכנולוגיית החלל קידמה שירותי בריאות במגוון תחומים.
12 שקופיות
תיאור שקופיות:
מכשירי חשמל ביתיים מספר עצום של מכשירי חשמל ומכשירים ביתיים בקושי היו מופיעים אלמלא פיתוחי החלל. כולנו מכירים ומשתמשים במחבתות מצופות נון-סטיק (טפלון) לבישול. אבל מעטים יודעים שציפוי טפלון פותח במקור לציפוי חלליות.
שקופית 13
תיאור שקופיות:
מסננים לטיהור מים המסננים הקיימים כמעט בכל מטבח נוצרו במקור לטיהור מים בתחנת החלל, בעת ביצוע תיקונים בחצר, בגינה, בחזית הבית, אנו משתמשים בכלי חשמל אלחוטיים. בתחילה פותחו מכשירים כאלה לעבודות תיקון במסלול. כלים אלחוטיים
אסטרונאוטים מודרניים עדיין צריכים להתמודד עם חוסר משקל. כוח כבידה מלאכותי יכול להיווצר באמצעות כוח צנטריפוגלי, המאלץ ספינה או תחנת מסלול להסתובב סביב הציר שלה. עם זאת, שיטה זו מתאימה רק לתחנות בגודל של מגרש כדורגל. על עצמים קטנים יותר, מהירות הסיבוב תהיה כזו שאסטרונאוטים יתחילו לחוות חוסר התמצאות וסחרחורת, אפילו עד כדי אובדן הכרה.
זה לא רק מעייף, אלא גם מסוכן לאדם להיכנס לחלל החיצון. זה יהיה נחמד אם כל העבודה ה"חיצונית" עבור האסטרונאוטים תיעשה על ידי רובוטים מעופפים. נאס"א כבר עשתה את הצעד הראשון לקראת השגת מטרה זו על ידי יצירת מצלמה אוטומטית כדורית, AERCam, שתבדוק את פני השטח החיצוניים של תחנת החלל הבינלאומית. בעתיד, רובוטים יוכלו לבצע באופן עצמאי תחזוקה ותיקונים.
כדי לעזוב את הספינה או להיכנס שוב לספינה, האסטרונאוט עובר דרך מנעול האוויר. אלטרנטיבה לטכנולוגיה הלא נוחה והלא בטוחה הזו תהיה "נמל חליפת חלל" עם תא לחץ וחליפת חלל מבחוץ. אסטרונאוטים לא יסבלו יותר ממחלת דקומפרסיה. כמו כן, יפחת מספר הפציעות הקשורות לשהייה ממושכת בחליפת חלל.
מטרת הפרויקט הבינלאומי MAGDRIVE היא ליצור רכיבים מכניים ללא מגע לטכנולוגיית חלל. הפער בין חלקי המנגנונים מסופק על ידי מגנטים בעלי אותם קטבים. העיקרון של ריחוף מגנטי, המשמש ברכבות רחפות, יאפשר לך לשכוח את הבעיות של שחיקה, עיוות טמפרטורה והקפאה של תרכובות נגד חיכוך.
תקשורת היא קריטית להצלחת משימות חלל. עם זאת, משדרי רדיו מודרניים צורכים יותר מדי אנרגיה, וזה קריטי במיוחד במהלך נסיעה בין-כוכבית ארוכה. אחד הפתרונות האפשריים לבעיה הוא שימוש בלייזר, שיאפשר העברת נתונים במהירות של פי 10 עד 100 מאשר משדר רדיו. משדרי לייזר צפויים להתחיל בשימוש ב-2017.
הרובוט דמוי האדם רובונאוט פותח על ידי נאס"א יחד עם ג'נרל מוטורס. נכון לעכשיו, אחד הרובונאוטים נמצא על סיפון תחנת החלל הבינלאומית, ומבצע כמה סוגים של עבודה לצד האסטרונאוטים. עם זאת, איברי המכונה חסרים גמישות לשימוש רחב יותר.
