Проблемы космонавтики и их решение. Глобальная проблема мирного освоения космоса

До начала первых космических полетов все околоземное космическое пространство, а тем более "далекий" космос, вселенная, считались чем-то неведомым. И лишь позже стали признавать, что между Вселенной и Землей – этой мельчайшей ее частицей – существуют неразрывная взаимосвязь и единство. Земляне стали считать себя участниками всех процессов, происходящих в космическом пространстве. Тесное взаимодействие биосферы Земли с космической средой дает основание утверждать, что происходящие во Вселенной процессы оказывают

воздействие на нашу планету. Развивая космическую деятельность, необходимо произвести экологическую ориентацию космонавтики, так как отсутствие последней может привести к необратимым последствиям.

Следует заметить, что уже при зарождении основ теоретической космонавтики экологические аспекты играли важную роль, и, прежде всего в работах К.Э. Циолковского. По его мнению, сам выход человека в космос представляет собой освоение совершенно новой экологической "ниши", отличной от земной.

Ближний космос (или околоземное пространство) – газовая оболочка Земли, которая расположена выше приземной атмосферы, и поведение которой определяется прямым воздействием солнечного ультрафиолетового излучения, тогда как на состояние атмосферы влияет главным образом поверхность Земли.

До недавнего времени ученые полагали, что освоение ближнего космоса не оказывает почти никакого влияния на погоду, климат и другие жизненные условия на Земле. Поэтому не удивительно, что освоение космоса велось без оглядки на экологию. Ученых заставило задуматься появление озоновых дыр. Но, как показывают исследования, проблема сохранения озонового слоя составляет лишь малую часть гораздо более общей проблемы охраны и рационального использования околоземного космического пространства, и, прежде всего той его части, которую образует верхняя атмосфера и для которой озон является лишь одной из ее компонентов. По относительной силе воздействия на верхнюю атмосферу запуск космической ракеты подобен взрыву атомной бомбы в приземной атмосфере.

Космос – среда для человека новая, пока еще не обжитая. Но и здесь возникла извечная проблема засорения среды, на этот раз космической. Возникает также проблема загрязнения околоземного пространства обломками космических аппаратов. Причем различают наблюдаемый и ненаблюдаемый космический мусор, количество которого неизвестно. Космический мусор появляется в процессе работы орбитальных космических аппаратов, их последующей преднамеренной ликвидации. Он включает в себя также отработавшие космические аппараты, разгонные блоки, отделяемые элементы конструкций типа переходников пироболтов, крышек, обтекателей, последние ступени ракетоносителей и тому подобное.

По современным данным, в ближнем космосе находится 3000 тонн космического мусора, что составляет около 1 % от массы всей верхней атмосферы выше 200 километров. Растущее засорение космоса представляет серьезную опасность для космических станций и пилотируемых полетов. Уже сегодня создатели космической техники вынуждены учитывать неприятности, которые сами и создали. Космический мусор опасен не только для космонавтов и космической техники, но и для землян. Специалисты подсчитали, что из 150 достигших поверхности планеты обломков космических аппаратов один с большой вероятностью может серьезно ранить или даже убить человека. Таким образом, если человечеством в самое ближайшее время не будут приняты эффективные меры для борьбы с космическим мусором, то космическая эпоха в истории человечества может в ближайшее время бесславно закончиться.

Космическое пространство не находится под юрисдикцией какого-либо государства. Это в чистом виде международный объект охраны. Таким образом, одна из важных проблем, возникающих в процессе индустриального освоения космоса, состоит в определении специфических факторов допустимых границ антропогенного воздействия на окружающую среду и околоземное пространство. Нельзя не признать, что сегодня имеет место отрицательное воздействие космической техники на окружающую среду (разрушение озонового слоя, засорение атмосферы окислами металлов, углерода, азота, а ближнего космоса – частями отработанных космических летательных аппаратов). Поэтому очень важно вести изучение последствий ее влияния с точки зрения экологии.

Вывод

Загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов и нарушения экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами. И если человечество будет продолжать идти по нынешнему пути развития, то его гибель, как считают ведущие экологи мира, через два – три поколения неизбежна.

