JAV karinėms išlaidoms išleidžia daugiau nei visos šios dešimt šalių kartu: 600 milijardų dolerių per metus. Tai beveik dešimt kartų daugiau, nei Rusija išleidžia karinėms išlaidoms. Tuo tarpu bendras NASA ir Nacionalinio mokslo fondo biudžetas yra tik 25 milijardai JAV dolerių, arba 4% karinio biudžeto. Daugelis astronomų, astrofizikų, inžinierių ir įvairaus pobūdžio mokslininkų svajoja padidinti savo sričių biudžetus.
O jei iš tikrųjų pasiektume žvaigždes? Kas būtų, jei gyventume laikais, kai investicijos į taikius tyrimus žmonijos labui buvo žymiai didesnės nei investicijos į karą, gynybą ir karines technologijas? Jei atskirų šalių kosmoso ir mokslo biudžetai pasiektų 600 milijardų dolerių, žmonijos pasiekimai žymiai padidėtų. Čia yra penki galimi lūžiai, kuriuos mokslas galėtų padaryti, jei gautų karinį biudžetą tik vieneriems metams.
Didžiausias energijos proveržis: švarios energijos sintezės reaktorius
Nors branduolių sintezei pasiekti yra daugybė skirtingų būdų, perspektyviausias kelias yra magnetinis uždarymas (uždarymas). Tarptautinis konsorciumas ITER buvo pradėtas statyti dar Reagano-Gorbačiovo laikais, o 2019 m., Kai bendra investicija sieks 20 milijardų eurų, ji bus visiškai užbaigta. Praeis dar dešimt metų, kad sėkmingai užsidegtume plazmą, o 2030-aisiais turime pereiti negrįžimo tašką, sulydydami deuterį ir tritį.
Vis dėlto daugeliu atžvilgių vienintelis dalykas, sulaikantis sintezės energijos patekimą į mūsų pasaulį, yra išankstinės investicijos, teikiančios nepaprastai ilgalaikę grąžą. Skirdami Amerikos karinį biudžetą tik vieneriems metams, mokslininkai galėjo ne tik pasiekti branduolio sintezę, bet ir išmokti jį keisti ir pakeisti Žemės energetikos sektorių. Tai yra pagrindinis šventas energijos šaltinis, o didžiausia kliūtis jo sėkmei yra ne fizika, o investicijų trūkumas.
Marsas ir jo subtili atmosfera. Nuotrauką davė Vikingo orbitas 1970-aisiais. Nepaisant visų sunkumų gyvenant Raudonojoje planetoje, sėkmingą žmonių koloniją būtų galima pastatyti tik už 50 mlrd.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Mažiausiai keturios atskiros Marso kolonijos
Žmonės Marse? Vienintelis dalykas, kuris mus stabdo, yra finansavimas, kurio nebuvo galima gauti nuo 1990 m. Turėdami tvarias 50–150 mlrd. USD investicijas per 10 metų, mes galėtume nusileisti Marso paviršiuje ir nusileisti įgulai, kuri galėtų grįžti planetoje 6–18 mėnesių. Mes galėtume sukurti keturias atskiras kolonijas kitoje planetoje už 600 mlrd. Vienintelė priežastis, kodėl anksčiau to nedarėme, yra finansavimas.
Du darbuotojai ant stogo sumontuoja fotovoltinę masyvą. Mažą 2 kW galios elektrinę šiandien galima įsigyti už 5000 USD
2000 vatų saulės kolektorių sistema kiekvienuose namuose
Yra daugybė proveržio technologijų, kurias būtų galima derinti su saulės energija, nuo skaidrių langų iki stogo čerpių ir dailylentės. Tačiau pigiausias ir efektyviausias saulės įrenginys vis tiek yra saulės kolektorius. Maždaug 2 000 vatų generuojančios sistemos dabar kainuoja mažiau nei 5 000 USD, o per mėnesį jos galia siekia nuo 175 iki 375 kW. Jei užimsite 125 milijonus namų vienoje šalyje, už 600 milijardų dolerių kiekvienuose namuose galėtumėte įdėti saulės kolektorių sistemą.
Tai neišspręstų mūsų energijos poreikių, tačiau tai žymiai sumažintų elektros tinklo apkrovą ir sumažintų iškastinio kuro naudojimą. Be to, poveikis būtų momentinis.
