הפלזמה במרכזו של כור האיחוי הזה כל כך חמה שהיא לא פולטת אור; זה רק הפלזמה הקרירה יותר שנמצאת בקירות שניתן לראות. ניתן לראות רמזים למשחק מגנטי בין הפלזמות החמות והקרות. קרדיט תמונה: המכון הלאומי למחקר היתוך, קוריאה.

5 התקדמות מדהימה המדע יכול לקנות בתקציב צבאי של 600 מיליארד דולר של הממשלה

במשך התקציב הצבאי האמריקני בשווי של שנה בלבד, נוכל לשנות את העולם.

ארצות הברית מבזבזת יותר על הוצאות צבאיות מאשר עשר המדינות הבאות יחד: אומדן של 600 מיליארד דולר בשנה. בינתיים, כל התקציבים של נאס"א ושל הקרן הלאומית למדע, יחד, הם רק ~ 25 מיליארד דולר, בערך 4% מהתקציב הצבאי שלנו. אסטרונומים רבים, אסטרופיסיקאים, מהנדסים ומדענים מכל שכנוע חולמים על היתרונות שהתגברות הקלות בתקציבים שלהם עשויים להביא, אך אלה הם חלומות מצטברים.

מה אם היינו באמת מושיטים יד לכוכבים? מה אם חלמנו על יום בו השקענו במחקר שלווה לטובת השבחת האנושות ככל שהשקענו במלחמה, בהגנה ובצבא? אם תקציבי המרחב והמדע שלנו יעלו ל -600 מיליארד דולר, במקום או בנוסף לכל מה שהוצאנו על הצבא, מה שיכולנו להשיג יהיה אדיר. להלן חמש אפשרויות של מה שיכולנו לעשות עם הוצאה של שנה אחת בלבד של הוצאות צבאיות.

מכשיר היתוך המבוסס על פלזמה מוגבלת מגנטית. איחוי חם תקף מדעית, אך טרם הושג באופן מעשי כדי להגיע לנקודת ה

1.) פריצת הדרך האנרגטית האולטימטיבית: כור היתוך גרעיני נטו-אנרגיה המייצר אנרגיה. אמנם ישנן מספר שיטות שונות שיש לנו להשגת היתוך גרעיני, אך השדרה המבטיחה ביותר היא באמצעות כליאה מגנטית. קונסורציום בינלאומי, המכונה ITER, החל כבר בתקופת רייגן-גורבצ'וב, והבנייה אמורה סוף סוף להסתיים בשנת 2019, לאחר השקעה כוללת של כ -20 מיליארד אירו. לאחר מכן, ייקח עשור נוסף עד שהפלזמה תפעל בהצלחה, ואז בשנות העשרים של המאה העשרים היא יכולה לדחוף מעבר לנקודת הפריצה, ולמזג את הדויטריום והטריטיום יחד.

עם זאת, במובנים רבים, הדבר היחיד שמונע מכוח היתוך לחדור דרך העולם שלנו כיום הוא השקעה קדמית זו עם שכר מדהים לטווח הארוך. עבור עלות תקציב הצבא למשך שנה אחת בלבד, לא יכולנו להשיג רק היתוך גרעיני, נוכל ללמוד להגדיל אותו ולחולל מהפכה כיצד אנו מתמודדים עם כוח ואנרגיה בכדור הארץ. זהו הגביע הקדוש האולטימטיבי לאנרגיה, והחסם הגדול ביותר להצלחתו אינו פיזיקה, אלא חוסר השקעה.

מאדים, יחד עם האווירה הדקה שלו, כפי שצולם מהמסלול הוויקינגי בשנות השבעים. אפילו עם הקשיים הקשורים לחיות בכוכב האדום, ניתן היה להשיג מושבה אנושית מצליחה תמורת 50 מיליארד דולר בלבד. קרדיט תמונה: נאס

2.) לפחות ארבע מושבות אנושיות נפרדות במאדים. בני אדם במאדים? הדבר היחיד שעוצר אותנו הוא מימון, וזה נכון מאז שנות התשעים. בהשקעה מתמשכת של בין 50 ל -150 מיליארד דולר בסך הכל במשך 10 שנים, נוכל להנחית שלל ציוד על פני המאדים, אז צוות של בני אדם, שיישאר בכל מקום בין 6 ל -18 חודשים לפני שחזרנו הביתה. אפילו בסוף המרבי של זה, נוכל להקים ארבע מושבות עצמאיות נפרדות בכוכב אחר בעלות של שנה אחת בלבד של הוצאות צבא אמריקאיות. הסיבה היחידה לכך שלא עשינו זאת כבר היא המימון.