Земля подобна библиотеке. Она должна оставаться в том же состоянии и после того, как мы напитали свой разум, прочитав все ее книги и обогатившись идеями новых авторов. Жизнь – самая ценная книга. Мы должны относится к ней с любовью, но стараться не вырывать из нее ни одной

страницы, чтобы передать ее – с новыми замечаниями – в руки тех, кто сумеет расшифровать язык праотцов, надеясь оказать честь тому миру, который они оставят своим сыновьям и дочерям.

По ходу развития цивилизации перед человечеством неоднократно возникали сложные проблемы, порой и планетарного характера. Но всё же это была далёкая предыстория, своего рода «инкубационный период» современных глобальных проблем.

В полной мере они проявились уже во второй половине и в особенности в последней четверти XX века. Такие проблемы были вызваны к жизни комплексом причин, отчетливо проявившихся именно в этот период.

В самом деле, никогда прежде само человечество не возрастало количественно в 2,5 раза при жизни только одного поколения, наращивая тем самым силу «демографического пресса». Никогда до этого человечество не вступало в , не доходило до постиндустриальной стадии развития, не открывало дороги в космос. Никогда прежде для его жизнеобеспечения не требовалось такого количества природных ресурсов и возвращаемых им в окружающую среду «отходов». Всё это начиная с 60 - 70-х гг. XX в. привлекло к глобальным проблемам внимание ученых, политиков, широкой общественности.

Глобальные проблемы - это проблемы, которые: во-первых, касаются всего человечества, затрагивая интересы и судьбы всех стран, народов, социальных слоев; во-вторых, приводят к значительным экономическим и социальным потерям, в случае их обострения могут угрожать самому существованию человеческой цивилизации;
в-третьих, могут быть решены только при сотрудничестве в общепланетарном .

Приоритетными проблемами человечества являются:

проблема мира и разоружения;
экологическая;
демографическая;
энергетическая;
сырьевая;
продовольственная;
использование ресурсов Мирового океана;
мирное освоение космоса;
преодоление отсталости развивающихся стран.

Суть глобальных проблем и возможные пути их решения

Проблема мира и разоружения - проблема предотвращения третьей мировой войны остается важнейшей, самой приоритетной проблемой человечества. Во второй половине XX в. появилось ядерное оружие и возникла реальная угроза уничтожения целых стран и даже континентов, т.е. практически всей современной жизни.

Пути решения:

Установление жесткого контроля за ядерным и химическим оружием;
Сокращение обычных вооружений и торговли оружием;
Общее сокращение военных расходов и численности вооруженных сил.

Экологическая - деградация глобальной экологической системы, в результате нерационального и загрязнение её отходами человеческой деятельности.

Пути решения:

Оптимизация использования природных ресурсов в процессе общественного производства;
Охрана природы от негативных последствий человеческой деятельности;
Экологическая безопасность населения;
Создание особо охраняемых территорий.

Демографическая - продолжение демографического взрыва, быстрый рост численности населения Земли и как следствие перенаселение планеты.

Пути решения:

Проведение продуманной .

Топливно-сырьевая - проблема надежного обеспечения человечества топливом и энергией, в результате быстрого роста потребления природных минеральных ресурсов.

Пути решения:

Всё более широкое применение энергии и тепла (солнечной, ветровой, приливной и т. д.). Развитие ;

Продовольственная - по данным ФАО (организации по продовольствию и сельскому хозяйству) и ВОЗ (Всемирной организации по здравоохранению) в мире голодают и недоедают от 0,8 до 1,2 млрд. человек.

Пути решения:

Экстенсивный путь решения заключается в расширении пахотных земель, пастбищных и рыбопромысловых угодий.
Интенсивный путь - это увеличение производства продукции за счет механизации, автоматизации производства, за счет освоения новых технологий, выведения высокоурожайных, болезнеустойчивых сортов растений и пород животных.

Использование ресурсов Мирового океана - на всех этапах человеческой цивилизации был одним из важнейших источников поддержания жизни на Земле. В настоящее время океан это не просто единое природное пространство, но и природно-хозяйственная система.

Пути решения:

Создание мировой структуры морского хозяйства (выделение зон нефтедобычи, рыболовных и зон), совершенствование инфраструктуры портово-промышленных комплексов.
Охрана вод Мирового океана от загрязнения.
Запрещение военных испытаний и захоронения ядерных отходов.

