Научные Чтения
памяти К.Э.Циолковского
г. Калуга
Россия
СМЫСЛ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ КОСМОСА
© А.И.Дронов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция «Космонавтика и общество: философия К.Э. Циолковского»
2013 г.
Полувековая история практической космонавтики сопровождалась изменением отношения к ней со стороны общества, включая и тех, кто давал экспертные оценки результатов и перспектив ее развития, определял идеологию космической деятельности. Если в начале преобладали концепции романтизма и неограниченного оптимизма, то в последующем они все больше смещались к реализму, скептицизму и даже пессимизму. Критически относясь к негативным эффектам эксплуатации ракетной техники, правомерно дать позитивную в целом оценку вклада космонавтики в научно-технический прогресс. Основательность освоения и обживания внеземного пространства — вопрос лишь времени. Такое утверждение согласуется с концепцией, которую можно назвать «космическим оптимизмом» и которая изначально представлена классиками русского космизма (в первую очередь Н.Ф. Федоровым, К.Э. Циолковским, В.И. Вернадским), а затем продолжена космистами «второй волны» в 60–90 годы ХХ столетия.
Сейчас в различных сферах деятельности — в метеорологии, сельском хозяйстве, спутниковой связи, навигации, мониторинге континентов и акваторий — наибольший экономический эффект дает эксплуатация околоземного космоса, и дальнейшее инженерно-техническое обустройство орбитальной зоны вокруг Земли еще многие десятилетия будет приоритетным. Однако в долгосрочной перспективе нельзя не учитывать проекты освоения геолунного пространства, а также более отдаленных объектов Солнечной системы, включая планеты, спутники и астероиды. Такая перспектива открывает дополнительные возможности устойчивого и непрерываемого развития земной цивилизации.
Основные цели широкомасштабного освоения космоса можно свести к следующему: 1) добыча внеземных природных ресурсов, количество которых в недрах Земли ограничено и в перспективе роста производства может быть исчерпано; 2) экологически безопасное для биосферы Земли расширение индустриального производства, строительство и эксплуатация мощных энергосистем (использующих ядерное топливо, солнечную радиацию); 3) расселение на внеземных «территориях» людей, предполагающее снизить демографическую нагрузку на нашу планету, призванную в отдаленном будущем стать политическим и культурным центром земной цивилизации; 4) создание эффективной системы безопасности с использованием средств космонавтики для защиты земной планеты, биосферы и социума от угроз, исходящих из космоса.
В контексте обоснования смысла широкомасштабного освоения космоса представим еще один аргумент. Зарождаясь и прогрессируя, социум проходит через ряд исторических стадий взаимодействия со средой своего обитания: от «преимущественного приспособления» к «простому преобразованию» и далее — к «управляющему воздействию». На последней стадии технологический уровень социума дает ему возможность управлять процессами в масштабах целых природных систем, скажем, в планетарных масштабах. Чем больше охват области управления, тем оно эффективнее, и решающую роль в системе глобального управления способна обеспечить космонавтика за счет пространственного фактора. Этот тезис согласуется с общими принципами теории открытых систем: любая динамическая система очень чувствительна к внешним условиям. Следовательно, чтобы управлять процессами в масштабах планеты, необходимо контролировать взаимосвязи как внутри нее, так и те, что она имеет в качестве подсистемы более широкой — Солнечной системы. Поэтому в принципе стратегия землян должна строиться в направлении выхода на уровень управления сначала геолунной сферой, затем сферой, отграниченной поясом астероидов, а в перспективе — периферийным поясом Уиппла-Койпера.
