Глобальная проблема освоения космоса
Вы будете перенаправлены на Автор24
Исследование космоса
Исследование космоса — открытие и разведка космического пространства с использованием космических технологий.
Развитие крупных ракетных двигателей и жидкого топлива в начале двадцатого века позволило с практической точки зрения взглянуть на освоение космоса.
Текущие показания для исследования космоса включают научный прогресс, и способность в будущем обеспечить выживание человечеству. Существуют также важные политические и этические вопросы, связанные с освоением космоса.
Начало освоения космоса было вызвано космической гонкой между Советским Союзом и Соединенными Штатами Америки.
Помощь со студенческой работой на тему
Глобальная проблема освоения космоса
В дальнейшем Конкуренция поменялась на сотрудничество, как это видно на примере Международной космической станции. С начала $90$ — х годов двадцатого века, отдельные лица стали интересоваться космическим туризмом. Крупные государственные компании начали работать над космическими исследованиями пилотируемых полетов на Луну и, возможно, на планету Марс.
Проблемы, связанные с освоением космоса
- Гораздо дороже выходит выполнение определенных задач людьми чем, если бы одни и те же задачи выполняли бы роботы или машины. Люди нуждаются в больших космических аппаратах, которые способны обеспечить сохранение жизни в суровых условиях космического пространства. Определенное количество ученых считают, что некоторые задачи, в которых требуется вмешательство человека, не перевешивают огромные затраты на отправку людей в космос.
- Некоторые люди также имеют моральные возражения глядя на огромные стоимости космических программ. Они говорят, что будет огромная польза, если часть суммы, которую тратят на космические миссии, потратить на борьбу с болезнями и голодом в мире. Тем не менее, по сравнению с другими дорогостоящими проектами, такими, как вооруженные действия, освоение космоса получает очень небольшой процент от общего объема расходов бюджетов стран, преследующих космические программы.
- Кроме того, зачем тратить так много времени и денег, чтобы узнать что-то новое о Марсе или любой другой планете, когда мы так мало знаем о нашей собственной планете? Мы должны узнать больше о Земле и океане, прежде чем тратить время и деньги на освоение космического пространства.
- Согласно современным данным в ближнем космосе находится около $3000$ тонн космического мусора, это составляет приблизительно $1$% от массы всей верхней атмосферы. Растущее засорение космоса представляет серьезную опасность для космических станций и пилотируемых полетов.
- Современные химические двигатели неэффективны для полетов к дальним планетам нашей Солнечной системы. В перспективе планируется использовать космические корабли с ядерными и термоядерными двигателями.
В целом, общественное мнение поддерживает исследования космоса, возможно, это из-за незнания проблем, которые сопутствуют освоению.
Будущее космических исследований
Идея использования автоматизированных систем высокого уровня для космических полетов стала желанной целью для космических агентств по всему миру. Такие системы, как полагают, дают такие преимущества, как более низкую стоимость, а также способность исследовать глубины пространства.
Колонизация Космоса представляет собой концепцию постоянных автономных (самодостаточных) человеческих поселений в районах за пределами Земли. Первой такой колонизацией является постоянное присутствие человека в космосе, как, например, на Международной космической станции. Колонизация Вселенной является одной из главных тем бывшей научной фантастики и современной науки.
В то время как большинство людей думают о колониях на Луне и Марсе, другие утверждают, что первые колонии, могут быть на орбите Земли. Несколько групп из НАСА и других учреждений изучают возможность создания орбитальных колоний.
Источник
Освоение космоса как социально-этическая проблема
Сегодня Россия отмечает День космонавтики. В эти дни в российских и зарубежных СМИ вновь будет опубликовано немало статей, авторы которых будут восхищаться достижениями главы американской компании SpaceX Элона Маска, который два года назад представил общественности план освоения Марса. На самом деле, основные достижения космической мысли по-прежнему находятся на Байконуре и российских конструкторских бюро. В огромных ангарах космодрома Байконур до сих спрятаны такие разработки, о которых Илон Маск только догадывается. Бывал в этих ангарах и Сергей Авдеев — экс-рекордсмен по суммарному пребыванию человека в космосе (747 суток). Вот у него я и решил взять интервью — но не о тайнах Байконура (дабы не нарушать режим секретности), но о будущем мировой космонавтики. Дело в том, что Сергей Авдеев — не просто физик-ядерщик по образованию; он — кандидат физико-математических наук и один из самых интеллектуальных российских космонавтов.