Мирное освоение космоса . Космос - глобальная среда, общее достояние человечества. Испытание разного рода оружия может угрожать всей планете сразу. «Замусоривание» и «засорение» космического пространства.

Пути решения:

«Немилитаризация» космического пространства.
Международное сотрудничество в освоении космического пространства.

Преодоление отсталости развивающихся стран - большая часть населения мира живет в бедности и нищите, которые можно считать крайними формами проявления отсталости. Доход на душу населения в некоторых странах составляет менее 1 долл. в день.

Историческим фактом является первенство СССР в области освоения космического пространства. Именно с запуска советского спутника, осенью 57 года, принято вести отсчет начала так называемой Космической Эры. Гражданин Советского Союза – Ю.А. Гагарин, стал первым человеком, покинувшим пределы земной атмосферы. Кроме людей и механизмов, на орбите Земли побывали животные, первым из них стала Лайка – собака, помещенная в капсулу второго спутника, запущенного через месяц после первого.

Запуск первого спутника позволил людям произвести замеры плотности верхней части атмосферного купола, проверить как распространяется радиосигнал в безвоздушном пространстве, а также отработать способы выведения на орбиту плотных тел. После успешного запуска второго спутника, с живым организмом на борту, советские ученые смогли создать приемлемые условия для вывода на орбиту человека. Лайка была помещена в 60-сантиметровую сферу, весом чуть более 80 кг, оснащенную 3-метровой антенной.

После триумфа СССР, Америка – потенциальный противник, предприняла попытки запуска собственных надатмосферных аппаратов. Первый из них - «Авангард-1», взорвался едва оторвавшись от стартовой площадки. Через год, Штатам удалось совершить удачный запуск 14-килограммовой ракеты, со спутником, весившим менее 5 кг. «Эксплорер-1» оснащался температурными и радиационными датчиками, а также тактильными сенсорами, для замеров силы ударов микрометеоритов.

Вдохновленные успехом, США предприняли еще несколько попыток запуска «Авангарда» и только в марте 1958 года, спутнику удалось зафиксироваться на геостационарной орбите. Всего, американцы вывели на орбиту три искусственных спутника типа «Авангард», которые позволили более подробно изучить атмосферу и составить детальные карты Тихого Океана.

Следующие попытки американцев были направлены на доставку научной аппаратуры к поверхности луны. Три лунных зонда типа «Пионер» были потеряны с 1958 по 59 годы, из-за взрывов или схождения с орбиты. «Пионер-4», стартовавший с Земли весной 59 года, сумел приблизиться к небесному телу на 64 тысячи километров, тогда как ученые планировали сближение до 24 тысяч.

Руководство Советского Союза считало неприемлемым уступать американцам в чем-либо и уже осенью 1958 ученые создали и запустили лунную станцию «Луна-1» на ракетоносителе «Восток-Л». Удачно стартовав и преодолев расстояние от Земли до луны, станция зафиксировалась на гелиоцентрической орбите и начала трансляцию. Фактически, советским инженерам удалось построить первый в истории транспорт, достигающий второй космической скорости и пригодный для межпланетных перелетов.

Не сумев достигнуть главной цели – прилунения, Союз продолжил исследования в данном направлении. Теперь, когда был создан двигатель, способный не только преодолеть притяжение, но и доставить груз к другой планете, дело оставалось за малым – придумать способ посадки. Через год – осенью 1959 года с Байконура стартовала «Луна-2», потратившая всего двое суток на то, чтобы добраться до поверхности луны. Удачно взлетев, станция прилунилась и смогла в автоматическом режиме установить в грунт спутника вымпел с аббревиатурой СССР.

Проблема космического мусора

Все неудавшиеся и успешные попытки держав по запуску с Земли космических летательных аппаратов, отражаются на состоянии околоземной орбиты. Обломки неисправных спутников, ступени ракетоносителей и прочее оборудование, создают вокруг земли плотное кольцо разнородного мусора. Скопления металла и пластика, являются прямой угрозой жителям планеты и оборудованию, обеспечивающему коммуникационный функционал. Объекты космического мусора передвигаются по произвольной траектории, скорость их движения достигает порядка 27 тысяч км/час.