Чисто теоретически можно проектировать освоение дальнего космоса и стать (по Н.С. Кардашеву) цивилизацией третьего типа — овладевшей галактическим пространством. В нашем концепте это означает возможность управления в масштабах Галактики динамикой природных явлений — энергетическими потоками, гравитационными взаимодействиями, катастрофическими процессами, угрожающими существованию обитаемых планет. Концептуальный стимул такого проектирования подкрепляется широко известным высказыванием К.Э. Циолковского о том, что космос сам рождает в себе силу, которая им управляет. Однако следует отдавать себе отчет в том, что на расширение «управляющего воздействия» накладывает ограничения пространственный фактор. Жесткие ограничения дают физические принципы, лежащие в основе технологии деятельности: ограничение скорости распространения информационных сигналов, скорости передвижения космических средств, принципиальная управляемость энергетикой звезд и черных дыр. Менее жесткие, но экономически весомые ограничения в стратегии широкомасштабного освоения космоса дает принцип эффективности деятельности.
Copyright © ФГБУК «ГМИК имени К.Э. Циолковского». Все права защищены.
Права на материалы тезисов докладов принадлежат авторам докладов.
Для перепечатки материалов необходимо письменное разрешение.
Источник
Космические технологии: обзор и сферы применения
Конструкторы практически ежедневно реализуют свои, казалось бы, фантастические идеи. Космические технологии развиваются стремительно. Некоторые из них приживаются и на Земле. Если раньше ракета или космический корабль были просто фантастикой, то чем удивят конструкторы в будущем? Новыми роботами или созданием лунного города, использованием космического оружия или звездолетом, пересекающим галактику?
Общие сведения
Космические технологии прочно обосновались во многих отраслях народного хозяйства в годы научно-технического прогресса (НТП). Чем выше достижения в исследовании и эксплуатации этой сферы, тем более развитой кажется страна.
Хотя отрасль еще достаточно молода, ее становление и совершенствование происходит стремительно. Поэтому для исследования космического пространства государствам необходимо объединится и приложить максимум усилий.
Освоение бесконечного пространства позволило применять космические технологии на Земле. К примеру, телевизионные и радиовещательные спутники используют в образовательных целях. Земляне имеют возможность получить огромный багаж знаний, просто включив телевизор или радиоприемник. Поэтому космос и образование являются двумя связанными между собой процессами: покорить безразмерное пространство без нужных знаний невозможно, однако оно располагает невероятно эффективными средствами для совершенствования и развития науки.
Космическое оружие
Многие развитые государства давно работают над тем, чтобы создать оружие, которое способно поражать наземные объекты с орбиты. Бюджет каждой страны предусматривает выделение средств на космические технологии: их создание, исследование и эксплуатацию.
Американские СМИ утверждают, что таким оружием может стать спутник, который запускается с земли. На нем базируется ракета, необходимая для нанесения такого удара. Конструкторы США уже работают над чертежами объекта. После выполнения поставленной цели космический аппарат возвращается на базу с околоземной орбиты. Подобное оружие, по замыслу конструкторов, перезаряжается. После профилактических мер оно снова направляется в космос для выполнения следующей задачи.
Разработка орбитального самолета
Ученые многих государств отказались от идеи его создания, выбрав более перспективные, на их взгляд, варианты. Существуют проекты, в которых предусматривается разработка корабля многоразового использования, выводимого на орбиту ракетой-носителем. Орбитальный самолет будет возвращаться без использования крыльев, хотя облик у транспорта останется более традиционным.
Наиболее перспективным считается проект от компании SpaceX под названием Dragon. Идея заключается в создании космического корабля, способного неоднократно подниматься на орбиту и возвращаться на Землю. Оказывается, Dragon впервые состыковался с МКС в 2012 г. Второй запуск после ремонта пришелся на 2017 г. По статистике, аппараты Dragon уже 15 раз посетили космос.
Лунный город: вымысел или реальность?
Еще в Советском Союзе проходили исследования земного спутника. Прошло 42 года, власти разработали федеральную космическую программу, благодаря которой планируется создать и запустить для глубокого исследования Луны 5 космических аппаратов. Эксперименты и наблюдения будут проводиться с поверхности спутника и ее орбиты. Планируется доставить на Землю образцы грунта и записи ученых.
В планы российских ученых входит создание лунной базы. На земном спутнике нет атмосферы, поверхность подвергается метеоритным атакам, вспышки на Солнце радиоактивны и приведут к гибели космонавтов. Поэтому было принято решение обустроить лунный город под грунтом.