Hipotetinis naujas akceleratorius, ilgas arba linijinis, arba supantis Žemę, gali atspindėti LHC energijas. Tačiau nėra garantijų, kad rasime ką nors naujo.
Šalies dalelių greitintuvas, 40 kartų galingesnis nei LHC
Ar manote, kad LHC yra kietas? Tai pasiekė protonų-protonų susidūrimus su 14 TeV energija 27 kilometrų tunelyje po žeme ir kainavo apie 10 milijardų dolerių. Ką būtų galima pastatyti, jei pinigų būtų šešiasdešimt kartų daugiau? Patikėkite ar ne, bet yra tik du laisvi parametrai, lemiantys, koks gali būti žiedinis protonų greitintuvas: juos valdančių elektromagnetų stiprumas ir jūsų žiedo apskritimas.
Už 600 milijardų dolerių galėtume pastatyti 1000 kilometrų ilgio tunelį ir pasiekti protonų-protonų susidūrimus, kai energija viršija 500 TeV. Jei pagerėtų ir mūsų elektromagnetinė technologija, galėtume įveikti 1 PeV barjerą (1 PeV = 1000 TeV). Kitas žingsnis bus milžiniškas „Fermitron“, kurį pirmą kartą pristatė dalelių greitintuvas Enrico Fermi, kurio apskritimas yra per visą Žemę. Jei LHC ras ką nors už Higso bozono ribų, tai bus aiškus signalas tyrinėti naujas energijos ribas.
„Super-Hablas“, 100 kartų galingesnis už ankstesnį
Hablo kosminis teleskopas tapo revoliucine observatorija ir daugeliu atžvilgių išlieka astronomijos ir astrofizikos kapitonu. Bet būdamas 2,4 metro skersmens, jis jau pasiekė maksimalią skiriamąją gebą. Tiesą sakant, norėdamas pamatyti dešimt kartų silpnesnius objektus, jis turi juos stebėti 100 kartų ilgiau. Bet jei pastatysime 10 kartų didesnį kosminį teleskopą su 24 metrų indu, jo skiriamoji geba bus ne tik 10 kartų didesnė - per 2 valandas stebint, jis pamatys viską, ką Hablas mato per savaitę.
Jameso Webbo kosminis teleskopas su segmentuoto dizaino, skydeliu nuo saulės ir robotų technologijomis galėtų įrodyti tokios misijos koncepciją, tačiau finansavimas išlieka ribojančiu veiksniu. Dydis, vaizdo kokybė, paleidimo ir priežiūros galimybės, reikalingos tokiam monstrui sukurti, pareikalaus didelių investicijų. Už 600 milijardų dolerių galėtume pasiekti 30–40 metrų skersmenį, tačiau „100 kartų galingesnis už Hablą“yra konservatyvus vertinimas. Technologija, kurią galėtume sukurti už šiuos pinigus, galėtų pakeisti „Apollo“programą.
Žinoma, mes galėjome padaryti proveržių visose šiose srityse ir už mažiau nei 600 mlrd. USD. ITER vis dar statomas ir iš viso kainuos 40 mlrd. USD. Viena įgulos misija į Marsą kainuotų 50 milijardų dolerių, įskaitant didžiulį infrastruktūros diegimą Marso paviršiuje. 2KW saulės stogų ant stogo jau galima įsigyti už 5000 USD, tačiau jų kaina kasmet krenta. Apskaičiuota, kad „maži“supercideriai siekia 20–40 mlrd. USD ir galės pasiekti energiją, apie kurią LHC niekada nesvajojo. Siūlomas ambicingiausias kosminis teleskopas „LUVOIR“, 40 kartų galingesnis už „Hubble“, kainuos 15 mlrd. USD.
Mūsų mokslinių svajonių įgyvendinimo kaina yra tikrai astronominė, tačiau išmoka bus dar didesnė. Vos per vieną kartą tokio masto investicija į mokslą ir technologijas galėtų pakeisti mūsų pasaulį kaip niekad anksčiau. Vos per metus ir 600 milijardų dolerių per ateinančius 25 metus moksliniai tyrimai gali būti proveržis.
Ilja Khelis