Защищает землю от вредного влияния космоса

Как защищена Земля от вредных воздействий космоса

Представлены основные природные способы защиты планеты Земля от вредных воздействий космоса.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Работу выполнил: Студент группы С-14 Манукян Ашот Руководитель: Рахматулаева Т.К. Как защищена Земля от вредных воздействий космоса

Основные способы защиты Земное магнитное поле Планета Юпитер Атмосфера Озоносфера

Земное магнитное поле – это область, окружающая нашу планету, в которой действуют магнитные силы.

Строение и характеристики магнитного поля Земли На небольшом удалении от поверхности Земли магнитные силовые линии имеют диполеподобное расположение. Со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной оно вытягивается в длинный «хвост».

Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц.

Магнитное поле Отсутствие магнитного поля на Луне является причиной очень высокой радиации. Из-за этого на Луне невозможно прожить больше недели.

Юпитер От больших астероидов и осколков комет Землю неплохо защищает Юпитер, притягивая и принимая на себя большинство крупных объектов.

Земная атмосфера Мелкие астероиды и осколки комет сгорают в атмосфере Земли или распадаются на мелкие фрагменты, которые не причиняют почти никакого ущерба.

Атмосфера Юпитера Юпитер — газовый гигант, на котором наличие жизни маловероятно. Скорее всего, попавший сюда человек попросту задохнётся в аммиачных парах

Атмосфера На Марсе атмосфера на 95% состоит из углекислого газа, а радиация настолько высока, что может убить человека за несколько дней.

Озоносфера Озоносфера , находящаяся на высоте 25 км, отражает приходящее из космоса вредное ультрафиолето-вое излучение, которое, не достигнув земли, возвращается в космос.

Парниковый эффект Благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура у поверхности Земли в последнее тысячелетие составляет примерно 15 °С (без него эта температура опустилась бы до –18 °С, при которой существование жизни на Земле стало бы невозможным)

Источник

Космические лучи и радиация

Космическая радиация: правда или миф?

Космические лучи— это излучение, которое появляется при взрыве сверхновой звезды, атакже как следствие термоядерных реакций наСолнце. Разная природа происхождения лучей влияет инаихосновные характеристики. Космические лучи, которые проникают изкосмоса вне нашей Солнечной системы условно можно поделить надва вида— галактические имежгалактические. Последний вид остается наименее изученным, так как концентрация первичной радиации внем минимальна. Тоесть особого значения межгалактическое излучение неимеет, так как полностью нейтрализуется внашей атмосфере.

Ксожалению, также немного можно сказать иолучах, пришедших кнам изнашей галактики под названием Млечный Путь. Несмотря нато, что ееразмер превышает 10000 световых лет, любые изменения радиационного поля водном конце галактики немедленно аукнутся вдругом.

Опасность радиации изкосмоса

Прямая космическая радиация губительна для живого организма, поэтому еевлияние крайне опасно для человека. Ксчастью, наша Земля надежно защищена отэтих космических пришельцев плотным куполом изатмосферы. Онслужит прекрасной защитой всего живого наземле, так как нейтрализует прямую космическую радиацию. Нонеполностью. При столкновении своздухом она распадается наболее мелкие частички ионизирующего излучения, каждая изкоторых вступает виндивидуальную реакцию сего атомами. Таким образом, высокоэнергетическое излучение изкосмоса ослабевает, иобразует вторичное излучение. При этом оно теряет свою смертоносность— уровень радиации становится приблизительно такимже, как иврентгеновских лучах. Нопугаться нестоит— это излучение полностью исчезает вовремя прохождения через атмосферу Земли. Какимибы нибыли источники космических лучей, икакую мощь онибы неимели— опасность для человека, который находится наповерхности нашей планеты, минимальна. Ощутимый вред она может принести только космонавтам. Они подвержены прямому космическому излучению, так как неимеют естественной защиты ввиде атмосферы.

Энергия, выделяемая космическими лучами, впервую очередь влияет намагнитное поле Земли. Заряженные ионизирующие частицы буквально бомбардируют его истановятся причиной самого красивого атмосферного явления— Северного сияния. Ноэто еще невсе— радиоактивные частицы, ввиду своей природы, способны вызывать сбои вработе различной электроники. Иесли впрошлом веке это невызывало особого дискомфорта, товнаше время это весьма серьезная проблема, так как наэлектрике завязаны самые важные аспекты современной жизни.

