Yhdysvallat käyttää enemmän sotilasmenoihin kuin kaikki seuraavat kymmenen maata yhteensä: 600 miljardia dollaria vuodessa. Tämä on melkein kymmenen kertaa enemmän kuin Venäjä käyttää sotilasmenoihin. Samaan aikaan NASA: n ja National Science Foundationin yhteinen budjetti on vain 25 miljardia dollaria eli 4% sotilaallisesta budjetista. Monet tähtitieteilijät, astrofyysikot, insinöörit ja kaikentyyppiset tutkijat unelmoivat lisätä alojensa budjettia.
Entä jos pääsisimme tähtiin? Entä jos elämme aikakaudella, jolloin investoinnit ihmiskunnan hyväksi toteutettuun rauhanomaiseen tutkimukseen olivat huomattavasti suurempia kuin investoinnit sotaan, puolustukseen ja sotatekniikkaan? Jos yksittäisten maiden avaruus- ja tiedebudjetit saavuttavat 600 miljardia dollaria, ihmiskunnan kokemus kasvaa merkittävästi. Tässä on viisi mahdollista läpimurtoa, jotka tiede voisi tehdä, jos se saisi sotilastalousarvion vain vuodeksi.
Lopullinen energian läpimurto: Puhtaan energian fuusioreaktori
Vaikka ydinfuusion saavuttamiseksi on monia erilaisia menetelmiä, lupaavin tapa on magneettinen eristys (eristäminen). Kansainvälinen ITER-yhteenliittymä aloitti rakentamisen jo Reagan-Gorbachevin aikakaudella, ja vuonna 2019, kun kokonaisinvestointi oli 20 miljardia euroa, se valmistuu kokonaan. Plasman onnistunut sytyttäminen kestää vielä kymmenen vuotta, ja 2030-luvulla meidän on ylitettävä palautumaton kohta sulauttamalla deuterium ja tritium yhteen.
Silti monin tavoin ainoa asia, joka estää fuusioenergiaa pääsemästä maailmaamme, ovat ennakkomainokset, joilla on uskomaton pitkän aikavälin tuotto. Ottaen Yhdysvaltain armeijan budjetin vain vuodeksi, tutkijat pystyivät paitsi saavuttamaan ydinfuusion, myös oppimaan skaalaamaan sitä ja mullistamaan maapallon energiasektorin. Se on viimeinen energian pyhä graali, ja sen menestymisen suurin este ei ole fysiikka, vaan investointien puute.
Mars ja sen hieno ilmapiiri. Valokuva on otettu viikinkiradalta 1970-luvulla. Kaikista Punaisella planeetalla elämisen vaikeuksista huolimatta onnistunut ihmiskolonia voitaisiin rakentaa vain 50 miljardilla dollarilla.
Mainosvideo:
Ainakin neljä erillistä pesäkettä Marsilla
Ihmiset Marsilla? Ainoa asia, joka pysäyttää meidät, on rahoitus, jota ei ole ollut saatavilla 1990-luvulta lähtien. Kestävällä 50-150 miljardin dollarin investoinnilla 10 vuoden aikana voisimme laskeutua Marsin pinnalle laskeutumalla miehistön, joka voisi pysyä planeetalla 6-18 kuukautta ennen paluuta. Voisimme luoda neljä erillistä itsenäistä siirtomaa toiselle planeetalle 600 miljardilla dollarilla. Ainoa syy, miksi emme ole tehneet tätä aiemmin, on rahoitus.
Kaksi työntekijää asentaa aurinkosähköjärjestelmän katolle. Pieni 2 kW: n laitos voi olla kaupallisesti saatavilla tänään hintaan 5000 dollaria
2000 watin aurinkopaneelijärjestelmä jokaisessa kodissa
Aurinkoenergiaan voidaan yhdistää monia läpimurtotekniikoita läpinäkyvistä ikkunoista kattotiiliin ja sivuraiteisiin. Mutta halvin ja tehokkain aurinkoasennus on edelleen aurinkopaneeli. Noin 2000 wattia tuottavat järjestelmät maksavat nyt alle 5000 dollaria ja tuottavat noin 175-375 kW kuukaudessa. Jos otat 125 miljoonaa kotia yhdessä maassa, 600 miljardin dollarin hinnalla voit laittaa aurinkopaneelijärjestelmän jokaiseen kotiin.
Tämä ei ratkaisi energiatarpeitamme, mutta vähentäisi merkittävästi sähköverkkoon kohdistuvaa kuormitusta ja vähentäisi fossiilisten polttoaineiden käyttöä. Plus vaikutus olisi välitön.