CleanSpace One היא קופסה קטנה עם מכשיר לכידה לאיסוף פסולת חלל. הפיתוח של המכון הטכנולוגי הפדרלי של שוויץ כבר שימש פעמיים להרחקת לוויינים שוויצרים מהמסלול. בעתיד, מכשירים כאלה ישמרו על ניקיון בחלל הקרוב לכדור הארץ, שבו מסתובבים כיום כ-55 אלף חפצים שונים, כולל מעשה ידי אדם.
קרינה מהווה איום רציני על חוקרי החלל. במהלך טיול למאדים, האסטרונאוטים מקבלים מינון קרינה הגבוה פי מאה מהנורמה השנתית בכדור הארץ. דרך אחת לפתור בעיה זו הוצעה על ידי מעבדת רתרפורד-אפלטון הבריטית. התפתחותם נקראת מיני-מגנטוספירה. הרעיון הוא ליצור שדה מגנטי סביב החללית בדומה לשדה המגנטי של כדור הארץ.
מומחים במעבדה הלאומית של ברקלי עובדים על טכנולוגיות לסינתזה של מולקולות ביולוגיות. פיתוחים אלו יאפשרו לאסטרונאוטים ליצור מזון, תרופות ודלק ממינרלים, גזים וקרקעות שנאספו על כוכבי לכת זרים, כמו גם ממוצרי פסולת אנושיים. ביוסינתזה פותחת אינסוף אפשרויות. לדוגמה, ניתן להשיג מזון מהחיידק ספירולינה, והחיידק Methanobacterium thermoautotrophicum שימושי לייצור מתאן וחמצן.
בשנת 2012 הבטיחה חברת הבנייה היפנית Obayashi Corporation שעד 2050 תיצור מעלית חלל בגובה של 96,000 ק"מ. המעלית תעשה שימוש בבקתות ריחוף מגנטיות. הודות לפיתוח היפני, עלות הכנסת קילוגרם מטען למסלול תרד מ-22,000 דולר הנוכחיים ל-200 דולר.
המצאות רבות שנעשו עם עין לחלל מוצאות בסופו של דבר את יישומן על פני כדור הארץ - בצורת מזון לתינוקות, סוליות נעליים, משקפי שמש הבולעים קרינה אולטרה סגולה ועוד פריטים שימושיים ונעימים. זה אפילו מעניין עד כמה טכנולוגיות מדע בדיוני חדשות יהפכו לחלק מחיי היומיום.
ביאור
הספר מציג דרכים שונות ליצירת תנועת גופים, כלומר שינוי מיקומו של עצם הן במרחב והן בזמן. עקרונות הפעולה של מדחפים אקטיביים שאינם דורשים דחיית מסה תגובתית מחוץ לרכב נחשבים. מוצגות שיטות ליצירת כוח מניע כרוני המספק האצה או האטה של התנועה בזמן, כלומר, שינוי מהירות הקיום של חלקיקי החומר. בפעם הראשונה מוצג חישוב תנאי התהודה עבור תהליכים ארבעה מימדיים,
הספר מיועד למומחים להנדסה וטכנית ולמגוון רחב של קוראים המתעניינים בתכנון מערכות הנעה תעופה וחלל לסוגים חדשים של כלי רכב. מידע בונה ניתן לקורא לצורך אימות ניסיוני, מכיוון שלמידע הראשוני בנושא זה, במקרים מסוימים, אין אישור רשמי מהימן.
אנא שלח את הערותיך ותוספותיך למחבר.