Оказывается, Германия планировала создать подобную базу еще в конце 30-х XX века для наблюдения за запуском баллистических ракет. В 1937 г. на месте современной Чернобыльской АЭС находился фундамент военного городка «Киев-17». Предполагалось, его инфраструктура будет космодромом со стартовыми столами. Однако война поменяла планы многих государств.
Уже в 1969 г. существовала разработка лунной базы. Модуль должен был фиксироваться посредством различных устройств, к примеру, самораскрывающегося каркаса, закрепленного монтажной пеной.
Современные ученые взяли за основу проект 70-х годов XX века. Лунное поселение включало следующие элементы:
- сеть стационарных научных станций;
- искусственные спутники;
- передвижные станции;
- транспортные средства, объединяющиеся в автопоезд;
- космодром;
- агрегаты для получения кислорода и воды из лунного грунта.
Недалек тот день, когда планы некоторых государств по обустройству поселения на спутнике Земли будут осуществлены.
Разновидности роботов
В целом космические роботы делятся на 4 категории:
- Спутники. Предназначены для сбора информации в одном полушарии и передачи ее в другое.
- Роверы. Они способны приземлиться на поверхности небесного тела и исследовать его. Случаи такого «путешествия» зафиксированы на Луне, Марсе и Венере.
- Зонды, измерительные инструменты. Аппараты необходимы для изучения Солнечной системы без необходимость приземляться на поверхность. В их арсенале имеются камеры и инструменты для измерения условий на небесных телах.
- Приспособления для обеспечения помощи астронавтам во время космических полетов.
Перспективы развития технологий
Космонавтика развивается семимильными шагами. По одному американскому проекту осваивать Марс будут астронавты-добровольцы, которые согласны не вернуться домой. Предполагается, что они станут развивать поселение и начнут колонизацию красной планеты. Правительства стран обеспечат добровольцев всем необходимым: ядерным реактором и агрегатами, созданными по инновационным технологиям. Каждые 2 года, когда Земля будет находиться на минимальном расстоянии от Марса, к колонизаторам будут отправляться новые добровольцы с запасом всего необходимого.
Этот проект бесценен по своей сути. Если человек сможет ступить на поверхность красной планеты и обжиться там, это продвинет земную цивилизацию на новый уровень. У человечества появится надежда на спасение, если планету постигнут катаклизмы. В современном мире это кажется фантастикой, но в будущем космические технологии будут настолько развиты, что планы по освоению Марса и всей Солнечной системы вполне могут стать реальностью.
Источник
Освоение космического пространства
Освоение космоса человеком кратко описать практически невозможно. За каждым небольшим достижением стоит огромное количество научной и конструкторской работы. Вспомним стихотворение Бродского «Освоение космоса». Оно во многом отражает значимость и масштабность всех проектов:
« … донес, что в космос взвился человек.
А я лежал, не поднимая век,
и размышлял о мире многоликом.
Я рассуждал: зевай иль примечай,
но все равно о малом и великом
мы, если узнаем, то невзначай»
Космос и СССР
Освоение космоса СССР развивалось стремительными темпами. Считается, то правопреемником большинства технологий стала современная Россия. Как мы знаем, масштабные программы постоянно развиваются, они не стоят на месте. По этой причине, каждый новый полёт полон научных прорывов. Освоение космоса Россией немного замедлено. Но, определенно, мы должны гордиться, что наша страна способна заниматься такими развитыми проектами. Мы являемся одним из немногих государств, где мечта мальчиков и девочек стать космонавтом вполне реальна. Освоение космоса человеком только начинается, но этому следовала краткая и яркая предыстория. Рассмотрим всё в хронологическом порядке и интересных фактах.
Космос раскрывает свои тайны
Тезисы по теме освоения космического пространства сильно расходятся, в зависимости от характера подаваемой информации. Безусловно, происходит этот процесс постепенно. На самом деле, каждый этап, просто звучащий на словах, подразумевает годы кропотливой работы. Более того, это десятки миллиардов вложенных средств. С этой целью, в ход идёт всё, начиная от новейших материалов, заканчивая теориями и догадками. Пожалуй, профессия космонавтов является одной из наиболее рискованных в мире.
