Ar galėtume statyti miestus kosmose?
Trumpas atsakymas: Taip – bet ne kaip miestai Žemėje. Galime kurti buveines ir stotis kosmose, bet prieš tapdami tikraisiais „miestais“, jie turi išspręsti sudėtingas problemas, tokias kaip oras, gravitacija, radiacija ir atsargos.
Ką tai reiškia?
Kosmose nėra oro, beveik nėra gravitacijos ir yra daug kenksmingos spinduliuotės. Kosminiam miestui reikėtų sienų, kurios sulaikytų orą ir neleistų patekti spinduliuotei. Jam reikėtų energijos, maisto, vandens perdirbimo ir būdų, kaip sutaisyti sulūžusius daiktus.
Mikrogravitacijos (labai mažos gravitacijos) sąlygomis žmonės gali turėti silpnesnius kaulus ir raumenis, todėl konstruktoriai galėtų sukti buveines, kad sukurtų dirbtinę gravitaciją. Medžiagos galėtų būti gaunamos iš Žemės arba iš Mėnulio ir asteroidų, kad būtų sutaupyta lėšų. Inžinieriai jau stato ir testuoja daugelį dalių orbitoje.
Laikui bėgant, mažos buveinės galėtų išaugti į didesnes bendruomenes, jei ir toliau kartu spręsime technines ir socialines problemas.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Niutono judėjimo dėsniai ir orbitinė mechanika.
Miesto statyba kosmose remiasi keliomis pagrindinėmis fizinėmis idėjomis. Pirma, buveinė turi išlaikyti orą ir slėgį prieš kosmoso vakuumą. Todėl konstrukcijoms reikalingos tvirtos medžiagos ir kruopštūs sandarikliai, kad būtų sustabdytos nuotėkiai ir užtikrintas žmonių saugumas.
Antra, Saulės spinduliuotė ir kosminiai spinduliai gali pažeisti kūnus ir elektroniką; masė ir specialus ekranavimas sumažina šią riziką. Trečia, mikrogravitacija keičia kūnų ir skysčių elgesį, todėl gyvybės palaikymo ir žmonių sveikatos sistemos turi būti suprojektuotos tokiai aplinkai. Ketvirta, daiktų gabenimas į orbitą ir iš jos vyksta pagal orbitinę mechaniką, todėl degalų ir perkėlimo planai yra svarbūs tiekimui ir surinkimui.
Energija dažnai gaunama iš saulės baterijų, o vanduo ir oras perdirbami uždarose sistemose, siekiant sutaupyti masės.
Kaip mes tai žinome: Inžinieriai ir mokslininkai išbandė medžiagas, gyvybės palaikymo sistemas ir žmonių sveikatą orbitoje kosminėse stotyse ir robotų misijose. Šie eksperimentai rodo, kas veikia, kas neveikia ir ką dar reikia tobulinti.
Pastebėk aplink
- Tarptautinė kosminė stotis (orbitinė tyrimų buveinė, kurioje gyvena ir dirba žmonės)
- Apollo misijos Mėnulyje ir ateityje planuojamos buveinės Mėnulyje
- Tokios koncepcijos kaip Stanfordo toras ir O’Neillo cilindrai (idėjos didelėms besisukančioms kosminėms buveinėms)
- Robotinės misijos ir mėnuleigiai, kuriuose bandomi statybos metodai ir išteklių naudojimas
Išbandymas
Mini uždara buveinė
Sauga: Laikykite augalus ir dirvožemį švarius; nusiplaukite rankas po dirvožemio tvarkymo.
Priemonės
- skaidrus plastikinis indas su dangteliu
- vazoninis dirvožemis
- pupelių sėklos (arba daigai)
- mažas puodelis vandens
- saulės šviesa arba lempa
Žingsniai
- Į stiklainį įdėkite kelis šaukštus dirvožemio ir jį suplokštinkite.
- Šiek tiek įspauskite pupelių sėklas į dirvą ir įpilkite šiek tiek vandens.
- Sandariai uždarykite dangtelį ir padėkite stiklainį saulės šviesoje arba po lempa.
- Stebėkite kiekvieną dieną 1–2 savaites. Neatidarykite stiklainio, nebent jis visiškai išdžiūtų. Ką tai rodo: Uždaroje mažoje ekosistemoje gali būti naudojamas vanduo ir oras, o augalas gali augti kaip mažoje erdvėje.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- Mikrogravitacija: labai silpna gravitacija, dėl kurios žmonės ir daiktai plūduriuoja.
- Gyvybės palaikymo sistema: įranga, kuri tiekia orą, vandenį, maistą ir šalina atliekas, kad žmonės galėtų gyventi.
- Spinduliuotė: energingos dalelės arba šviesa iš kosmoso, galinčios pakenkti gyviems organizmams ir elektronikai.
- Orbitinė mechanika: taisyklės (pagrįstos gravitacija ir judėjimu), kontroliuojančios, kaip erdvėlaiviai juda aplink planetas ir tarp vietų.
- Išteklių panaudojimas vietoje: vietinių medžiagų (pvz., Mėnulio uolienų) naudojimas, o ne visko atsivežimas iš Žemės.
Dažni klausimai
Ar žmonės visą laiką sklandytų kosminiame mieste?
Orbitoje jie sklandytų, nes gravitacija silpna, bet buveinė galėtų suktis, kad sukurtų dirbtinę gravitaciją.
Ar galėtume pirmiausia pastatyti miestus Mėnulyje ar Marse?
Galbūt – šioms vietoms vis dar reikia oro, pastogės nuo radiacijos ir patikimų atsargų ar vietinių išteklių.
Ar gyvybė kosmose pavojinga?
Kosmose slypi tokia rizika kaip radiacija, mikrometeoritai ir mikrogravitacijos poveikis sveikatai, tačiau inžinerija ir bandymai užtikrina saugesnį gyvenimą.
Kiek laiko dar egzistuos dideli kosminiai miestai?
Niekas tiksliai nežino; tai priklauso nuo technologijų, pinigų ir pasaulinių pasirinkimų.