Люди также восприимчивы кэтим гостям изкосмоса, хотя механизм воздействия космических лучей весьма специфичен. Ионизированные частички (тоесть вторичное излучение) воздействует намагнитное поле Земли, вызывая тем самым бури ватмосфере. Всем известно, что организм человека состоит изводы, которая очень восприимчива кмагнитным колебаниям. Таким образом, космическое излучение влияет насердечнососудистую систему, истановится причиной плохого самочувствия уметеозависимых людей. Это, конечноже, неприятно, ноотнюдь несмертельно.

Что защищает Землю отсолнечной радиации?

Солнце— это звезда, внедрах которой постоянно проходят разнообразные термоядерные реакции, которые сопровождаются сильными энергетическими выбросами. Эти заряженные частицы называются солнечный ветер идостаточно сильно влияют нанашу Землю, вернее наеемагнитное поле. Именно сним взаимодействуют ионизированные частицы, которые составляют основу солнечного ветра.

Согласно новейшим исследованиям ученых совсего мира, особую роль внейтрализации солнечного ветра отыгрывает плазменная оболочка нашей планеты. Происходит это следующим образом: солнечное излучение сталкивается смагнитным полем Земли ирассеивается. Когда его слишком много, удар насебя принимает плазменная оболочка, происходит процесс взаимодействия, схожий скоротким замыканием. Следствием такой борьбы могут стать трещины взащитном щите. Ноприрода иэто предусмотрела— потоки холодной плазмы поднимаются споверхности Земли иустремляются вместа ослабленной защитой. Таким образом, магнитное поле нашей планеты отражает удар изкосмоса.

Ностоит констатировать тот факт, что солнечная радиация, вотличие откосмической, всеже попадает наЗемлю. При этом нестоит переживать понапрасну, ведь посути это энергия Солнца, которая должна попадать наповерхность нашей планеты врассеянном состоянии. Таким образом, она нагревает поверхность Земли ипомогает развивать жизнь наней. Так, стоит четко разграничивать разные виды радиации, ведь некоторые изних нетолько неимеют негативного воздействия, ноинеобходимы для нормального функционирования живых организмов.

Однако наЗемле далеко невсе вещества одинаково восприимчивы ксолнечной радиации. Существуют поверхности, которые больше других поглощаютее. Это, как правило, подстилающие поверхности сминимальным уровнем альбедо (способность котражению солнечной радиации)— это земля, лес, песок.

Таким образом, температура наповерхности Земли, атакже продолжительность светового дня напрямую зависит оттого, какое количество солнечной радиации поглощает атмосфера. Хочется сказать, что основной объем энергии всеже доходит доповерхности нашей планеты, ведь воздушная оболочка Земли служит преградой лишь для лучей инфракрасного спектра. АвотУФ лучи нейтрализуются лишь частично, что приводит кнекоторым проблемам скожными покровами улюдей иживотных.

Влияние солнечной радиации наорганизм человека

При воздействии лучей инфракрасного спектра солнечной радиации однозначно проявляется тепловой эффект. Онспособствует расширению сосудов, стимуляции работы сердечнососудистой системы, активизирует кожное дыхание. Как следствие происходит расслабление основных систем организма, усиливается выработка эндорфинов (гормонов счастья), обладающих болеутоляющим ипротивовоспалительным эффектом. Тепло также влияет наобменные процессы, активизируя метаболизм.

Световое излучение солнечной радиации оказывает значительное фотохимическое воздействие, которое активизирует важные процессы втканях. Этот вид солнечной радиации позволяет человеку использовать одну изсамых важных систем осязания внешнего мира— зрение. Именно этим квантам мыдолжны быть благодарны зато, что видим все вкрасках.

Важные факторы влияния

Солнечное излучение инфракрасного спектра также стимулирует мозговую деятельность иотвечает запсихическое здоровье человека. Немаловажно ито, что именно этот вид солнечной энергии влияет нанаши биологические ритмы, тоесть нафазы активной деятельности исна.