Накопление космического мусора близ планетарной орбиты началось еще в 50-х и сегодня сложно точно определить его объем, сформировавшийся почти за 70 лет активного освоения космоса. Изначально, проблема захламления орбиты рассматривалась с теоретической точки зрения, официально, мировое сообщество обратило внимание на данный аспект только в 1993 году. Способствовал этому доклад ООН о воздействии орбитального мусора на экосистемы планеты.

Актуальность проблемы космического мусора очевидна и носит международный характер. Не существует суверенных границ околоземного пространства, поэтому 5 тысяч тонн металлолома над головой, это проблема не конкретного государства, а всего человечества. Рост плотности мусорного кольца препятствует процессу дальнейшего изучения космоса, более 300 тысяч объектов различного размера (данные ООН), представляют серьезную опасность для людей и дорогостоящей аппаратуры. Существующие датчики не могут зафиксировать объект размером менее 1 см в диаметре, но угроза от столкновения с ним на космических скоростях реальная, а последствия могут обернуться трагедией.

Обнаруживаемые околоземные объекты каталогизируются:

В американский каталог 2013 года занесено более 16 тысяч орбитальных объектов техногенного типа. Большая часть мусора принадлежит самим американцам, России и Китаю.
Российские учетные документы содержат сведения об объектах, общее число которых превышает 15 тысяч шт.

Наличие плотных объектов на траектории полета ракеты или спутника, может стать причиной столкновения и мир уже успел увидеть к чему могут привести подобные аварии. В 2009 году из-за аппаратного сбоя столкнулись два спутника Iridium 33 и Космос 2251. Кроме полного уничтожения оборудования, общей стоимостью несколько млн долларов, на орбите планеты появилось еще около тысячи мелких обломков.

Согласно существующей статистике следующие страны лидируют в производстве космического мусора (данные 2014 года):

КНР – 22,8 %;
США – 28,9 %;
Россия –39,7 %;
Прочие страны - 7%.

При размерах фрагмента более 1 см невозможно эффективно защитить космическое оборудование от его воздействия. Также подобные объекты представляют прямую угрозу наземной технике, строениям и людям. В настоящее время созданы международные организации и фонды, занимающиеся проблематикой космического мусора. Основными направлениями их деятельности являются:

ведение каталогов, наблюдение за объемом и скоростью накопления космического мусора, а также его поведением и орбитой;
использование математических методов и компьютерного моделирования для разработки методов прогнозирования;
исследования и создание эффективных защитных систем для противодействия влиянию космического мусора на наземные объекты;
разработка и внедрение методик по очистке и препятствованию дальнейшего засорения околоземной орбиты.

Ученые уже близки к созданию технологий, позволяющих избежать образования мусора.

Мирное освоение космоса

Практика показала, что освоение космоса невозможно в противоборстве, только совместные усилия международного сообщества и создание рабочих программ, способно привести человечество к успеху. Для достижения целей необходимы совместные усилия в экономической, интеллектуальной, технологической и иных областях. Конец 20-го столетия показал, насколько эффективными могут быть совместные действия.

Уже в 70-е годы в Москве создан «Интерспутник» - организация международного формата, обеспечивающая связь посредством подключения к спутникам. В настоящее время, к услугам организации прибегают государственные и частные компании России и иных государств мира. По всему миру рассредоточены международные обсерватории обеспечивающие ученым возможность вести наблюдения за ближними и дальними объектами.

Мировая энергетика разработала ряд проектов, касающихся получения дешевой солнечной энергии, ученые планируют разместить на гелиоцентрической орбите крупные электростанции, получающие заряд вне зависимости от земного времени. Множество технологий и оборудования, используемых сегодня повсеместно, были разработаны для освоения космоса. В настоящее время ученые научились обнаруживать далекие планеты, фотографировать звезды и скопления, отдаленные от Земли на многие миллионы световых лет.

Под термином «мирное освоение космоса» в первую очередь следует понимать отказ от использования околоземного пространства для разворачивания военных объектов. Еще в 1963 году руководители более сотни стран был составлен и утвержден документ, запрещающий эксперименты с ядерным оружием в космосе, под водой и в атмосфере планеты. Подобные шаги наглядно показывают важность совместного движения по пути к освоению космоса. Уже сегодня можно говорить о начале освоения дальних рубежей космического пространства.

