От космических лифтов до межзвездных полетов: лучшие технологии, которые вскоре станут реальностью (фото).

Некоторые космические технологии могут как повысить качество жизни на Земле, так и сделать возможным для человечества путешествия к другим звездам. Издание Space предлагает ознакомиться с четырьмя футуристическими космическими технологиями, которые могут быть реализованы в будущем, а также с приблизительными временными рамками их внедрения.

2040-е–2050-е годы: солнечные электростанции на орбите

На данный момент солнечная энергия составляет чуть более 5% от общего производства электроэнергии на Земле, однако это число можно значительно увеличить. Лучшее место для сбора солнечной энергии — это космос, где атмосферные условия не препятствуют этому процессу. Поэтому создание масштабного массива солнечных панелей на орбите позволит собирать практически неограниченное количество энергии от нашей звезды. Однако строительство такой электростанции в космосе представляет собой сложную задачу, а также возникают трудности с передачей энергии на Землю.

В настоящее время космические агентства из США, Европы и Японии работают над проектом солнечной электростанции на орбите, которая сможет передавать энергию на Землю с помощью микроволн, которые затем будут преобразованы в электричество.

Ожидается, что солнечные панели смогут получать около 1 киловатта энергии на квадратный метр поверхности, но необходимо, чтобы электростанция на орбите генерировала не менее 1 гигаватта энергии. Это подразумевает создание массива панелей размером в несколько километров и весом примерно 10 тысяч тонн. Решение этой задачи невероятно сложно.

Тем не менее, некоторые ученые полагают, что такие электростанции могут быть построены в 2040-х – 2050-х годах.

Вторая половина 21 века: космические лифты

Вместо использования ракет для полетов в космос, почему бы не рассмотреть возможность создания космических лифтов? Хотя эта концепция существует в научной фантастике уже давно, некоторые ученые считают, что она может стать реальностью во второй половине 21 века.

Основная конструкция космического лифта достаточно проста: на Земле находится базовый порт, от которого в космос тянется длинный трос, прикрепленный к другой базовой конструкции в космосе. По этому тросу перемещается подъемное транспортное средство, которое может доставлять людей или грузы в космос.

Стивен Коэн из Колледжа Ванье в Канаде считает, что космический лифт должен располагаться недалеко от экватора. Гравитация Земли будет тянуть трос вниз, в то время как центробежная сила на конце троса, находящегося на орбите Земли, будет тянуть его в другую сторону, поддерживая натяжение. Однако натяжение будет настолько сильным, что трос необходимо изготовить из материала, в 50 раз прочнее стали. Ученые предполагают, что таким материалом могут стать углеродные нанотрубки. Длина космического лифта, по словам Коэна, может достигать 100 000 км.

На данный момент концепция космического лифта остается на стадии далекой перспективы, поскольку для ее реализации потребуются десятки миллиардов долларов, удивительно прочные материалы и дополнительные технологии, которые пока отсутствуют.

Некоторые ученые считают, что космический лифт сможет способствовать колонизации как Луны, так и Марса в будущем.

2030-е годы: ядерная энергетика на Луне

На Луне день и ночь длятся примерно по 2 недели. Это означает, что солнечную энергию, необходимую для функционирования будущих баз на спутнике Земли, можно получать лишь в течение примерно 14 дней. Поэтому необходим более стабильный источник энергии.

Космические агентства по всему миру в настоящее время работают над созданием ядерных реакторов, которые смогут обеспечить астронавтов и инфраструктуру на Луне ядерной энергией.

Космические агентства США и Китая планируют разместить ядерные реакторы на Луне уже в следующем десятилетии, когда будут созданы первые базы на спутнике Земли. Ученые из Великобритании также работают над разработкой лунного ядерного реактора.

Ожидается, что первые ядерные реакторы на Луне смогут производить около 100-300 киловатт электроэнергии, а в более отдаленном будущем — десятки мегаватт.

Конец 21 века – начало 22 века

Некоторые ученые предполагают, что уже в конце 21 века или в начале 22 века люди смогут осуществить межзвездные путешествия. Возможно, это будут еще не пилотируемые, а роботизированные миссии.

Самому быстрому космическому аппарату NASA, известному как "Новые горизонты", понадобилось девять лет, чтобы достичь Плутона, находящегося на расстоянии 34 астрономических единиц от Солнца. Одна астрономическая единица составляет примерно 150 миллионов км. Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии 268 779 астрономических единиц или 4,2 световых года. Аппарату "Новые горизонты" при скорости 84 000 км/час потребуется около 80 000 лет, чтобы достичь Проксимы Центавра.

Поэтому ученые ищут способы ускорить космические путешествия. Считается, что это можно сделать с помощью ядерного двигателя, установленного на космическом аппарате, или с помощью светового паруса, к которому будет прикреплен аппарат и его будет разгонять мощный лазер. Используя эти технологии, можно будет добраться до ближайшей звезды, как предполагается, в течение нескольких десятилетий.