Без световых частиц многие жизненно важные процессы оказалисьбы под угрозой, что чревато развитием различных заболеваний, втом числе бессонницы идепрессии. Также при минимальном контакте сосветовой солнечной радиацией существенно снижается трудоспособность человека, атакже замедляется большинство процессов ворганизме.

УФ-излучение достаточно полезно для нашего организма, так как оно запускает также иммунологические процессы, тоесть стимулирует защитные силы организма. Также оно нужно для выработки порфирита— аналога растительного хлорофилла внашей коже. Однако избыток УФ-лучей может привести кожогам, поэтому очень важно знать, как правильно защититься отэтого впериод максимальной солнечной активности.

Как видите, польза солнечной радиации для нашего организма несомненна. Многие очень переживают, впитываетли еда этот вид радиации инеопасноли есть зараженные продукты. Повторюсь— солнечная энергия неимеет ничего общего скосмическим или атомным излучением, азначит, иопасаться еенестоит. Даибылобы бессмысленно избегатьее. Способа того, как спастись отСолнца никто пока неискал.

Источник

Как Земля защищает нас от космоса?

Несмотря на нашу тягу к космическому освоению, пространство лишено дружелюбия и мечтает покончить с нами. Если бы не родная планета, то мы бы не продержались и секунды. Главные защитники планеты и жизни на Земле — земные магнитосфера и атмосфера. Обе защищают Землю от космических лучей, астероидов и прочего негативного влияния. Далее перечислены главные риски, угрожающие жизни на Земле, и указана важность атмосферы и магнитосферы.

Риск: Сверхмассивные черные дыры, сверхновые и звезды высвобождают огромное количество высокоэнергетических частиц – космические лучи. Они проходят сквозь ваш организм, повреждая ДНК. Длительная атака повышает риск заболеть раком. Но мы защищены атмосферным слоем.

Риск: Гамма- и рентгеновские излучения. Радиация способна принести огромный вред. Всего один высокоэнергетический фотон становится фатальным для клетки. И снова в бой вступает атмосфера. Ее молекулы поглощают нападающих и не пропускают к поверхности. Фактически специальные обсерватории приходится выводить в пространство, потому что эти частички нельзя отследить с Земли.

Строение магнитосферы Земли

Риск: УФ-лучи. Солнце щедро поливает нас УФ-излучением, поэтому мы можем получить солнечные ожоги. Но здесь важную роль играет озоновая прослойка, которая впитывает большую часть атаки как губка.

Риск: Солнечные вспышки. Солнце постоянно взрывается, высвобождая массивные энергетические скопления. Они напоминают плазму, перемещающуюся на световой скорости. Повезло, что мы располагаем магнитосферой.

Риск: мороз. Пространство лишь на несколько градусов выше абсолютного нуля. Но атмосферный слой функционирует в качестве одеяла, которое равномерно распределяет тепло и удерживает его.

Риск: Вакуум. Космос лишен воздуха. Если бы не Земля, то вы бы не смогли вдохнуть, а отсутствие давления выпарило бы воду в пространство.

Источник

Угроза из космоса. Какому излучению подвергаются космонавты и наша планета?

Космическое излучение является ключевым фактором безопасности космонавтов, отправляющихся на Луну. Исследователи и инженеры изучают различные методы и технологии для снижения различных типов излучения во время космических путешествий. Рассказываем, каким опасностям подвергаются астронавты в космосе и как НАСА пытается их защищать для будущих исследований.

За последнее время тема освоения и колонизации Марса вышла из ряда научной фантастики. США, Европа, Россия и впервые Китай и ОАЭ запускают все новые миссии и космические программы не только по освоению космоса, но и особое внимание уделяя Марсу. Кроме того, НАСА планирует «вернуть астронавтов на Луну» в программе Artemis. Все это — не только захватывающе и завораживающе, но и пугающе. На Земле мы в относительной безопасности, с нашей атмосферой и достаточным расстоянием от Солнца. Но что происходит с людьми, когда они покидают безопасную зону?

Им угрожает радиация.

Радиация из космоса

В первую очередь для людей опасны частицы энергии, которые вылетают из Солнца в результате гигантских солнечных извержений.

В дополнение к вспышкам, огромные облака — выбросы корональной массы — содержащие миллиард тонн солнечного материала, иногда взрываются на поверхности Солнца. Все чаще ученые считают, что выбросы корональной массы играют доминирующую роль в управлении самым мощным излучением Солнца: солнечными энергетическими частицами или SEP (Solar energetic particles).

