Павлюхина Дарья

Проблема космического мусора является так и не решенной во всем мире.

А что же делать?

Скачать:

Предварительный просмотр:

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

МОУ « СОШ №24»

Космический мусор: проблемы и пути решения.

Ученица 8 «А» класса

Павлюхина Дарья

Руководитель работы:

учитель биологии

Стаселько Е.О.

Братск, 2011г.

I. Введение...................................................................................................................

II. Освоение космоса: перспективы и проблемы.......................................................

1.Характеристика космического мусора.....................................................................

2. Космический мусор на Орбите...............................................................................

3. Проблемы космического мусора..............................................................................

4. Воздействие запусков космических ракет околоземную среду..........................

5. Пути решения.............................................................................................................

III .Заключение...............................................................................................................

IV.Список литературы..................................................................................................

Введение

Человечеству всегда было присуще стремление дать объяснение различным отклонениям погоды от «нормы», а попросту говоря, от неких средних погодных условий, наблюдаемых на протяжении весьма ограниченного в историческом масштабе отрезка времени.

Естественно, что для подобных объяснений привлекались и привлекаются некоторые новые виды человеческой деятельности, масштабно и зримо входящие в нашу жизнь. Уместно вспомнить, что в прошлом весьма нелестные высказывания в связи с возможным влиянием на погоду раздавались, например, в адрес радио. Во всяком случае, известно, что в 1928 г. английское акционерное общество «Радиопередача» было вынуждено обратиться в Английское метеорологическое общество с просьбой «…опровергнуть уверенность среди широких кругов населения, что радио вызывает ухудшение погоды, и снять с радиопередач тяжкое обвинение о причастности к дурной погоде нынешнего лета».

В наши дни в толпе людей, спешаших по своим делам под очередным дождем, нет-нет да и можно услышать сказанное, скорее, в шутку, чем всерьез:”Опять спутник, наверное, запустили – погоду испортили”. В этой связи сразу же следует сказать, что искусственные спутники Земли никакого влияния на погоду не оказывают. И если уж обсуждать космические полеты в связи с погодой, то прежде всего следует говорить о той ценнейшей метеорологической информации, которую получают с помощью спутников и при работе космонавтов на борту орбитальных станций. Для нас стали привычными космические снимки облачного покрова, показываемые по Центральному телевидению в связи с очередным прогнозом погоды. Не вызывает удивления прямое обращение из телевизионной студии к космонавтам, работающим на борту орбитальной станции, с вопросом о вероятности солнечной погоды в ближайшие выходные дни.

Надо сказать, что антропогенные воздействия, связанные с влиянием деятельности человека на погоду, климат и в более широкой постановке на окружающую природную среду, в ряде случаев становятся сейчас сопоставимыми с планетарными масштабами естественных природных процессов.Идет постепенное загрязнение Мирового океана, нарушается естественный влагооборот, происходят, хотя пока и незначительные, изменения в составе атмосферы и т. п. .

Все это дает основание говорить о том, что космическое пространство постепенно станет своеобразной: частью среды обитания и деятельности человека, произойдет расширение содержания понятия «окружающая природная среда» с включением в это понятие околоземного космического пространства. Таким образом, уже сейчас идет процесс экологизации космоса, под которым понимается «расширение сферы обитания человека, его взаимодействия с природой до космических масштабов, выход сферы взаимодействия общества и природы за пределы планеты, процесс освоения, «социализации» Вселенной».

С другой стороны, сама космическая техника способна также вызывать определенные возмущения в окружающей космической среде. Это происходит за счет поступления продуктов сгорания ракетного топлива в атмосферу при запусках космических аппаратов, за счет выбросов различных газообразных, жидких и твердых веществ с космических аппаратов при их функционировании на орбитах и при перемещении в космическом пространстве и т. д. Однако имеющиеся данные показывают, что в настоящее время суммарное воздействие на атмосферу, связанное с космической деятельностью человека, значительно меньше влияния, обусловленного его хозяйственной деятельностью на Земле.