Одной из глобальных целей, преследуемых учеными, является получение навыков использования безвоздушного пространства и невесомости для производства уникальных материалов и сплавов. Космическая энергетика также является прогрессивным направлением, в которое инвестируют как развитые, так и развивающиеся государства. Мирный космос поможет человечеству получить новейшие технологии, развивать медицину и совершенствовать прочие отрасли, в том числе пищевую промышленность. Важно понять и принять тот факт, что космос не должен быть полем боя, его нужно использовать для развития и прогресса всего человечества.

Российское государство в качестве приоритетной задачи ставит развитие и расширение космической программы. Имея огромный технологический потенциал и богатейший опыт, отечественные ученые и корпорация Роскосмос стремятся к выполнению следующих задач:

сохранить позиции лидера;
обеспечить регулярное обновление информации о космосе, с целью создания защитных систем и развития науки;
сотрудничать с мировым сообществом в вопросах освоения космоса;
обеспечить технологическую оснастку и доступ на орбиту и за ее пределы отечественным летательным аппаратам;
осуществлять старты со своей территории.

Злободневность постановки этой проблемы достаточно очевидна. Полеты человека на околоземных орбитах помогли нам составить истинную картину поверхности Земли, многих планет, земной тверди и океанских просторов. Они дали новое представление о земном шаре как очаге жизни и понимание того, что человек и природа - неразрывное целое. Космонавтика предоставила реальную возможность для решения важных народнохозяйственных задач: совершенствование международных систем связи, долгосрочное прогнозирование погоды, развитие навигации морского и воздушного транспорта.
Вместе с тем у космонавтики остаются и большие потенциальные возможности. По мнению многих ученых, космонавтика в состоянии помочь при решении глобальной энергетической проблемы путем создания космических устройств, принимающих и перерабатывающих солнечную энергию, а также посредством выноса в космос слишком энергоемких производств. Космонавтика открывает немалые возможности для построения глобальной геофизической информационной системы, с помощью которой можно разработать модель Земли и общую теорию процессов, происходящих на ее поверхности, в атмосфере и околоземном пространстве. Существуют и многие другие заманчивые сферы применения достижений космонавтики.
Ряд авторитетных в области космонавтики ученых ратуют за немедленное «обживание» космоса. При этом в качестве аргумента они напоминают, что существованию нашей планеты угрожает множество астероидов и комет, снующих вокруг Земли.
Важной составляющей глобальной проблемы освоения космоса является наличие в околоземном пространстве обломков спутников и ракетносителей, угрожающих не только космическим полетам, но и в случае их падения на Землю, ее обитателям. До сих пор международное право, предусматривающее свободное использование всеми государствами космического пространства, никак не регулирует проблему засорения космоса.
В результате сегодня «низкие» орбиты (между 150 и 2000 км), на которых ведется наблюдение за Землей, и геостационарные (36 ООО км), используемые для телекоммуникации, напоминают своеобразную «космическую помойку». Виноваты в этом прежде всего Соединенные Штаты Америки, за которыми (в 1994 г.) числилось 2676 предметов, Россия (2359) и Западная Европа, правда в меньшей степени (500).
Один из способов очищения околоземных орбит заключается в переводе на «запасные пути» отработавших ракет и спутников. В техническом плане возможно и их возвращение на Землю, но на данном этапе подобные операции исключены в силу их высокой стоимости. Рано или поздно все находящиеся в космосе предметы сами возвращаются на Землю. В прошлые годы несколько обломков американских и российских кораблей падали на нашу планету, к счастью, обошлось без жертв. (Известны случаи предъявления пострадавшими странами финансовых счетов хозяевам обломков.) Наконец, идет разработка особо прочных щитов, способных предохранять новые космические корабли от разных неприятностей в случае их столкновения с летающими предметами.