SEP — это частицы (по большей части протоны, а также электроны и ионы), летящие с такой высокой скоростью, что некоторые из них достигают Земли, находящейся на расстоянии 150 млн км, менее чем за час.

Излучение — это энергия, заключенная в электромагнитные волны или переносимая частицами. Энергия передается, когда волна или частица сталкиваются с чем-то еще, например, с космонавтом или компонентом космического корабля. SEP опасны, потому что они могут проходить через кожу, выделяя энергию и разрушая клетки или ДНК на своем пути. Такие повреждения могут увеличить риск рака в более позднем возрасте или, в крайних случаях, вызвать острую лучевую болезнь в краткосрочной перспективе.

Почему на Земле люди в безопасности?

На Земле люди застрахованы от этого вреда. Но почему?

Защитный «магнитный пузырь» Земли — магнитосфера — отклоняет большинство солнечных частиц. Атмосфера также подавляет любые частицы, которые проникают сквозь нее. Международная космическая станция движется по низкой околоземной орбите, находясь под защитой Земли, а корпус станции также помогает защитить членов экипажа от радиации.

Земля находится в центре огромного голубого пузыря в форме кометы.

Магнитный пузырь Земли, называемый магнитосферой, показан синим цветом. Магнитосфера обеспечивает естественную защиту от космического излучения, отклоняя большинство заряженных солнечных частиц от Земли.

Предоставлено: Космический центр Андёя/Тронд Абрахамсен

Но за пределами магнитной досягаемости Земли человеческие исследователи могут столкнуться с резкой радиацией космоса.

Стратегия защиты космонавтов

Основная стратегия аналитической группы при работе в космосе — использовать любую доступную массу на корабле. Они перераспределяют ее таким образом, чтобы заполнить области, которые защищены недостаточно, и направляют членов экипажа к хорошо защищенным областям.

Чем больше масса между экипажем и излучением, тем больше вероятность того, что опасные частицы передадут свою энергию, прежде чем достигнут экипажа. На Луне астронавты могут насыпать лунный грунт или реголит над своими убежищами, используя в своих интересах естественные защитные материалы окружающей среды. Но что касается конструкции космического корабля, то полагаться на его габариты для защиты вскоре становится дорого, поскольку для запуска большей массы требуется больше топлива.

Команда Джонсона работает над разработкой методов экранирования без добавления дополнительных материалов. У астронавтов не будет возможности летать на «специальной радиационной защите». Законы распределения полезного груза на корабле таковы, что каждый предмет, с которым летит команда астронавтов, должна быть многоцелевым.

Для космического корабля Orion они разработали план для астронавтов по строительству временного убежища из имеющихся материалов под рукой, в том числе единиц хранения, уже находящихся на борту, или запасов еды и воды. Если на Солнце разразится еще один шторм, такой же сильный, как в эпоху миссий Аполлона, экипаж «Ориона» будет в целости и сохранности.

Другие команды в НАСА решают проблему радиации с помощью творческих решений, разрабатывая такие технологии, как носимые жилеты и устройства, увеличивающие массу, а также электрически заряженные поверхности, которые отклоняют радиацию.

Кроме того, Опытный дизайнер космических скафандров Эми Росс в Космическом центре имени Джонсона в НАСА в Хьюстоне разрабатывает новые костюмы для Луны и Марса. Именно образцы ее прототипов скафандра отправились на Марс в миссии «Настойчивость» для проверки и анализа.

Как защититься от Солнца? Основные проблемы

Чтобы защитить астронавтов от бурь с частицами солнечной энергии, необходимо знать, когда такая буря произойдет. Но потоки частиц непостоянны и их трудно предсказать. Природа турбулентных извержений Солнца еще полностью не изучена.

В идеале вы могли бы посмотреть на активную область на Солнце, увидеть, как она развивается, и попытаться предсказать, когда произойдет извержение. Проблема в том, что даже если бы вы могли спрогнозировать вспышки и выбросы корональной массы, только небольшая часть на самом деле порождает частицы, опасные для астронавтов.

