Stany Zjednoczone wydają więcej na wydatki wojskowe niż wszystkie dziesięć z następujących krajów łącznie: 600 miliardów dolarów rocznie. To prawie dziesięć razy więcej, niż Rosja wydaje na wydatki wojskowe. Tymczasem wspólny budżet NASA i National Science Foundation to tylko 25 miliardów dolarów, czyli 4% budżetu wojskowego. Wielu astronomów, astrofizyków, inżynierów i naukowców z różnych dziedzin marzy o zwiększeniu budżetów swoich dziedzin.
A co by było, gdybyśmy rzeczywiście sięgnęli po gwiazdy? A co by było, gdybyśmy żyli w epoce, w której inwestycje w pokojowe badania dla dobra ludzkości znacznie przewyższałyby inwestycje w sprzęt wojenny, obronny i wojskowy? Gdyby budżety kosmiczne i naukowe poszczególnych krajów osiągnęły 600 miliardów dolarów, osiągnięcia ludzkości znacznie by wzrosły. Oto pięć możliwych przełomów, których nauka mogłaby dokonać, gdyby otrzymała budżet wojskowy tylko na rok.
Ostateczny przełom energetyczny: reaktor syntezy czystej energii
Chociaż istnieje wiele różnych metod osiągnięcia fuzji jądrowej, najbardziej obiecującą drogą jest ograniczenie magnetyczne (powstrzymywanie). Międzynarodowe konsorcjum ITER rozpoczęło budowę jeszcze w erze Reagana-Gorbaczowa, aw 2019 roku, kiedy całkowita inwestycja osiągnie 20 miliardów euro, zostanie w pełni ukończona. Pomyślne zapalenie plazmy zajmie kolejne dziesięć lat, aw latach trzydziestych XX wieku musimy przekroczyć punkt, z którego nie ma powrotu, łącząc ze sobą deuter i tryt.
Jednak pod wieloma względami jedyną rzeczą, która powstrzymuje energię termojądrową przed wejściem do naszego świata, są inwestycje z góry, które przynoszą niewiarygodnie długoterminowe zyski. Biorąc amerykański budżet wojskowy tylko na rok, naukowcy mogli nie tylko osiągnąć syntezę jądrową, ale także nauczyć się ją skalować i zrewolucjonizować sektor energetyczny na Ziemi. Jest to ostateczny święty Graal energii, a największą przeszkodą na drodze do jej sukcesu nie jest fizyka, ale brak inwestycji.
Mars i jego subtelna atmosfera. Zdjęcie zostało wykonane przez orbiter Viking w latach 70. Pomimo wszystkich trudności związanych z życiem na Czerwonej Planecie, udana ludzka kolonia mogłaby zostać zbudowana za jedyne 50 miliardów dolarów.
Film promocyjny:
Co najmniej cztery oddzielne kolonie na Marsie
Ludzie na Marsie? Jedyne, co nas powstrzymuje, to finansowanie, które nie było dostępne od lat 90. Dzięki zrównoważonej inwestycji w wysokości 50-150 miliardów dolarów w ciągu 10 lat moglibyśmy wylądować na powierzchni Marsa, lądując załogę, która mogłaby pozostać na planecie przez 6-18 miesięcy przed powrotem. Moglibyśmy stworzyć cztery oddzielne niezależne kolonie na innej planecie za 600 miliardów dolarów. Jedynym powodem, dla którego nie robiliśmy tego wcześniej, jest finansowanie.
Dwóch pracowników instaluje panel fotowoltaiczny na dachu. Mała elektrownia o mocy 2 kW może być dziś dostępna w handlu za 5000 USD
System paneli słonecznych o mocy 2000 W w każdym domu
Istnieje wiele przełomowych technologii, które można łączyć z energią słoneczną, od przezroczystych okien po dachówki i oblicówki. Jednak najtańszą i najbardziej wydajną instalacją słoneczną jest nadal panel słoneczny. Systemy, które generują około 2000 watów, kosztują obecnie mniej niż 5000 USD i zapewniają około 175-375 kW miesięcznie. Jeśli weźmiesz 125 milionów domów w jednym kraju, za 600 miliardów dolarów możesz umieścić system paneli słonecznych w każdym domu.