Вот часть нашего с ним интервью.
Сергей Васильевич, нужны ли нам Луна и Марс? Сейчас многие ученые говорят о том, что освоение Марса — это дело далекого будущего, связанное с огромными рисками, а вот освоение Луны вполне реально. Нужно, мол, создать новую МКС на лунной орбите, и с неё уже осваивать спутник Земли.
Прежде всего, мы должны ответить себе на вопрос — «Зачем?». Зачем нам Луна и полеты к ней. Завершился тот период развития мировой космонавтики продолжительностью более 60 лет, когда в ней господствовал олимпийский принцип — «кто первый». Не думаю также, что в освоении космоса должны господствовать военные цели. Полагаю, что в космической тематике сегодня начинает преобладать цивилизационная окраска. Проще говоря, мы пытаемся ответить на вопрос: а может ли человечество выйти за пределы земной орбиты, и каковы будут последствия этого подвига?
Илон Маск и многие другие западные специалисты исповедуют техноцентрический принцип, относясь к технологическим новинкам как к самоцели. Я же считаю, что выход человека в большой космос — это во многом социально-этическая проблема. К примеру, полет на Марс до сих пор рассматривается в модели Mars-one — «билет в один конец». То есть запустить ракету с человеком в космос мы можем, а способны ли сохранить ему жизнь, обеспечить безопасность и возвращение на Землю?
Создание МКС на лунной орбите — это путь в никуда. Известно ведь, что вокруг этого спутника нет магнитного поля, как на Земле, которое бы защищало космическую станцию от солнечной радиации. Медики сегодня однозначно заявляют: современная медицина не способна обеспечить безопасность космонавтов за пределами земной орбиты. Грубо говоря, мы почти ничего не знаем сегодня о влиянии космоса (радиации, вакуума, невесомости и прочих особенностей) на живой организм, на высшую нервную деятельность человека и его психику.
Но ведь уже много лет ведутся различные исследования на эту темы на той же МКС. Этого недостаточно?
На МКС нет условий, имманентных глубокому космосу. Там воссоздан земной микромир. Но даже если бы мы уже все понимали про воздействие космоса на человека, потребуются колоссальные затраты для того, чтобы создавать станции с эффективной защитой от радиации, а также специальные космоубежища. Понадобятся создание и запуск сверхпрочных сигнальных спутников в направлении Солнца, сверхскоростной системы связи и много чего еще. Вопрос: а для чего человечеству все это, когда у нас полпланеты находится в неосвоенном состоянии? Для того чтобы найти на Луне какие-то еще полезные ископаемые? Глупость. Сейчас у нас имеются такие технологии, которые позволяют синтезировать все, что угодно, например, из песка и мусора.
В России многие космические технологии заморожены не только потому, что разрушился Советский Союз, но и потому, что они значительно опередили разработки в области медицины, биохимии, генетики и психологии.
А если запускать в космос не людей, а роботов? Пусть роботы осваивают Луну и Марс, а человек будет лишь время от времени вылетать на космические станции для проведения техосмотра автоматики и роботехники.
Такая версия освоения космоса сегодня становится одной из приоритетных, но и здесь нужно время, чтобы разработать эффективные аналоговые технологии и существенно продвинуться в развитии искусственного интеллекта. Впрочем, главной проблемой сегодня становится не неготовность человечества к рывку в дальний космос, а защита ближнего космоса от космического мусора, под которым я понимаю не отходы от деятельности людей на МКС, а то количество неконтролируемых частных спутников, которое уже в ближайшее время заполонит орбиту Земли.
Так называемой «космическое право» находится сегодня в зачаточном состоянии, и сегодня кто угодно может запустить в космос свой частный летательный аппарат. Тот же Маск обещает запуск 4425 (!) спутников для бесплатной раздачи всем жителям Земли вай-фая. Звучит заманчиво, но присутствие такого количества спутников (если сюда приплюсовать еще и флотилию китайских, российских, европейских и т. п. спутников) на околоземной орбите может обернуться катастрофой.