С целью изучения проблемы антропогенных воздействий на околоземное космическое пространство, связанных с деятельностью человека как на Земле, так и в космосе, в 1976 г. по решению КОСПАР (Комитет по космическим исследованиям при Международном совете научных союзов) была создана комиссия по рассмотрению подобных возможных вредных воздействий на космическую среду. На конференции КОСПАР в 1979 г. этой комиссией были сообщены основные направления проводимых исследований, а в 1982 г. опубликованы некоторые предварительные результаты исследований по проблеме антропогенных воздействий на околоземное космическое пространство.

Меня очень заинтересовал этот вопрос и я хочу на него найти ответ.

Цель работы: изучить проблемы засорения космического пространства.

Задачи работы:

• познакомиться с литературой по данной теме;
• проанализировать литературные источники;
• выявить главную проблему засорения космического пространства;
• найти пути решения проблем засорения космического пространства

Освоение космоса: перспективы и проблемы

На заре космической эры, в 60-х годах, состоялось несколько научных симпозиумов, участники которых пытались определить перспективы развития космонавтики. Специалисты разных областей, расходясь в деталях воззрений на конкретные пути развития исследований и освоения космического пространства, были единодушны в том, что в условиях мирного развития цивилизации освоение космоса открывает принципиально новые возможности для повышения научно-технического потенциала человечества. В 70-х годах были выдвинуты некоторые принципиально новые идеи и получены новые экспериментальные данные, определившие пути дальнейшего освоения космического пространства.

Основной тенденцией в освоении околоземного космического пространства, отчетливо проявившейся в 70-е годы, стало решение широкого круга прикладных задач с помощью самой разнообразной космической техники.

В связи с созданием модульных долговременных орбитальных станций нового поколения и необходимостью сооружения других крупногабаритных космических конструкций (например, многоцелевых космических платформ, орбитальных радиоастрономических комплексов и т. д.) все большую актуальность приобретает проведение в космосе строительно-монтажных работ.

Перспективным представляется использование (например, в космическом строительстве) материалов внеземного происхождения. На определенном этапе это может оказаться экономически более выгодным по сравнению с доставкой материалов с Земли. В качестве сырья для производства космических строительных материалов рассматриваются минеральные ресурсы Луны и некоторых астероидов. В этой связи уже ведется реальная проработка различных проектов лунных поселений, на базе которых в перспективе могут быть созданы горнодобывающие комплексы и перерабатывающие предприятия.

Для энергообеспечения лунных поселений предполагается использовать ядерный реактор, планируется создание замкнутых систем жизнеобеспечения, прозрачных куполов для выращивания сельскохозяйственных культур и т. д. Безусловно, промышленное освоение Луны сопряжено с необходимостью решения многих сложнейших технических задач и будет осуществляться поэтапно в течение десятков лет.

Надо сказать, что прогнозирование путей развития космонавтики в условиях ее стремительного прогресса, постоянного появления новой научно-технической информации, новых идей, проектов и разработок, конечно, является чрезвычайно сложным делом. На наших глазах в течение нескольких последних лет многие крупные космические проекты подвергались кардинальной переоценке.

Но вне зависимости от конкретных путей дальнейшего развития космонавтики расширение масштабов хозяйственной деятельности человека в космосе в будущем может потребовать решения проблем экологии околоземного космического пространства, являющихся до известной степени характерными и земной экологии: проблемы воздействий космических транспортных средств на околоземное космическое пространство и проблемы его загрязнения выбросами газообразных, жидких и твердых отходов из космических производственных комплексов.

Конечно, обострения этих проблем можно ожидать, по-видимому, лишь в следующем столетии, однако очень важно уже сейчас глубоко и тщательно изучать все виды антропогенных воздействий на космическую среду, анализировать экологические перспективы деятельности в космосе, поскольку пренебрежение требованиями экологии и охраны окружающей среды может в конечном счете свести на нет плоды технического прогресса.