אלכסנדר ולדימירוביץ' פרולוב
הַקדָמָה
פרק 1 עקרון תגובתי במערכת סגורה
פרק 2 כנף בזרימה סגורה
פרק 3 אפקט מגנוס וכוח לורנץ
פרק 4 מניפים אלקטרו-קינטיים
פרק 5 תנועה עקמומית של גוף
פרק 6 גירוסקופ רדיוס משתנה
פרק 7 פיצוי משקל גוף
פרק 8 אינרציואידים
פרק 9 קדנציה של גירוסקופ
פרק 10 GIBIP
פרק 11 המנגנון הצף באתר של קורובין
פרק 12 אנטי כבידה במחוללי אנרגיה חופשית
פרק 13 אפקטים מוטוריים
פרק 14 הפונדרולט של האקדמאי איגנטייב
פרק 15 מבנה פנימי של שדה הפוטנציאל החשמלי
פרק 16 אפקט חום
פרק 17 הקבל של פרולוב
פרק 18 ננו-חומר בכוח פעיל
פרק 19 שיטתו של גאורגי אוספנסקי
פרק 20 תנועה עקב "כוחות פנימיים"
פרק 21 שדה גרווימגנטי
פרק 22 שימוש בגורם "זמן" במדחפים
פרק 23 גלי "צפיפות הזמן" של קוז'ירב
פרק 24 כוח הכבידה ומתח אלסטי
פרק 25 מבנה גלי אורך
פרק 26 כרונודינמיקה
פרק 27 כוח מניע כרוני
פרק 28 Thermogravity
פרק 29 גלי החומר של דה ברולי
פרק 30 מטוס הגרביטו של גרבניקוב
פרק 31 השפעת הצורה
פרק 32 מבנה החלל - זמן
פרק 33 קבוע כרוני
פרק 34 תהודה ארבע-ממדית
פרק 35 הולוגרמה ארבע ממדית
פרק 36 חישוב מהירות האור
פרק 37 מכונת זמן
פרק 38 מושג הטלפורטציה
אלכסנדר ולדימירוביץ' פרולוב
טכנולוגיות חלל חדשות
יש רק חוק אחד אמיתי - זה שעוזר לך להיות חופשי.
ריצ'רד באך
"שחף בשם ג'ונתן ליווינגסטון"
הַקדָמָה
תנועה היא שינוי במיקום של אובייקט, תהליך המתרחש הן במרחב והן בזמן. אנו קיימים בתנועה בשל העובדה שאנו נמצאים על פני כוכב לכת שטס בחלל סביב השמש, ויחד איתה בגלקסיה. מצד שני, כל חלקיק מהחומר של עצמים חומריים הוא תהליך אתרודינמי, זרימת מערבולת יציבה פחות או יותר של המדיום האתרי. לפיכך, בעולם האמיתי שום דבר אינו נייח; כל העצמים נמצאים בתנועה. אנו מבחינים בתנועה כשינוי במיקום, או בשינוי אחר בפרמטרים של תהליך קיום החומר. תהליך התנועה אינו יכול להיפסק כל עוד החומר קיים. מנקודת מבט זו, נשקול דרכים ליצור כוח מניע הפועל על גוף, מבלי לשכוח שכל העצמים החומריים מורכבים ממיקרו-חלקיקים וממוקמים על פני השטח של הפלנטה שלנו. אם כבר מדברים על תנועת גופים, יש צורך להבין שבמקרה זה, כך או כך, מגיע לתנועה קומפלקס של חלקיקי חומר, הקיים בתנאים מסוימים.
היישום המעשי של תהליך התנועה הוא להעביר אובייקט, כגון נוסעים ומטען, מנקודה אחת בחלל לאחרת, במהירות האפשרית. תהליך התנועה מתרחש בדרך כלל במהירות מסוימת, אך כמו לכל תופעה אחרת, יש לו שני "מקרים מגבילים": באחד מהם הגוף משנה את מיקומו באופן מיידי במרחב, ובשני הגוף משנה את מיקומו באופן מיידי. על ציר הזמן. המקרה הראשון מתייחס לטלפורטציה, והשני - לתנועה בזמן, ללא שינוי מיקום במרחב. נבחן כיוונים שונים בפיתוח טכנולוגיות לנוע במרחב ובזמן, כולל שני מקרי קיצון אלו.