Несомненно, освоение космоса на фото восхищает и впечатляет. Но это делают лишь наиболее отважные люди, обладающие мощным запасом здоровья, способностью принимать сложные решения в экстренных ситуациях. К тому же, благодаря орбитальным телескопам, МКС и множеству других проектов, было получено множество систематизированных данных. Именно они составляют базу знаний человечества об этом неизведанном месте. В конце концов, даже у солидных ученых больше вопросов, чем ответов. Несмотря на то, что они занимаются раскрытием тайн. А освоение космоса, как глобальная проблема, рассматривается многими странами. Между тем, они не имеют даже собственных космодромов.
Зачем нужно покорение космоса человеком
В данный момент эксперты выделяют большое количество причин для этого. Не только тяга к знаниям движет проекты освоения человеком космического пространства:
- Выживание. В определенной ситуации человечество может оказаться на грани исчезновения. Предполагается, что спасти остатки цивилизации поможет только эвакуация на другую планету.
- Добыча полезных ископаемых. Считается, наиболее ценными залежами обладают астероиды. Соответственно, поэтому освоение человеком космического пространства играет экономическую роль. Редкоземельные металлы не настолько редки в других звездных системах. Таким образом, это позволит решить множество проблем.
- Возможность противостоять глобальным угрозам. Сейчас в данный ранг возведены кометы и астероиды. Ранее эти теории лишь пугали зрителей с экранов телевизора, но упавший в 2013 году Чебаркульский метеорит под Челябинском показал всю мощь космических тел.
Этапы освоения космического пространства
В данный момент люди смогли покорить лишь околоземные орбиты. А более дальние пространства открылись лишь необитаемым аппаратам. Завораживающие картинки освоения космоса лишь передаваемые радиотелескопами кодированные изображения. Процент изучения ничтожно мал, но уже это является весомым вкладом. Стоит отметить, что освоение космоса и мирового океана схоже. Ведь перед человечеством стоят действительно безграничные задачи.
Результаты и цели
В данный момент успехи были достигнуты лишь в исследованиях астероидов и комет, Солнца, а также близлежащих планет. Всё остальное строится на теориях, подтверждения которых придётся ждать ещё очень долго.
Следующий этап – это дальние планеты Солнечной системы. Затем выход из неё и переход в другие галактики. Но ни одна из современных земных технологий не в состоянии создать что-то пригодное для подобных путешествий. Следовательно, необходим революционный прорыв.
Выделять этапы строго нельзя. Потому что всё находится в стадии формирования, систематика дисциплин постоянно меняется. К тому же, довольно часто отдельные фрагменты предыдущих наработок полностью перечёркиваются новыми открытиями.
Наука и космос
Наука об освоении космического пространства называется космонавтикой. Пожалуй, это наиболее сложная дисциплина, требующая множество научно-исследовательской работы, больших вложений средств и высшего уровня подготовки учёных.
Первый искусственный спутник
Как известно, первым аппаратом на орбите Земли стал так называемый Спутник-1. Он был настолько популярен, что в Советском союзе в его форме делали даже ёлочные игрушки и значки. Освоение космического пространства СССР поставило точку на стараниях американцев 4 октября 1957 года. Потому как именно тогда первый шарообразный спутник вышел на орбиту, передав обратно сигнал об успешном старте. Единственной целью его запуска была проверка теорий. В конце концов, освоение космоса в 50-60 годы перестало казаться призрачной задачей. Также это спровоцировало всплеск огромного количества научной фантастики, наводнившей страницы книг и экраны телевизоров.
Устройство представляло собой две сваренные полусферы из магниевого сплава и четыре стабилизатора, параллельно играющие роль передающих антенн. Общая масса устройства не превышала 88.5 кг.
