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
Проблема освоения космоса
С момента начала освоения космос а многие непонятные вещи стали вполне объяснимыми явлениями, а некоторые не разгаданы до сих пор. Биосфера земли тесно взаимодействует с космической средой, что доказывает – все процессы, которые происходят в космос е, влияют на нашу планету. И это глобальные проблемы человечества освоение космос а здесь играет не последнюю роль.
Какое-то время считалось, что изучение Вселенной не приносит вреда и никак не сказывается на состоянии Земли. Однако есть не одна проблема освоения космос а причины, которых мы рассмотрим сегодня.
Ученые начали серьезно рассматривать вопрос: есть ли проблема освоения космос а, и появление озоновых дыр заставило их задуматься. После ряда проведенных исследований, оказалось, в сравнении с тем, что происходит в верхнем слое атмосферы, проблема с озоном не самая страшная. Запуск космического корабля воздействует на атмосферу, вернее на верхние ее слои, также как взрыв атомной бомбы на окружающую земную среду.
Для нас Глубокое Черное – практически не обжитая среда, однако и здесь есть проблема, связанная с засорением. Основная проблема освоения космос а, заключается в том, что обломки кораблей их ликвидация, приводит к тому, мусор скапливается, превращаясь в огромную свалку. Только в ближнем космос е находится 3000 тонн мусора, и его растущие объемы представляют реальную угрозу для пилотируемых полетов, техники, оборудования и даже для жителей Земли.
Поэтому, если не принять меры, и не найти решение проблемы освоения космос а, то космическая эпоха в ближайшем будущем закончится. Бессмысленно отрицать, что летательные аппараты плохо влияют на окружающую среду, происходит разрушение озонового слоя, атмосфера засоряется окислами углерода. И это уже глобальная проблема освоения космос а.
Проблема: варп-двигателей пока нет
Самый быстрый аппарат, созданный человеком – зонд Helios 2, и если мы могли бы слышать звуки, доносящиеся из космос а, то во время полета объекта возле солнц а до нас доносился бы свист. Скорость Helios 2 превышала 250 000 км/ч, что в 100 больше скорости пули. Но даже этот аппарат бы летел до солнц а 19 000 лет. Такие полеты на данный момент могут быть только в проектах, потому как реально их осуществить невозможно. Но пока существует проблема освоения космос а пути решения будут разрабатываться.
Не создано еще термоядерного двигателя, так как нет подходящих ресурсов в нужном объеме. В вариантах космического движения человечество нуждается в революции. Разогнаться в космос е весьма сложно, керосина, которым заправляют ракеты, хватит только для старта. Существует также проблема мирового освоения космос а, и сейчас мы рассмотрим этот вопрос подробнее.
Мирное освоение космос а
Что это означает проблема мирного освоения космос а? Прежде всего, отказ от военных программ. Вселенная должна быть не полем боя, а фундаментом для создания нового будущего. Долгое время космос был ареной военно-политического соперничества, но его пространство должно быть исключительно мирным. Это требует, чтобы все страны сконцентрировали свои экономические, технические и интеллектуальные усилия для освоения пространства невесомости. Чтобы это было действительно мирное освоение космос а сущность проблемы нужно изучать сообща.
космос является ярким примером, какие результаты может принести созидательный мировой труд и объединение усилий для благих целей: решения экологических, народнохозяйственных и научных задач. Вселенная глобальная среда, поэтому это глобальная проблема мирного освоения космос а, касающаяся всех стран на Земле.
Источник
Мирное освоение космоса
В чем суть мирного освоения космоса
Освоение космоса — освоение человеком космического пространства и небесных тел с помощью космических аппаратов. Исследования космоса ведутся как с помощью пилотируемых космических полётов, так и с помощью автоматических космических аппаратов.
Мирное освоение космоса означает отказ от реализации военных программ. Оно должно быть направлено на:
- исследование глубин пространства;
- обеспечение безопасности Земли;
- создание человечеству условий для выживания.
Сегодня существует несколько глобальных проблем, которые так или иначе могут быть решены в процессе мирного освоения галактики. Из них можно сформировать краткий список из 2 больших групп:
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
- Проблемы, затрагивающие вопросы обеспечения населения планеты продовольствием.