Мы помним из земной истории, что когда в городах было несколько десятков автомобилей, это не требовало введения правил дорожного движения, устройства светофоров и т. п. В городах же, где миллионы автомобилей, регулирование их потока становится важнейшей проблемой. Так и в космосе. Сегодня необходимо срочно вырабатывать правила регулирования движения объектов на околоземной орбите, в противном случае пилотируемые полеты станут просто невозможны.
Об авторе: Владимир Лепехин — директор Института ЕАЭС, координатор Дискуссионного клуба ВРНС
Часть интервью с Сергеем Авдеевым опубликована здесь
Источник
Шесть космических проблем освоения космоса
Человечество ведет свое начало из Африки. Но мы не остались там, не все из нас — тысячи лет наши предки расселялись по континенту, а после покинули его. И когда они пришли к морю, то построили лодки и поплыли через огромные расстояния к островам, о существовании которых знать не могли. Почему? Возможно, по той же причине мы смотрим на Луну и на звезды и задаемся вопросом: а что там? Можем ли мы туда попасть? Ведь таковы мы, люди.
Космос, конечно, бесконечно более враждебный для людей, чем поверхность моря; покинуть земную гравитацию сложнее и дороже, чем оттолкнуться от берега. Те первые лодки были передовыми технологиями своего времени. Мореплаватели тщательно планировали свои дорогие, опасные путешествия, и многие из них погибли, пытаясь выяснить, что там за горизонтом. Почему мы тогда продолжаем?
Можно было бы поговорить о бесчисленных технологиях, от небольших продуктов для удобства до открытий, которые позволили предотвратить массу смертельных случаев или спасти кучу жизней больных и раненых.
Можно было бы поговорить о том, что не стоит нам всем отсиживаться на одной планетке, ожидая хорошего удара метеорита, чтобы присоединиться к нелетающим динозаврам. И вы заметили, как меняется погода?
Можно было бы поговорить о том, что всем нам легко и приятно работать над проектом, который не включает убийство себе подобных, который помогает нам понять нашу родную планету, искать способы жить и, что особенно важно, выживать на ней.
Можно было бы поговорить о том, что убраться из Солнечной системы подальше — весьма неплохой план, если человечеству повезет выжить в следующие 5,5 миллиарда лет и Солнце расширится достаточно, чтобы поджарить Землю.
Можно было бы поговорить обо всем этом: о причинах, по которым мы должны найти способ поселиться подальше от этой планеты, построить космические станции и лунные базы, города на Марсе и поселения на спутниках Юпитера. Все эти причины приведут нас к тому, что мы посмотрим на звезды за пределами нашего Солнца и скажем: можем ли мы добраться туда? Будем ли?
Это огромный, сложный, почти невозможный проект. Но когда это останавливало людей? Мы родились на Земле. Останемся ли мы здесь? Нет, конечно.
Проблема: взлет. Преодолеть гравитацию
Это выливается в серьезный «упс» в денежном эквиваленте. Чтобы просто запустить марсоход «Кьюриосити», понадобилось 200 миллионов долларов, одна десятая бюджета миссии, и любой экипаж миссии будет отягощен оборудованием, необходимым для поддержания жизни. Композитные материалы вроде сплавов экзотических металлов могут снизить вес; добавьте к ним более эффективное и мощное топливо и получите нужное ускорение.
Но лучшим способом сэкономить денег будет возможность повторного использования ракеты. «Чем выше число рейсов, тем выше будет экономическая отдача, — говорит Лес Джонсон, технический ассистент Advanced Concepts Office NASA. — Это путь к резкому снижению стоимости». SpaceX пытается сделать свою ракету Falcon 9, к примеру, многоразовой. Чем чаще вы летаете в космос, тем дешевле это выходит.
Проблема: тяга. Мы слишком медленные
Проблема: космический мусор. Там, наверху — минное поле
Поздравляем! Вы успешно запустили ракету на орбиту. Но прежде чем вы прорветесь во внешний космос, к вам с тыла зайдет парочка старых спутников, изображающих кометы, и попытается протаранить топливный бак. И нет больше ракеты.
Это проблема космического мусора, и она весьма актуальна. Американская сеть космического наблюдения смотрит за 17 000 объектов — каждый размером с футбольный мяч — которые носятся вокруг Земли на скорости свыше 35 000 км/ч; если считать с кусками до 10 сантиметров в диаметре, обломков будет свыше 500 000. Крышки от фотоаппаратов, пятна краски — все это может создать пробоину в критической системе.