Говоря об освоении Большого космоса и об осуществлении полетов на другие планеты, причем не только нашей Солнечной системы, но и за пределами ее, человек забывает о том, что он, по сути, неотъемлемая частичка Земли. И как поведет наш организм за пределами родной голубой планеты, и какие воообще возникнут проблемы в освоении космоса - еще неизвестно. (сайт)

Хотя можно даже догадаться - как. Не случайно российские космонавты в свое время шутили, что на орбите карандаш намного полезнее памяти, поскольку заметили, что последняя там начинает давать сбои в своей работе. И это еще на орбите Земли, а что говорить о полетах на другие планеты…

Проблемы освоения космоса человеком

В настоящее время НАСА проводит долгосрочный эксперимент, в котором участвуют астронавты - одноклеточные братья-близнецы . Первый провел на МКС целый год, а второй в это время спокойно жил на Земле. Обратите внимание, что сотрудники NASA, не смотря на возвращение Скотта с международной космической станции, не спешат с выводами, заявив, что окончательные результаты можно ожидать только в 2017 году.

Однако исследователи многих стран давно уже изучают эту проблему, поскольку от решения ее во многом будет зависеть развитие космонавтики на Земле. И наука до сих пор не может дать ответ даже на такой вопрос, как долго человек может находиться вдали от Земли, не говоря уже о многих других.

Во-первых, человек не может долго существовать без привычной для него , и пока эта проблема в освоении космоса не решена. Во-вторых, современные технологии не могут защитить астронавта от воздействия радиации и прочих космических излучений, которые буквально пронизывают все и вся. Космонавты на МКС, например, даже с закрытыми глазами «видят яркие вспышки», когда эти лучи воздействуют на их оптические нервы. А ведь такие излучения пронизывают весь организм человека, находящегося в космосе, могут влиять на иммунную систему и даже на ДНК. При этом любая защита астронавта автоматически сама становится источником вторичного излучения.

Влияние космоса на здоровье человека

Исследователи из Университета Колорадо недавно обследовали мышей, которые провели две недели на орбите (на борту шаттла «Атлантис»). Всего две недели! И за это короткое время в организме грызунов произошли неприятные перемены, все они вернулись на Землю с признаками поражения печени. До этого, замечает профессор Карен Йоншер, исследователи космоса даже не предполагали, что он так губителен для внутренних органов всего живущего на Земле, в том числе и для человека. Не случайно астронавты часто возвращаются с орбиты с симптомами, похожими на диабет. Конечно, на Земле их тут же подлечивают, однако что будет с человеком при длительном пребывании в космосе, да еще вдали от родной планеты? Будет ли полноценно решена проблема влияния космоса на человека?

Кстати, ученых постоянно интересует и такой вопрос - зачатие и размножение в космосе, коли уж в планах людей долгосрочные, а то и пожизненные полеты на другие планеты. Оказывается, в условиях невесомости икринки, например, делятся совсем по другому, то есть не на две, четыре, восемь и так далее, а на две, три, пять… Для человека это равносильно отсутствию зачатия или прерыванию беременности на самых ранних стадиях.

Правда, на днях китайские ученые выступили с «сенсационным заявлением», что им удалось добиться развития эмбриона млекопитающих в условиях микрогравитации. И хотя статья журналиста Cheng Yingqi звучит амбициозно - «Гигантский скачок в науке - эмбрионы растут в космосе», многие исследователи отнеслись к этой информации весьма скептически.

Неутешительные итоги, касающиеся освоения Большого космоса человеком

Итак, если подвести итоги, даже не дожидаясь результатов эксперимента НАСА с астронавтами-близнецами, можно сделать неутешительный вывод: человечество еще не готово к полетам в дальний космос, и еще неизвестно, когда это произойдет. Некоторые исследователи даже утверждают, что мы не готовы даже к полетам на Луну (отсюда можно сделать вывод, что американцы туда никогда не летали), не говоря уже о Марсе и прочих грандиозных космических замыслах.

Уфологи, в свою очередь, настаивают на не менее авторитетном мнении других ученых о том, что преодоление космического пространства, как это собираемся делать мы сейчас, - тупиковый путь. По их твердому убеждению, развитые путешествуют во Вселенной совсем иначе, например, используя кротовые норы - временно-пространственные дыры, позволяющие мгновенно перемещаться в любую точку Божественного мироздания. Возможно, есть и более совершенные способы, не доступные нашему пониманию. Земные космические ракеты пока претендуют лишь на освоение околоземной орбиты, причем исключительно по всем показателям, начиная от черепашьей (по меркам Большого космоса) скорости перемещения и кончая полной незащищенностью астронавтов в этих примитивных аппаратах…