Первый запуск космического аппарата
Это гордое имя смог получить только проект Спутник-5. Действительно, ведь именно в нём летели специально обученные собаки Белка и Стрелка. Они благополучно вернулись на землю 19 августа 1960 года. На самом деле, это было генеральной репетицией освоения космоса Гагариным. Потому как эти животные теплокровны, что позволило переложить воздействие на их организмы применимо к людям. Разумеется, исследования на них после возвращения проводили очень аккуратно, а обе собаки благополучно дожили до глубокой старости.
Человек в космосе
12 апреля 1961 года корабль Восток-1 успешно вывел на орбиту Земли первого в мире человека. Им стал гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин. Этому событию предшествовала атмосфера строжайшей секретности, и конечно тщательная подготовка. Несмотря на проигрыш в космической гонке, все государства встречали его, как героя. После успешной посадки началось настоящее мировое турне, награждение различными медалями, чествование, как героя.
Далее история освоения космоса не закончилась, а корабли Восток имели множественное продолжение. Данное имя до сих пор используется Россией для кодировки в своих программах. Как известно, 12 апреля было объявлено как международный день авиации и космонавтики.
Первая высадка на Луну
Освоение космоса американцами всегда шло по пятам за СССР. Уставшие отставать, они в 1969 году запустили миссию Апполон-11, совершившую высадку на Луну. Первым человеком, ступившим на поверхность спутника, стал Нил Армстронг. В дальнейшем получивший всемирную известность. Пребывание в этих условиях длилось 2.5 часа, после чего был осуществлён возврат на Землю.
Скептики до сих пор ставят эту миссию под сомнение, но для этого есть реальные основания. Для того чтобы стартовать с нашей планеты, нужно строить космодром и иметь огромные запасы топлива. Как это сделали США около 50 лет назад, до сих пор остаётся загадкой. И почему никто до сих пор не повторил это? Отметим, что доказательством считался пакет лунного грунта, привезенного обратно.
Орбитальные станции «Салют»
В феврале 1971 года, сразу после лунной миссии американцами, история освоения космического пространства ознаменовалась новым событием. В это время СССР запустил первую станцию на орбиту нашей планеты. Экипаж состоял из трёх космонавтов, а всего проект просуществовал 175 дней. Так что, это было более выгодно, чем делать краткосрочные запуски. Впоследствии, данная история освоения космического пространства в журналах часто приукрашалась. Естественно, что в условиях холодной войны и железного занавеса все считали, что всё это преследует только военные цели. Но атаки с большой высоты не последовало. В результате пройдут годы, а всё человечество будет пользоваться этими наработками для новых исследований.
Первая международная космическая станция
Освоение космического пространства приобрело совершенно другой смысл, когда люди стали подолгу проживать на орбите. Последний проект оказался настолько дорогим, что коллектив стран, во главе с США, принял Россию в 1990-м году. В настоящее время в космическом пространстве работает единственная станция, хотя у СССР был самостоятельный опыт подобных проектов ранее. В 1993 году Альберт Гор и Виктор Черномырдин подписали все документы, необходимые для сборки.
Изучение и разработки
Подлинное количество модулей неизвестно, но строительство продолжается. Прежде всего, здесь постоянно проводятся исследовании плюсов и минусов освоения космоса. А также разрабатываются инновационные материалы, способные выдерживать специфические условия. Изучаются радиационные условия работы электроники в космическом пространстве, функционирование человеческого организма и связанные с этим проблемы. Помимо этого, не обделены вниманием рост растений, поведение и размножение животных, колоний бактерий.
Несколько фактов о МКС
Перечислим наиболее интересные сведения, часто не входящие в многочисленные новости и космические отчёты:
— Космонавт – это учёный. У них есть специальная программа, требуемая к выполнению ежедневно. К тому же, отчёты регулярно отправляются в земные лаборатории. Научные исследования касаются, в основном, новых материалов.
— Корабль имеет множество продуманных до мелочей систем жизнеобеспечения. По этой причине они занимают львиную долю полезного пространства. В конце концов, кажущиеся здесь простые вещи на орбите обеспечить крайне сложно.
— Орбитальная станция является наиболее дорогим и долгосрочным международным проектом. На самом деле, по разным оценкам, в неё уже вложено 150-200 миллиардов долларов, не считая затрат на разработку и работу поддерживающих центров на Земле.