שני עובדים שמתקינים מערך פוטו-וולטאי כלפי מטה על גג ליד פוקיפסי, ניו יורק. התקנה קטנה של 2 קילוואט יכולה להיות זמינה מסחרית מתחת ל 5000 $. קרדיט תמונה: משתמש ויקימדיה לוקאס בראון.

3.) מערכת אנרגיה סולארית של 2,000 ואט לכל משק בית בארה"ב. יש המון טכנולוגיות מהפכניות שמצטיידות באנרגיה סולארית, החל מחלונות שקופים ועד שלבקת חוגרת לציפוי. אך טכנולוגיית השמש הזולה והיעילה ביותר היא עדיין לוח השמש. מערכות שמייצרות כ -2,000 וואט עומדות כיום על סך 5000 דולר ומספקות כ- 175–375 קוט"ש בחודש. עם כ 125- מיליון משקי בית בארצות הברית, תקציב של 600 מיליארד דולר עשוי לספק אחת ממערכות אלה לכל משק בית במדינה, שם האמריקאי הממוצע משתמש ב 920 קוט"ש בחודש.

זה לא יפתור את צרכי האנרגיה שלנו, אבל זה יקטין משמעותית את העומס על הרשת החשמלית שלנו ויחתוך באופן דרמטי את צריכת הדלק המאובנים שלנו. וזה ייכנס לתוקף מייד, או לפחות מהר ככל שיכולנו לייצר את אותם פאנלים סולאריים רבים.

מאיץ חדש היפותטי, או אחד ליניארי ארוך או אחד המקיף את כדור הארץ, יכול לגמד את האנרגיות של ה- LHC. אפילו בזה, אין שום אחריות שנמצא משהו חדש. אשראי תמונה: שיתוף פעולה עם ILC.

4.) מאיץ חלקיקים בגודל כפרי חזק פי 40 מאשר ה- LHC. אז, חשבתם שה- LHC היה מהנה? זה השיג התנגשויות פרוטון-פרוטון במהירות של 14 ט"ו אנרגיה במנהרה באורך 27 ק"מ, מתחת לאדמה, וזה נעשה זאת בעלות כוללת של כ -10 מיליארד דולר. מה נוכל לבנות שישים פעמים מהסכום הזה? תאמינו או לא, ישנם רק שני פרמטרים חופשיים שקובעים עד כמה מאיץ המעגל המעגלי יכול לגרום לפרוטונים ללכת: חוזק האלקטרומגנטים המשמשים להנעתם והיקף הטבעת שלכם.

תמורת 600 מיליארד דולר נוכל לבנות מנהרה של כ -1000 ק"מ מסביב, ולהשיג התנגשויות פרוטון-על-פרוטון של מעל 500 ט"ו. אם טכנולוגיית האלקטרומגנט שלנו תמשיך להשתפר, אנו עשויים סוף סוף לפצח את גבול ה- PeV (שם 1 PeV = 1,000 TeV). השלב הבא למעלה מהטבעת הגדולה הזו יהיה "פרמיטרון", שנחזה לראשונה על ידי אנריקו פרמי, של מאיץ החלקיקים בהיקף כדור הארץ כולו. אם ה- LHC ימצא משהו חדש מעבר לבוסון היגס, יהיה מקרה מדעי חזק לבדיקת המדרגה הבאה בגבול האנרגיה.

מבט מדומה של אותו חלק בשמיים, עם אותו זמן תצפית, עם האבל (L) וגם LUVOIR (R). ההבדל עוצר נשימה וזה נועד רק לעלייה בכוח איסוף האור בפקטור של 40. קרדיט תמונה: ג. סניידר, STScI / M. דוור, STScI.