Мощные щиты — слои металла и кевлара — могут защитить от крошечных кусочков, но ничто не спасет вас от целого спутника. 4000 таких вращается вокруг Земли, большая часть из них уже отработали свое. Центр управления полетами выбирает наименее опасные маршруты, но отслеживание не идеально.
Проблема: навигация. В космосе нет GPS
Deep Space Network, коллекция антенн в Калифорнии, Австралии и Испании — это единственный инструмент навигации в космосе. Начиная студенческими зондами и заканчивая «Новыми горизонтами», летящим через пояс Койпера, все полагается на работу этой сети. Сверхточные атомные часы определяют, сколько необходимо сигналу, чтобы добраться от сети до космического аппарата и обратно, и навигаторы используют это для определения положения аппарата.
Но по мере роста числа миссий, сеть становится перегруженной. Коммутатор часто забит. NASA спешно работает, чтобы облегчить нагрузку. Атомные часы на самих аппаратах сократят время передачи вдвое, позволив определять расстояния с помощью односторонней связи. Лазеры с повышенной пропускной способностью смогут обрабатывать большие пакеты данных, вроде фотографий или видео.
Проблема: космос большой. Варп-двигателей пока не существует
Самый быстрый объект, который люди когда-либо строили, это зонд Helios 2. Сейчас он мертв, но если бы звук мог распространяться в космосе, вы услышали бы, как он свистит, проносясь мимо Солнца на скорости свыше 252 000 км/ч. Это в 100 раз быстрее пули, но даже двигаясь на такой скорости, вам потребовалось бы 19 000 лет, чтобы достичь ближайшего соседа Земли по звездам. Никто пока даже и не думает отправляться так далеко, потому что единственное, что можно встретить за такое время, — смерть от старости.
Чтобы победить время, потребуется много энергии. Возможно, придется разрабатывать Юпитер в поисках гелия-3 для поддержки ядерного синтеза — при условии, что вы построили нормальные термоядерные двигатели. Аннигиляция вещества и антивещества даст больший выхлоп, но контролировать этот процесс весьма сложно. «Вряд ли вы стали бы делать это на Земле, — говорит Лес Джонсон, работающий над сумасшедшими космическими идеями. — В космосе — да, так что если что-то пойдет не так, вы не уничтожите континент». Как насчет солнечной энергии? Все, что нужно, это парус размером с небольшое государство.
Впрочем, легко сказать, но трудно сделать. Человечеству потребуется несколько эйнштейнов, работающих в масштабах Большого адронного коллайдера, чтобы увязать все теоретические выкладки. Вполне возможно, что однажды мы сделаем открытие, которое все изменит. Но никто не будет делать ставку на случайность. Потому что моменты открытия требуют финансирования. Но лишних денег у физиков сферы элементарных частиц и у NASA нет.
Проблема: Земля только одна. Не смело вперед, а смело остаемся
Пару десятилетий назад фантаст Ким Стэнли Робинсон набросал будущую утопию на Марсе, построенную учеными перенаселенной и задыхающейся Земли. Его трилогия о Марсе показала убедительный повод колонизации Солнечной системы. Но на самом деле зачем, если не ради науки, нам двигаться в космос?
Жажда исследований таится у нас в душе — о таком манифесте многие из нас слышали и не раз. Но ученые давно выросли из шинели мореплавателей. «Терминология первооткрывателей была популярна 20-30 лет назад, — говорит Хайди Хаммел, которая занимается расстановкой приоритетов исследований в NASA. С тех пор, как зонд «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона в прошлом июле, «мы исследовали каждый образец среды в Солнечной системе хотя бы раз», говорит она. Люди, конечно, могут копаться в песочнице и изучать геологию далеких миров, но поскольку этим занимаются роботы, нет нужды.
Конечно, в такой перспективе нет ничего хорошего. «Появляется нравственная угроза, — говорит Робинсон. — Люди думают, что если мы испоганили Землю, мы всегда можем отправиться к Марсу или к звездам. Это губительно». Насколько нам известно, Земля остается единственным пригодным для жизни местом во Вселенной. Если мы покинем эту планету, сделать это придется не по прихоти, а по необходимости.
Источник