- Проблемы взаимодействия природы и человека, включающие энергетическо-сырьевые, климатические, экологические вопросы.
В связи с этим сформировалось 2 вектора мирного освоения внеземного пространства:
- Космическое землеведение, в рамках которого ученые изучают поверхности других планет на предмет наличия плодородных почв, ставят эксперименты по выращиванию растений в условиях невесомости.
- Космическое производство, направленное на получение альтернативных источников энергии, выращивание кристаллов, разработку инновационных материалов, медицинских препаратов, новых технологичных сплавов.
Оба направления являются составляющими мирного процесса освоения космоса, никак не затрагивают военные, оборонные интересы стран.
Глобальными называются проблемы общепланетарного масштаба, способные стать причиной уничтожения цивилизации, затрагивающие жизненные интересы всего мирового сообщества.
Будущее космических исследований
В проектах ведущих ученых существуют работающие в космосе солнечные электростанции, расположенные на орбите оранжереи и человеческие колонии-поселения. Однако, как показывает практика, до этого еще далеко. Пока что исследователи занимаются подготовкой:
- запуска оснащенного мощной бурильной установкой марсохода, который должен будет взять пробы поверхностных слоев Марса;
- повторной высадки человека на Луну, запланированной на начало 2030 года;
- условий для расширения системы космических обсерваторий;
- специальных аппаратов в форме угря — гибких роботов, получающих энергию от магнитных полей, способных в течение долгого времени функционировать в неблагоприятных условиях, проникать в ограниченные пространства сложной конфигурации;
- оборудования, которое будет отражать солнечный свет на определенные участки земной поверхности с целью продления светового дня.
Японские специалисты планируют создать орбитальный спутник, который сможет в больших объемах аккумулировать и отправлять на Землю солнечную энергию. А Илон Маск задумался о разработке межпланетной транспортной системы, которая в будущем будет перевозить грузы и людей на Марс.
Группы проблем и их характеристика, примеры
Преодоление человеком границ Земли сопровождается массой проблем. Среди них:
- Правовые, сущность которых заключается в том, что космос не находится под юрисдикцией отдельного государства. Для проведения исследовательских программ необходимы единые международные правила, касающиеся всех стран. Сегодня они есть, но их недостаточно, и отслеживание их исполнения не отлажено в полной мере.
- Военные, предполагающие возможность возникновения угрозы из космоса от одной страны другой.
- Экологические, связанные с загрязнением космоса, оставлением в нем следов человеческой деятельности.
Ярким примером экологической проблемы может служить выброс огромного количества мусора: от бытовых отходов, до отработанного топлива и частей летательных аппаратов. Это угрожает безопасности полетов, рабочему состоянию космических станций, дальнейшему развитию отрасли в целом.
Изначально процесс развития космонавтики ознаменовался возникновением жесткого соперничества между США и СССР. Сегодня эта тенденция продолжает развиваться, а ее главной характеристикой является отказ от полноценного обмена информацией, стремление сохранить лидерство в решении поставленных перед человечеством задач.
Пути решения проблем отдельными странами
Эффективными способами решения проблем могут стать демилитаризация внеземных просторов, налаживание международного, межнационального сотрудничества. Из арены политических и военных споров космос должен превратиться в платформу для совместного изучения его глубин.
Некоторые страны уже включились в этот процесс:
- Япония поделилась информацией, добытой в ходе изучения физики Солнца, взяла на себя разработку масштабного проекта по предотвращению появления на орбите мусора.
- Китай предложил услуги по запуску возвращающихся спутников.
- Россия опубликовала результаты экспериментов по выращиванию вирусов и белков для создания препаратов методами генной инженерии.
- США провели ознакомление стран-партнеров с техникой, способной защитить Землю от комет.
Состоящее из 22 участников Европейское космическое агентство, помимо реализации непосредственно научных задач, занимается рассмотрением правовых вопросов, регулированием взаимодействия государств-космических держав.
В России главной проблемой освоения космоса является нехватка средств, которая сказывается не только на темпах исследований, но и на возможности активного участия в решении глобальных вопросов. Поэтому в ближайших планах страны значится укрепление экономики, способной обеспечить развитие науки и расширенный доступ во внеземное пространство.
Источник