Говоря о проблемах, связанных с загрязнением космического пространства, нельзя не упомянуть о выдвигаемых проектах отправки в космос высокотоксичных и радиоактивных отходов наземных промышленных предприятий. Хотя, казалось бы, удаление таких отходов в космос более благоприятно для биосферы Земли, нежели их захоронение в шахтах или в глубинах океана (при условии, конечно, гарантии абсолютной безопасности и надежности самой операции отправки отходов с Земли), однако такие проекты требуют тщательного экологического обследования.

Околоземное пространство в целом представляет собой весьма динамичную и нестабильную систему, которая под влиянием внешних воздействии может переходить в неустойчивое состояние.

Характеристика космического мусора

Что же такое космический мусор?

Космический мусор- это вышедшие из строя, однако оставшиеся на орбите спутники, верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, сброшенные топливные баки, фрагменты разрушенных космических объектов, а также пружины, болты, гайки, заглушки и тому подобная мелочь. Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли - при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Проблема космического мусора

С космосом у нас привычно ассоциируется понятие «безбрежный», однако в известном смысле теснота в космосе уже действительно начинает ощущаться, и здесь вновь невольно напрашивается аналогия с земными экологическими проблемами. Подобно тому как при малом количестве автомобилей несколько десятков лет назад не стоял остро вопрос о загрязнении воздуха их. выхлопными газами и очень незначительной была опасность столкновений автомобилей друг с другом, так и относительно малое до настоящего времени число запусков космических аппаратов не вызывает пока серьезных опасений по поводу космических «дорожно-транспортных происшествий».

Однако в будущем - при строительстве и эксплуатации околоземных производственных комплексов, при промышленном освоении Луны - ситуация может сильно измениться. Потребуется организация широкомасштабных грузовых перевозок на трассе «Земля-космос», на орбитах появятся крупногабаритные объекты, заметно возрастет число искусственных объектов в околоземном космическом пространстве. Поэтому и основы рационального решения будущих космических транспортных проблем, включая их экологический аспект, должны закладываться уже сейчас.

Современные мощные ракеты-носители при выведении на орбиту полезной нагрузки массой в несколько десятков тонн расходуют топлива в 20--30 раз больше массы полезного груза. Например, стартовая масса американской ракеты «Сатурн-5» составляла 2900 т, тогда как ее полезный груз - около 100 т. В результате при каждом пуске мощной ракеты выбрасывались в атмосферу сотни тонн продуктов горения.

За счет сжигания топлива разных видов на Земле в атмосферу сейчас ежегодно поступает более 20 млрд. т углекислого газа и свыше 700 млн. т других газообразных соединений и твердых частиц, в том числе около 150 млн. т сернистого газа. Последний, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, что может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир.

Ясно, что в глобальном масштабе выбросы в атмосферу, создаваемые при запуске в течение года даже большего количества мощных ракет, ничтожно малы по сравнению с промышленными выбросами.

Специально изучался и вопрос о возможном загрязнении атмосферы продуктами сгорания спутников, прекращающих свое существование в плотных слоях атмосферы. Правда, расчеты показывают, что даже при планируемом в ближайшие десятилетия расширении космической деятельности сгорание спутников и других космических аппаратов в плотных слоях атмосферы не должно привести к ее сильному загрязнению. Например, ожидаемое увеличение содержания окиси азота в верхней атмосфере составляет не более 0,05%. Не предвидится также существенного накопления в атмосфере различных токсичных соединений за счет такого сгорания.

Можно, конечно, предполагать возможность локального загрязнения атмосферы (и даже земной поверхности, если продукты сгорания достигнут ее), хотя подобные эффекты не наблюдались. Тем не менее одним из требований, предъявляемых к материалам космических аппаратов, является выделение минимального количества токсичных веществ при сгорании в атмосфере.

Воздействие запусков космических ракет околоземную среду

Уже в 60-х годах исследователи, проводившие наблюдения ионосферы во время запусков мощных ракет-носителей, обратили внимание на необычные явления в ионосфере: после запуска ионосфера, казалось бы, исчезает вблизи следа ракеты, но через час-другой картина нормальной ионосферы восстанавливалась. Было высказано предположение, что газы, выбрасываемые в ионосферу при полете ракеты, «выталкивают» разреженную ионосферную плазму. В результате в ионосфере образуется область с пониженной плотностью плазмы -- «дыра», которая после расплывания облака газа снова затягивается.