Hypoteettinen uusi kiihdytin, joko pitkä lineaarinen tai ympäröi maapalloa, voisi peittää LHC-energiat. Mutta ei ole takeita siitä, että löydämme jotain uutta.
Maakohtainen hiukkaskiihdytin, 40 kertaa tehokkaampi kuin LHC
Luuletko, että LHC on siisti? Se on saavuttanut protoni-protoni-törmäyksiä 14 TeV: n energian kanssa 27 kilometrin maanalaisessa tunnelissa noin 10 miljardin dollarin kustannuksella. Mitä voitaisiin rakentaa, jos rahaa olisi kuusikymmentä kertaa enemmän? Uskokaa tai älkää, on vain kaksi ilmaista parametria, jotka määrittävät kuinka voimakas rengasmainen protonikiihdytin voi olla: niitä ohjaavien sähkömagneettien vahvuus ja renkaan ympärysmitta.
600 miljardin dollarin hinnalla voimme rakentaa 1000 kilometriä pituisen tunnelin ja saavuttaa protoni-protoni-törmäykset yli 500 TeV: n energioilla. Jos sähkömagneettinen tekniikkamme myös paranee, voimme ylittää yhden PeV-esteen (1 PeV = 1000 TeV). Seuraava vaihe on jättiläinen Fermitron, jonka ensimmäisenä esitteli Enrico Fermi, hiukkaskiihdytin, jonka ympärysmitta on maan päällä. Jos LHC löytää jotain Higgsin bosonin ulkopuolelta, se on selkeä signaali uusien energiarajojen tutkimiseen.
"Super-Hubble", sata kertaa tehokkaampi kuin edellinen
Hubble-avaruusteleskoopista on tullut vallankumouksellinen observatorio ja se on monin tavoin kapteeni tähtitieteen ja astrofysiikan aloilla. Mutta halkaisijaltaan 2,4 metriä se on jo saavuttanut suurimman tarkkuuden. Itse asiassa hänen on tarkkailtava niitä 100 kertaa pidempään, jotta esineet näkisivät kymmenen kertaa himmeämmät. Mutta jos rakennamme 10 kertaa suuremman avaruusteleskoopin 24-metrisellä astialla, sen resoluutio ei ole vain 10 kertaa suurempi - kahden tunnin havainnoissa se näkee kaiken, mitä Hubble näkee viikossa.
James Webbin avaruusteleskooppi segmentoidulla muotoilullaan, visiirinsä ja robottiteknologialla voisi tarjota todisteen tällaisen tehtävän käsitteestä, mutta rahoitus on edelleen rajoittava tekijä. Tällaisen hirviön luomiseen vaadittava koko, kuvanlaatu sekä laukaisu- ja ylläpitokapasiteetti edellyttävät suuria investointeja. 600 miljardilla dollarilla voimme saavuttaa halkaisijan 30-40 metriä, mutta "100 kertaa voimakkaampi kuin Hubble" on varovainen arvio. Teknologia, jonka voisimme luoda tällä rahalla, voi mullistaa Apollo-ohjelman.
Tietysti olisimme voineet tehdä läpimurtoja kaikilla näillä alueilla ja alle 600 miljardilla dollarilla. ITER on edelleen rakenteilla - ja se maksaa yhteensä 40 miljardia dollaria. Yksi miehistön lähetys Marsille maksaisi 50 miljardia dollaria, mukaan lukien infrastruktuurin valtava käyttöönotto Marsin pinnalla. 2 kW: n katolla sijaitsevia aurinkokennolaitteita on jo saatavilla 5000 dollaria, mutta ne laskevat hintaa joka vuosi. "Pienten" superciderien arvioidaan olevan 20-40 miljardia dollaria, ja ne pystyvät saavuttamaan energioita, joista LHC ei koskaan haaveillut. LUVOIR, kunnianhimoisin avaruusteleskooppi, joka on 40 kertaa tehokkaampi kuin Hubble, maksaa 15 miljardia dollaria.
Tieteellisten unelmiemme saavuttamisen kustannukset ovat todella tähtitieteellisiä, mutta tulos on vielä suurempi. Vain yhden sukupolven aikana tämän suuruinen investointi tieteeseen ja tekniikkaan voi muuttaa maailmaa kuin koskaan ennen. Vain vuodessa ja 600 miljardissa dollarissa tieteellisessä tutkimuksessa voi olla läpimurto seuraavien 25 vuoden ajan.
Ilya Khel