Co może zrobić nauka na 600 miliardów dolarów?

STANY zjednoczone wydają na wydatki wojskowe więcej niż dziesięć idących śladem krajów razem wziętych: 600 miliardów dolarów rocznie. To prawie dziesięć razy więcej, niż wydaje na wydatki wojskowe Rosja. Tymczasem wspólny budżet NASA i National science foundation – tylko 25 miliardów dolarów, lub 4% budżetu wojskowego. Wiele astronomowie, astrofizycy, inżynierowie i naukowcy wszelkiej maści marzą wzrostem budżetów swoich sfer.

Co by było, gdyby faktycznie дотянулись do gwiazd? Co by było, gdyby żyli w czasach, gdy inwestycje w pokojowych badania dla dobra ludzkości znacznie przekraczając inwestycje w wojnę, obronę i technikę wojskową? Gdyby kosmiczne i budżety poszczególnych krajów osiągnęły 600 miliardów dolarów, osiągnięcia ludzkości znacznie by wzrosła. Oto pięć możliwych przełomów, które mogłaby zrealizować nauka, gdyby otrzymała budżet wojskowy tylko na jeden rok.

Ostateczny przełom energetyczny: reaktor fuzji jądrowej z czystej energii

Chociaż do osiągnięcia syntezy jądrowej istnieje wiele różnych metod, najbardziej obiecującym kierunkiem jest magnetyczny конфайнмент (przytrzymanie). Międzynarodowe konsorcjum ITER rozpoczął budowę jeszcze w epoce Reagana — Gorbaczowa, a w 2019 roku, gdy łączna wartość inwestycji wyniosła 20 mld euro, z którym zostanie całkowicie zakończony. Trzeba jeszcze dziesięć lat, aby dokonać udanego zapłon plazmy, a w 2030-tych mamy do pokonania punkt krytyczny, syntetyzuje razem deuter i tryt.

Niemniej jednak w wielu aspektach jedyne, co zapobiega przenikaniu energii syntezy w nasz świat, to zaliczki inwestycje z bardzo długim odrzutem. Biorąc amerykański budżet wojskowy tylko na jeden rok, naukowcy mogli nie tylko dotrzeć do fuzji jądrowej, ale i nauczyli by go skalować i produkowali rewolucję w dziedzinie energetyki na Ziemi. Jest to końcowy święty Graal dla energii, a największą przeszkodą dla jego sukcesu jest nie fizyka, a brak inwestycji.

Mars i jego cienka atmosfera. Zdjęcie zrobił orbitalny urządzenie "Wiking" w 1970 roku. Przy wszystkich trudnościach pobytu na Czerwonej planecie, udaną ludzką kolonię można było budować tylko za 50 miliardów dolarów.

Najmniej cztery poszczególnych kolonii na Marsie

Ludzie na Marsie? Jedyne, co nas zatrzymuje, — to finansowanie, którego nie ma z 1990 roku. Dzięki stałym inwestycjom w wysokości od 50 do 150 miliardów dolarów w ciągu 10 lat, moglibyśmy wylądować na powierzchni Marsa, wypuściwszy załogi, który mógłby zostać na planecie, na 6-18 miesięcy przed powrotem. Moglibyśmy stworzyć cztery oddzielne, niezależne kolonii na innej planecie za 600 miliardów dolarów. Jedynym powodem, dlaczego nie zrobiliśmy tego wcześniej, — to finansowanie.

Dwóch pracowników ustalane фотовольтаический tablica na dachu. Mała 2-киловаттная instalacja może być komercyjnie dostępny dziś za 5000 dolarów

2000-watowa system paneli słonecznych w każdym domu

Istnieje wiele przełomowych technologii, które można by połączyć z energią słoneczną, od przezroczystych okien do płytek i sidingu. Ale najtańszy i skuteczny słonecznej instalacji nadal pozostaje panel słoneczny. Systemy, które produkują około 2000 watów, teraz są tańsze 5000 dolarów i zapewniają około 175-375 kw miesięcznie. Jeśli wziąć 125 milionów domów w każdym poszczególnym kraju, za 600 miliardów dolarów można byłoby postawić system paneli słonecznych w każdym domu.

To nie rozwiązałoby nasze potrzeby energetyczne, ale znacznie obniżyło by obciążenie sieci elektrycznej i skróciło by korzystanie z paliw kopalnych. Do tego sam efekt byłby natychmiastowym.