Ричардсон

И если SPE действительно появятся, трудно предсказать, куда они пойдут. Силовые линии магнитного поля — это магистраль для заряженных частиц, но когда Солнце вращается, дороги превращаются в спирали. Некоторые частицы выбиваются из-за перегибов силовых линий. В результате они могут распространяться по всей Солнечной системе в виде огромного туманного облака.

Модели, позволяющие предсказать, когда появятся SEP, находятся на ранних стадиях разработки. Одна из них использует прибытие более легких и быстрых электронов для прогнозирования потока более тяжелых протонов, которые последуют за ним, которые более опасны.

Ученые полагаются на гелиофизические миссии НАСА для развития моделей прогнозирования космической погоды. Это помогает расположить космические корабли в разных точках обзора между Солнцем и Землей. Запущенный в 2018 году солнечный зонд НАСА Parker Solar Probe летит ближе к Солнцу, чем любой другой космический корабль до него. Космический аппарат будет отслеживать SEP вблизи их источника. Это и станет ключом к разгадке того, как солнечные извержения ускоряют частицы.

Время тоже имеет значение. Солнце проходит через 11-летние циклы высокой и низкой активности. Во время солнечного максимума Солнце покрыто областями с высоким магнитным напряжением, которые готовы к извержению. Во время солнечного минимума, когда солнечных пятен мало или совсем нет, извержения редки.

В то время как ученые продолжают совершенствовать свои модели, гелиофизические космические аппараты НАСА уже сейчас обеспечивают наблюдения, чтобы дать астронавтам всю полноту картины, понимание и прогнозирование опасностей. И, главное, разрешение на выполнение миссий. Если на Солнце нет активных пятен, ученые могут с уверенностью сказать, что солнечного шквала не будет.

Еще одна опасность. Излучение из соседних галактик

Второй вид космического излучения распространяется даже дальше, чем частицы солнечной энергии. Галактические космические лучи — частицы давно ушедших взорвавшихся звезд в другом месте Млечного пути — постоянно бомбардируют Солнечную систему со скоростью, близкой к световой. Если солнечные энергетические частицы — это внезапный ливень, то галактические космические лучи больше похожи на устойчивую морось. Но моросящий дождь тоже может доставлять неудобства.

Солнечная система находится в центре двух больших пурпурных пузырей, представляющих гелиосферу. Золотые полосы отражаются повсюду.

Это изображение показывает Солнечную систему и магнитный пузырь Солнца, гелиосферу который простирается далеко за его пределы. Яркие полосы представляют собой космические лучи. Во время солнечного максимума, когда гелиосфера усиливается, она блокирует больше космических лучей.

Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Лаборатория концептуальных изображений

Космические лучи имеют тенденцию быть более мощными, чем даже самые энергичные солнечные частицы. Тот же космический корабль, который защитит команду от частиц солнечной энергии, не сможет удерживать космические лучи на расстоянии, поэтому космические лучи представляют серьезную проблему, особенно для длительных миссий, таких как путешествие на Марс, которое займет от шести до 10 месяцев.

Хотя SEP сложно предсказать, галактические космические лучи приходят с постоянной скоростью. За одну секунду около 90 космических лучей попадают в космическую точку размером с мяч для гольфа. Между тем, во время ливня SEP могло быть еще 1 000 частиц, проникающих через это пространство размером с мяч для гольфа. Эта скорость помогает определить пределы излучения и продолжительность миссии. В этом состоит ведущая стратегия НАСА по ограничению воздействия космических лучей. НАСА отслеживает индивидуальные дозы астронавтов, чтобы гарантировать, что они не подвергаются излишнему излучению.

Космические лучи состоят из тяжелых элементов, таких как гелий, кислород или железо. Массивные частицы разбивают атомы, когда они сталкиваются с чем-то, будь то космонавт или толстые металлические стенки космического корабля. Удар вызывает поток дополнительных частиц — вторичное излучение, что еще больше усугубляет опасность космических лучей.

Воздействие космических лучей также связано с солнечным циклом. В относительном штиле солнечного минимума космические лучи легко проникают в магнитное поле Солнца. Но во время солнечного максимума магнитный пузырь Солнца усиливается с увеличением солнечной активности, отталкивая некоторых незваных гостей из галактик. Как ни странно, вредное излучение помогает нейтрализовать другое опасное излучение.

Источник