Уже в космосе
— После запуска всем участникам экспедиций предписаны физические тренировки. Доказано, что один месяц пользования невесомостью, когда отсутствует ходьба и прочие нагрузки, уже приведёт к атрофии мышц шеи, а голова просто перестанет держаться. Поэтому на борту действует специфичный тренажерный зал.
— Проблема стирки грязного белья решена интересным способом. Оно просто сбрасывается на нашу планету, а затем сгорает над океанами в атмосфере. Более того, этот же контейнер доставляет экипажу чистые вещи. Очевидно, что слишком дорого возить на орбиту воду, порошок и выводить стиральные машины.
Первая межконтинентальная баллистическая ракета
Интересно, что первенство в создании суборбитальных космических реактивных летательных аппаратах по праву принадлежит Германии. Известный конструктор Вернер Фон Браун успел в январе 1945 года провести опытные испытания, так называемого проекта А9 «Америка». Конечной целью данного гиганта весом в 100 тонн были индустриальные центры США, находящиеся на восточном побережье. Большую часть массы составляли две ступени и твердое топливо, а использование могло иметь, скорее всего, психологический эффект. Заявленная дальность полёта составляла 5000 км, а практический потолок не более 60 км. Но траектория была достаточна для выхода на орбиту при наличии первой космической скорости.
Влияние изучения космоса на политику
Неосторожно оброненные Черчиллем фразы на международных конференциях сделали из СССР международную угрозу, в результате весь мир стал на грань конфликта. Впоследствии началась гонка вооружений, где первенство взяли советские учёные. Они создали ракету Р7, дальностью почти 9000 км. Конечно, США последовали через год. На самом деле, в совокупности с ядерным оружием это полностью изменило военные докторины. Косвенно можно считать, эти разработки одним из толчков к освоению ближайшего космического пространства.
Так что, в современном мире стать первым в данной сфере можно двумя способами. Первый предусматривает полёты над уровнем земли, когда ракета сливается для радаров с рельефом. А второй, конечно, заключается в выходе на орбиту для нанесения удара строго сверху по заданной цели.
Космонавтика сегодня завтра и всегда
С уверенностью можно сказать, что в освоении ближайшего космического пространства реальной задачей для текущих 10-20 лет считается колонизация Марса. К тому же, учёные демонстрируют красивые ролики с трёхмерной анимацией, запускают беспилотные летательные аппараты. Кроме того, они высаживают исследовательские самоходные роботизированные машины, собирающие данные.
Несколько простых истин
- Здоровье астронавтов. Мы являемся сложной биологической структурой. Которая, в конце концов, привыкла миллионы лет функционировать в определенных условиях. К тому же, постоянный уровень магнитного поля и гравитации, этого достаточно. Если осанка человека нарушается, то в результате неправильно работают все внутренние органы. Однако, на красной планете искаженное притяжение заставит все системы работать в другом ключе. Другими словами, последствия этого не изучены. Также пагубно будут влиять магнитные поля, разность давлений. Скафандр и поселения в капсулах не являются панацеей. Получается, что Сатурн и Юпитер освоить не получится, ведь там на человека будет действовать чудовищное притяжение.
- Успешная посадка возможна, но что делать с обратным стартом? Пока на Земле человечество строит сложнейшие космодромы для запуска. Однако на Марсе сделать это физически невозможно. Получается, что любая миссия будет иметь билет в один конец.
- Энергия и материалы, еда и гигиена окажутся большой проблемой. Вероятно, можно топить марсианский лёд. Но нет гарантии, что полученная вода не убьёт первого человека, ступившего на эту планету.
Достижения в освоении космоса
В итоге можно сделать один вывод из всего сказанного выше. Достижения в освоении космического пространства необходимо постепенно накапливать, параллельно с развитием технологий. Здравый взгляд на проблематику позволяет сказать, что для безопасных путешествий по Солнечной системе нам понадобится не менее 100 лет. Текущим поколениям нужно лишь приумножать опыт и развивать космонавтику.
Источник