Nie rozwiązałoby to naszych potrzeb energetycznych, ale znacznie zmniejszyłoby obciążenie sieci elektrycznej i ograniczyłoby zużycie paliw kopalnych. Plus efekt byłby natychmiastowy.
Hipotetyczny nowy akcelerator, długi liniowy lub otaczający Ziemię, mógłby przyćmić energie LHC. Ale nie ma gwarancji, że znajdziemy coś nowego.
Ogólnokrajowy akcelerator cząstek, 40 razy mocniejszy niż LHC
Myślisz, że LHC jest fajny? Osiągnął zderzenia proton-proton z energią 14 TeV w 27-kilometrowym podziemnym tunelu, kosztem około 10 miliardów dolarów. Co można by zbudować, gdyby było sześćdziesiąt razy więcej pieniędzy? Wierz lub nie, ale istnieją tylko dwa wolne parametry, które określają, jak potężny może być pierścieniowy akcelerator protonów: siła elektromagnesów, które je napędzają, oraz obwód twojego pierścienia.
Za 600 miliardów dolarów moglibyśmy zbudować tunel o długości 1000 kilometrów i osiągnąć zderzenia proton-proton przy energiach powyżej 500 TeV. Gdyby nasza technologia elektromagnetyczna również się poprawiła, moglibyśmy pokonać barierę 1 PeV (1 PeV = 1000 TeV). Następnym krokiem będzie gigantyczny Fermitron, wprowadzony po raz pierwszy przez Enrico Fermi, akcelerator cząstek o obwodzie w poprzek Ziemi. Jeśli LHC znajdzie cokolwiek poza bozonem Higgsa, będzie to wyraźny sygnał do zbadania nowych granic energetycznych.
„Super-Hubble”, 100 razy mocniejszy niż poprzedni
Kosmiczny Teleskop Hubble'a stał się rewolucyjnym obserwatorium i pod wieloma względami pozostaje kapitanem w dziedzinie astronomii i astrofizyki. Ale mając 2,4 metra średnicy, osiągnął już maksymalną rozdzielczość. W rzeczywistości, aby zobaczyć obiekty dziesięć razy słabsze, musi obserwować je 100 razy dłużej. Ale jeśli zbudujemy teleskop kosmiczny 10 razy większy, z 24-metrową czaszą, jego rozdzielczość będzie nie tylko 10 razy większa - w 2 godziny obserwacji zobaczy wszystko, co widzi Hubble w tydzień.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ze swoją segmentową konstrukcją, osłoną przeciwsłoneczną i robotyczną technologią może stanowić dowód słuszności takiej misji, ale czynnikiem ograniczającym pozostaje finansowanie. Rozmiar, jakość obrazu oraz możliwości uruchamiania i konserwacji wymagane do stworzenia takiego potwora będą wymagały dużych inwestycji. Za 600 miliardów dolarów moglibyśmy osiągnąć średnicę 30-40 metrów, ale „100 razy mocniejszy niż Hubble” to ostrożne szacunki. Technologia, którą moglibyśmy stworzyć za te pieniądze, może zrewolucjonizować program Apollo.
Oczywiście mogliśmy dokonać przełomu we wszystkich tych obszarach i za mniej niż 600 miliardów dolarów. ITER jest nadal w budowie - i będzie kosztował łącznie 40 miliardów dolarów. Pojedyncza misja załogi na Marsa kosztowałaby 50 miliardów dolarów, włączając w to masowe rozmieszczenie infrastruktury na powierzchni Marsa. Dachowe instalacje słoneczne o mocy 2 kW są już dostępne za 5000 USD, ale ich cena spada każdego roku. „Małe” supercollidery szacowane są na 20-40 miliardów dolarów i będą w stanie osiągnąć energię, o której LHC nigdy nie śniło. LUVOIR, najbardziej ambitny teleskop kosmiczny w ofercie, 40 razy mocniejszy od Hubble'a, będzie kosztował 15 miliardów dolarów.
Koszt osiągnięcia naszych naukowych marzeń jest naprawdę astronomiczny, ale zysk będzie jeszcze większy. W ciągu zaledwie jednego pokolenia inwestycja tej wielkości w naukę i technologię może zmienić nasz świat jak nigdy dotąd. Za zaledwie rok i 600 miliardów dolarów może nastąpić przełom w badaniach naukowych na następne 25 lat.
Ilya Khel