Толчком к дальнейшему исследованию явлений в ионосфере, сопровождающих запуски ракетносителей, стало обнаружение так называемого «Скайлэб-эффекта», который был выявлен при запуске в мае 1973 г. мощной ракеты-носителя «Сатурн-5», выводившей в космос станцию «Скайлэб». Двигатели ракеты-носителя работали до высот 300--400 км, т. е. в F-области ионосферы, где располагается максимум ионизации ионосферы. Сопоставление же данных по концентрации электронов в ионосфере при запуске станции «Скайлэб» и за сутки до того показало, что эта концентрация после запуска ракеты-носителя уменьшилась на 50%, причем площадь возмущения в ионосфере по данным наблюдений радиомаяков достигла приблизительно 1 млн. кв. км.

Данные по ионосферным возмущениям при запусках мощных ракет-носителей подтвердили необходимость тщательного и всестороннего исследования воздействий существующих и перспективных транспортных космических систем на околоземную среду. К настоящему времени проведен также ряд экспериментальных исследований и модельных оценок влияния, которое оказывают выбросы двигательных установок этих систем на химический состав атмосферы.

Так, частицы аэрозоля, выброшенные двигателями ракет-носителей, могут существовать в стратосфере до года и более, что может сказаться на тепловом балансе атмосферы. Кроме того, такие продукты сгорания, как соединения хлора, азота и водорода, являются катализаторами реакций с участием молекул озона и их роль в фотохимическом цикле озона велика, несмотря на их относительно малые концентрации в стратосфере.

Ионосферу «загрязняют» не только запуски ракет-носителей. При полетах больших космических аппаратов, например орбитальных станций, в результате микротечений и газоотделения материалов, а также работы различных бортовых систем образуется уже упоминавшаяся собственная атмосфера космических аппаратов, параметры которой могут существенно отличаться от характеристик окружающей среды. По измерениям параметров среды возле станции «Скайлэб» и МТКК было зарегистрировано увеличение давления возле этих космических аппаратов на 3-4 порядка по сравнению с давлением в окружающей атмосфере. Были отмечены также заметные изменения в нейтральном и ионном составе, обусловленные газовыделением материалов станции, в электромагнитных излучениях, потоках заряженных частиц.

Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.

Вклад в создание космического мусора по странам:

Китай - 40 %; США - 27,5 %; Россия - 25,5 %; остальные страны - 7 %.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Так существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора», при экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой»

Российская космонавтика все больше приобретает международное значение. Более половины космических аппаратов в мире выводятся на орбиту российскими ракетами. Космонавтика сегодня - явление социальное. Не случайно и внимание российского руководства - к космической отрасли.

Не так давно на орбите произошло событие, которое заставило экипаж Международной космической станции оставить работы на станции и укрыться в спускаемом аппарате "Союза". Опасность сближения с космическим мусором миновала, и экипажу не пришлось покидать станцию и возвращаться на Землю. Но эта ситуация вновь обострила внимание к проблеме космического мусора.

Проблема с мусором в космосе стоит достаточно остро. Летчик-космонавт, Герой России Федор Юрчихин в студии телеканала "Вести" задал вопросы по этой актуальной теме космической области Игорю Евгеньевичу Молотову, старшему научному сотруднику Института прикладной математики имени Келдыша - головной организации РАН по проблемам космического мусора.

Ситуация на МКС - несвоевременный прогноз об опасном сближении. Почему?

Потому что на этот раз опасное сближение было с объектом, который приближался по высокоэллиптической орбите. Это орбита, которую сложно наблюдать с одной стороны, поэтому она не очень хорошо контролируется.

Пути решения космического мусора.