שיטות התנועה הרגילות מוכרות לנו היטב, העיקרית היא תגובתית. הולך הרגל נדחק מהתמיכה ברגליו, המכונית נדחקת מהתמיכה כשהגלגל מסתובב, ובמקביל התמיכה נדחפת לאחור והרכב מקבל דחף תגובתי ונע קדימה. ניתן להניע את הסירה באמצעות משוטים, סילון מים או מדחף, דוחפים מים לאחור כדי ליצור אפקט סילון. בשיטה זו, חוק שימור התנע, המוכר לכולנו, נשמר בקפדנות: כתוצאה מאינטראקציה תגובתית, כל אחד מהגופים מקבל את אותה תנע, השווה למכפלת המסה והמהירות, עבור כל אחד משני הגופים המקיימים אינטראקציה. מנועי רקטות, מטוסי מדחף או טורבו וציוד אחר פועלים בהתאם לחוק זה של שימור המומנטום.
האצה של כלי טיס, כמו רקטה, תלויה בכמה ובאיזה מהירות דלק נפלט דרך פיית הרקטה אל הסביבה החיצונית. שימו לב שכדי ליצור כוח מניע, כל מכשיר תגובתי מוציא אנרגיה כדי להקנות תנועה מואצת למסה התגובתית. במקביל, הדלק המשתחרר לסביבה החיצונית מגביר את האנרגיה הקינטית של מולקולות הסביבה, בסופו של דבר מגביר את טמפרטורת הסביבה, מחמם אותה. במקרה זה, אנו יכולים לומר שהעלייה באנרגיה התרמית, האנרגיה הקינטית של מולקולות הסביבה, שקולה לעלייה באנרגיה הקינטית של כלי טיס, או גוף נע אחר המשתמש בעקרון התגובתי. זה חושף את חוק שימור המומנטום והאנרגיה.
ישנן שיטות אחרות, ידועות מזמן, הדומות לעיקרון התגובתי. שיטות אלו פועלות גם בהתאם לחוק שימור המומנטום, אך ב בכיוון ההפוך,כלומר, על ידי הפחתת האנרגיה התרמית של הסביבה. לדוגמה, סירת מפרש מופעלת בצורה שונה מסירה או סירה: היא מאטה את זרימת התנועה של המדיום (האוויר) עם המפרש שלה, מה שמשנה (מפחית) את האנרגיה הקינטית של זרימת החלקיקים הסביבתיים על מנת להגדיל המהירות (אנרגיה קינטית) של המפרשית.
מכיוון שהמונח "תגובתי" פירושו "מגיב", העיקרון המנוגד לתגובתי יכול להיקרא "פעיל", כלומר "פעיל". בהנעה סילון, הכוח הפועל על הרכב נוצר כתגובה לעלייה באנרגיה של הסביבה. הנעה סילון דורשת מקור אנרגיה כדי לפעול. בהנעים פעילים, הכוח האפקטיבי נוצר על ידי ספיגת אנרגיה מהסביבה. הודות לנכס זה, מובילים פעילים יכולים לשמש מקורות אנרגיה במהלך פעולתם.
בפרק על ננוטכנולוגיה נשקול שיטה המאפשרת ליצור כוח מניע ללא צריכת דלק, בשל תבליט פני השטח המיוחד של ננוחומר, המבטיח את בחירת האנרגיה הקינטית של מולקולות אוויר או סביבה אחרת. חומר זה נקרא "חומר פעיל כוח". נוכחות הרוח, במקרה זה, אינה משנה, שכן בקנה מידה של כ-100 ננומטר, אנו יכולים לומר ש"תמיד יש רוח". מולקולות אוויר, בלחץ אטמוספרי נורמלי ובטמפרטורת החדר, נעות בצורה כאוטית במהירות של 500 מטר לשנייה, אך כל אחת מהן נעה בצורה ישרה, ללא התנגשויות, רק בקטעים קטנים של מסלולה, באורך של כ-50 - 100 ננומטר. ניתן להשתמש בתנועה זו על ידי יצירת, בעזרת ננוטכנולוגיה מודרנית, תבליט משטח מסודר מיוחד.
טוען...