5.) "סופר האבל" חזק פי מאה מכפי של ימינו. טלסקופ החלל האבל היה מצפה כוכבים מהפכני, ובמובנים רבים הוא עדיין הכלב הבכיר בתחום האסטרונומיה והאסטרופיזיקה. אבל בקוטר של 2.4 מטרים בלבד, הוא כבר הגיע לרזולוציה המרבית. למעשה, כדי לראות חפצים קלושים פי עשרה, עליהם להתבונן בהם פי מאה! אבל אם היינו בונים טלסקופ חלל הקוטר פי עשרה, בגובה 24 מטר, זה לא רק היה פי עשרה מהרזולוציה, אלא היינו רואים תוך שעתיים בלבד את מה שצריך האבל יותר משבוע לראות.

טלסקופ החלל ג'יימס ווב, עם העיצוב המפוצל, השמשונית והטכנולוגיה הרובוטית האוטומטית יכול לשמש הוכחת הוכחה למשימה כמו זו, אך הגורם המגביל הוא מימון. כדי לקבל את הגודל, את איכות התמונה ויכולות ההשקה והשירות הנחוצות כדי ליצור זנב כמו זה אפשרי ידרוש השקעה מאסיבית. תמורת 600 מיליארד דולר, אולי נוכל להגיע עד לקוטר שבין 30 ל -40 מטר, אבל "חזק פי מאה כמו האבל" הוא הערכה שמרנית מאוד. זה והטכנולוגיות שנפתח יהיו מהפכניות לאנושות כמו כל דבר שיוצא מתוכנית אפולו.

המחשה כיצד תיראה מושבה אנושית במאדים, גם אם תעשה בזול. קרדיט תמונה: מאדים אחד (עיבוד).

כמובן שעבור הרבה, הרבה פחות מ- 600 מיליארד דולר, נוכל לתרום תרומה יוצאת דופן לכל אחד מהם בבת אחת. ITER, הכור הבינלאומי לניסויים תרמו-גרעיניים, עדיין נמצא בבנייה, עם עלות כוללת של 40 מיליארד דולר לכל סך הוצאותיו במהלך חייו, אשר אמורים להימשך עד שנות ה- 2030. ניתן לבצע באחריות משימה אחת של צוותים אל פני המאדים, הלוך ושוב, תמורת סכום של עד 50 מיליארד דולר, כולל פיתוח תשתיות מאסיבי של פני המאדים. מתקנים סולאריים על גג של 2 קילוואט זמינים באופן מסחרי עבור פחות מ 5000 דולר לחלק, ויכולים לקצץ את חשבון החשמל הממוצע ב 25% בכל חודש והוא מופעל. מחירי-על "קטנים יותר" מוערכים בעלות בטווח של 20-40 מיליארד דולר, ויגיעו לרמות אנרגיה פי כמה מה- LHC. ו- LUVOIR, ההצעה לטלסקופ החלל השאפתני ביותר, בעלת פי 40 מהכוח של איסוף האור של האבל, תיפול ככל הנראה בטווח של 15 מיליארד דולר.

תכנון הקונספט של טלסקופ החלל LUVOIR היה מציב אותו בנקודת L2 לגראנז ', שם תיפתח מראה ראשית בגובה 15.1 מטר, ותתחיל להתבונן ביקום, ותביא לנו עושר מדעי ואסטרונומי שלא ניתן לספר. קרדיט תמונה: צוות הקונספט של NASA / LUVOIR; סרג 'ברונייה (רקע).

עלויות השגת חלומותינו המדעיים אמנם אסטרונומיות גבוהות, אך התשלומים גדולים אף יותר. בדור בודד, השקעה בהיקף זה במדע וטכנולוגיה עשויה להפוך את עולמנו באופן שמעולם לא ראינו. רק תקציב צבאי לשנה אחת - 600 מיליארד דולר - יכול להכפיל את ההשקעה שלנו בחלל ובמחקר מדעי בסיסי במשך 25 השנים הבאות. זה יעשה יותר מאשר להפוך את אמריקה שוב לגדולה. זה יהפוך את העולם לגדול באופן ששום דבר אחר לא יכול; באופן שהאנושות מעולם לא ראתה.

Starts With A Bang נמצא כעת בפורבס, והופץ מחדש בבינוני בזכות תומכי הפטרון שלנו. איתן כתב שני ספרים, מעבר לגלקסיה, וטרקנולוגיה: המדע של מסע בין כוכבים מטריקורנס לכונן עיוות.