Від космічних підйомників до міжзоряних подорожей: найперспективніші технології, які незабаром можуть втілитися в життя.

Сонячні електростанції на орбіті, ядерна енергетика на Місяці, космічні ліфти і міжзоряні подорожі: що з цього люди зможуть реалізувати насамперед?

Деякі технології, пов'язані з космосом, мають потенціал не лише покращити умови життя на Землі, але й перетворити нас на вид, здатний досягати інших зірок. Видання Space пропонує огляд чотирьох перспективних космічних технологій, які можуть бути впроваджені в майбутньому, а також приблизні терміни їх реалізації.

Наразі енергія Сонця забезпечує трохи більше 5% від загального обсягу виробництва електроенергії на Землі, але можна досягти більшого. Найкращим місцем для збору сонячної енергії є космос, де атмосфера нашої планети не заважає її зібрати у великому обсязі. Тому величезний масив сонячних панелей на орбіті дасть змогу збирати необмежену кількість енергії нашої зірки. Але проблема в тому, що таку електростанцію в космосі побудувати складно, а також складність полягає в доставці енергії на Землю.

Наразі космічні агентства США, Європи та Японії займаються розробкою проєкту сонячної електростанції на орбіті, яка зможе передавати енергію на Землю за допомогою мікрохвиль, де їх буде перетворено на електрику.

Очікується, що сонячні панелі зможуть генерувати близько 1 кіловата енергії на квадратний метр. Проте, для орбітальної електростанції необхідно забезпечити виробництво не менше 1 гігавата енергії. Це вимагає створення великого масиву панелей площею в кілька кілометрів та вагою близько 10 тисяч тонн. Це завдання є надзвичайно складним.

Деякі дослідники вважають, що електростанції подібного типу можуть бути зведені в 2040-х — 2050-х роках.

Чому б не розглянути можливість застосування космічних ліфтів замість ракет для подорожей у космос? Хоча ця концепція має коріння в науковій фантастиці, деякі дослідники вважають, що вже в другій половині 21 століття її реалізація може стати реальністю.

Основна конструкція космічного ліфта досить проста: на Землі розміщується базовий порт, від нього в космос тягнеться довгий трос, який прикріплений до ще однієї базової конструкції в космосі. Цим тросом переміщується підйомний транспортний засіб, який може доставити людей або вантажі в космос.

Космічний ліфт, згідно зі словами Стівена Коена з Коледжу Ваньє в Канаді, повинен бути розташований поблизу екватора. Гравітаційна сила Землі буде притягувати трос вниз, тоді як відцентрова сила на кінці троса, що знаходиться на орбіті, буде тягнути його в протилежному напрямку, утримуючи його в натягнутому стані. Однак, щоб витримати такий сильний натяг, матеріал троса має бути у 50 разів міцнішим за сталь. Вчені вважають, що вуглецеві нанотрубки можуть стати підходящим матеріалом для цієї мети. За словами Коена, довжина космічного ліфта може досягати 100 000 км.

Поки що концепція космічного ліфта перебуває на стадії далекої перспективи, адже для її реалізації потрібні десятки мільярдів доларів і неймовірно міцні матеріали, а також додаткові технології, яких поки що немає.

Ряд науковців вважають, що космічний ліфт може стати важливим інструментом для освоєння не лише Місяця, але й Марса у перспективі.

На Місяці доба триває близько двох тижнів, що означає, що сонячне світло доступне лише протягом приблизно 14 днів. Це створює виклик для майбутніх баз на супутнику Землі, адже для їх функціонування потрібно надійніше джерело енергії, яке могло б забезпечувати енергетичні потреби впродовж тривалого часу.

Космічні організації з різних країн активно займаються розробкою ядерних реакторів, здатних постачати ядерну енергію для астронавтів і необхідної інфраструктури на Місяці.

Космічні агентства США і Китаю планують розмітити ядрені реактори на Місяці вже в наступному десятилітті, коли мають бути створені перші бази на супутнику Землі. Над розробкою місячного ядерного реактора також працюють і вчені з Великої Британії.

Очікується, що первісні ядерні реактори на Місяці зможуть генерувати приблизно 100-300 кіловат електрики, тоді як у більш віддаленій перспективі їх потужність досягне десятків мегават.

Деякі дослідники вважають, що в кінці 21 століття або на початку 22 століття людство зможе втілити в життя міжзоряні подорожі. Імовірно, на початковому етапі це будуть не пілотовані експедиції, а місії, що виконуються за допомогою роботів.

Найшвидший космічний апарат NASA, відомий як "Нові горизонти", витратив дев'ять років на те, щоб дістатися до Плутона, який знаходиться на відстані 34 астрономічних одиниць від Сонця. Для довідки, одна астрономічна одиниця дорівнює приблизно 150 мільйонам кілометрів. Найближча зірка до нашої планети, Проксима Центавра, знаходиться на відстані 268 779 астрономічних одиниць, що дорівнює 4,2 світлових роки. Якщо "Нові горизонти" продовжить рухатися зі швидкістю 84 000 км/год, йому знадобиться близько 80 000 років, щоб досягти Проксими Центавра.