Hipotetyczny nowy akcelerator, albo długi liniowy, albo otaczający Ziemię, mógłby przyćmić energii ZBIORNIK. Ale nie ma gwarancji, że znajdziemy coś nowego, nie

Akcelerator cząstek na cały kraj, w 40 razy większy ZBIORNIK

Myślisz, ZBIORNIK — to jest fajne? Na nim zostały osiągnięte proton-протонные uderzenia z energią w 14 ТэВ w 27-kilometrowym tunelu pod ziemią, i było to około 10 miliardów dolarów. Co można by zbudować, gdyby pieniędzy było w sześćdziesiąt razy więcej? Wierzcie lub nie, istnieją tylko dwa wolne parametry, które określają, jak potężny może być obwodnicy akcelerator protonów: siła elektromagnesów, które nimi kierują, i obwód swojego pierścienia.

Za 600 miliardów dolarów możemy zbudować tunel o długości 1000 kilometrów i osiągnąć proton-proton stosunek kolizji na energii ponad 500 ТэВ. Jeśli nasze elektromagnetyczne technologii oraz poprawi, możemy pokonać barierę 1 ПэВ (1 ПэВ = 1000 ТэВ). Następnym krokiem będzie gigantyczny "Фермитрон", po raz pierwszy przedstawiony przez Enrico Fermi, akcelerator cząstek z okręgiem przez całą Ziemię. Jeśli ZBIORNIK znajdzie coś poza bozonu Higgsa, to będzie wyraźnym sygnałem do badania nowych energetycznych granic.

"Super-Hubble 'a", 100 razy mocniejszy od poprzedniego

Kosmiczny teleskop Hubble ' a został rewolucyjnej obserwatorium i w dużej mierze pozostaje kapitanem w dziedzinie astronomii i astrofizyki. Ale będąc średnicy 2,4 metra, on już osiągnął maksymalnej rozdzielczości. W rzeczywistości, aby zobaczyć obiekty dziesięć razy ciemniejszy, musi obserwować ich 100 razy dłużej. Ale jeśli zbudujemy kosmiczny teleskop 10 razy więcej, z 24-metrowej talerzem, jego rozdzielczość nie tylko będzie 10 razy wyżej – za 2 godziny obserwacji zobaczy wszystko, co Hubble ' a widzi za tydzień.

Kosmicznyteleskopu Jamesa Webb z jego segmenty konstrukcji, osłoną przeciwsłoneczną i zautomatyzowanych robotów technologii może stać się dowodem koncepcji tej misji, jednak czynnikiem ograniczającym pozostaje finansowanie. Aby uzyskać rozmiar, jakość obrazu i możliwości uruchomienia i obsługi, potrzebne do stworzenia takiego potwora, potrzebne są duże inwestycje. Za 600 miliardów dolarów możemy dojść do średnicy 30-40 metrów, ale "100 razy mocniejszy Hubble 'a" – to ostrożne szacunki. Technologie, które możemy stworzyć za te pieniądze można by przeprowadzić rewolucję, porównywalną z programu "Apollo".

Oczywiście, moglibyśmy zrealizować przełomy we wszystkich tych kierunkach i za kwotę mniejszą niż 600 miliardów dolarów. ITER jest wciąż w budowie – i na niego odejdzie w sumie 40 miliardów dolarów. Jedna, jedyna misja załogi na Marsa kosztowała by w 50 miliardów dolarów, w tym masowe wdrożenie infrastruktury na powierzchni Marsa. 2-киловаттные słoneczne instalacje na dachu dostępne są już za 5000 dolarów, ale z każdym rokiem spadają w cenie. "Małe" суперколлайдеры szacowane są w przedziale 20-40 miliardów dolarów i jest w stanie osiągnąć energii, które BUCK nie śniły. LUVOIR, najbardziej ambitny projekt kosmicznego teleskopu z dostępnych, 40 razy silniejsze Hubble ' a, będzie kosztować 15 mld dolarów.

Koszty na osiągnięcie naszych naukowych marzeń zaprawde astronomicznie wysokie, ale wygrana będzie jeszcze wyżej. Zaledwie jedno pokolenie inwestycji o takiej skali w naukę i technikę mogłyby przekształcić nasz świat tak, jak nigdy wcześniej. W zaledwie rok i 600 miliardów dolarów można by dokonać przełomu w badaniach naukowych na następne 25 lat.