Чтобы решить эту проблему надо:

• формирование технологий и конструкций, приводящих к минимизации отходов;
• разработка конструкций космического оборудования, включая служебные системы и научную аппаратуру, приспособленных для использования в космосе после истечения своего ресурса;
• выбор наиболее эффективных направлений применения в космическом полете отходов, образующихся в результате функционирования оборудования и жизнедеятельности экипажа;
• необходимо заранее продумать меры по, ликвидации космического мусора;
• важно сократить число выводимых в космос аппаратов и использования многоцелевых спутников;
• после выработки ресурса уводить их в плотные слои атмосферы, где они сгорят, или на менее «заселенные» орбиты;
• формирование интерьера жилых отсеков, формирование дополнительных средств радиационной защиты, формирование оборудования, используемого на других небесных телах.

Заключение:

Сперва – леса, озёра и реки, потом – атмосфера, моря и океаны... Человечество не слишком бережно относится к родной планете, иначе проблема загрязнения окружающей среды не стояла бы сегодня так остро. Но если наша Земля имеет всё же ограниченные размеры, то уж Вселенная-то бесконечна, и её, казалось бы, мусором не завалишь. Как бы не так! Законы гравитации заставляют большую часть космического мусора накапливаться в околоземном пространстве. Между тем, хотя с начала освоения космоса прошло менее полувека, что по меркам Вселенной – исчезающе малый промежуток времени, – человечество за столь короткий срок не только успело произвести более 4-х тысяч запусков ракет-носителей, но и умудрилось изрядно засорить космическое пространство. Если мы не будем заботиться об окружающей среде, то могут погибнуть всё нас окружающее и люди. Космос тоже требует заботы.

Список литературы:

1.http://ru.wikipedia.org

2.http://forumru.

3.http://www.rian.ru

4.http://news.mail.ru

5.http://www.ufolove.ru

6.http://www.ntpo.com

7.http://www.3dnews.ru

8.http://www.vesti.ru

9.http://www.kommtrans.ru

10.http://www.dw-world.de

11.http://mai607.ru

12.http://readings.gmik.ru

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Космический мусор: проблемы и пути решения.

Цель работы: Изучить проблемы засорения космического пространства.

Задачи работы: Познакомиться с литературой по данной теме. Проанализировать литературные источники. Выявить главную проблему засорения космического пространства. Найти пути решения проблем.

Космический мусор?

Космический мусор на Орбите. Вклад в создание космического мусора по странам: Китай - 40 %; США - 27,5 %; Россия - 25,5 %; остальные страны - 7 %.

Проблемы Космического мусора. "Французский спутник-шпион стал жертвой "звездного мусора", скопившегося в окрестностях нашей планеты," –это первая космическая авария! Космический мусор снижает точность прогнозов погоды. В конце марта прекратил свою работу новый спутник связи «Экспресс-АМ11», в связи с чем в восточных регионах России прервалась телевизионная трансляция и начались серьезные перебои в работе интернета. Свалка на небе – неприятности на Земле

Пути решения космического мусора. Необходимо заранее продумать меры по, ликвидации космического мусора. Важно сократить число выводимых в космос аппаратов и использования многоцелевых спутников. После выработки ресурса уводить их в плотные слои атмосферы, где они сгорят, или на менее «заселенные» орбиты.

Вывод: Если мы не будем заботиться об окружающей среде, то могут погибнуть всё нас окружающее и люди. Космос тоже требует заботы.

Список литературы: http:// ru.wikipedia.org http://forumru. http://www.rian.ru http://news.mail.ru http://www.ufolove.ru http://www.ntpo.com http://www.3dnews.ru http://www.vesti.ru http://www.kommtrans.ru http://www.dw-world.de http://mai607.ru http://readings.gmik.ru

Реферат по географии выполнил: ученик 11 Б класса Алямкин Алексей

Естественно-Технический Лицей

Саранск-2000

Воздействие ракетно-космической техники и воздушных судов гражданской авиации.

При эксплуатации ракетно-космической техники оказывается воздействие на атмосферу, включая стратосферный озон, а также на подстилающую поверхность и экосистемы.

Районы падения отделяющихся частей ракет-носителей. Основными факторами негативного воздействия ракетно-космической деятельности на окружающую природную среду в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей являются:

– загрязнение отдельных участков почвы, поверхностных и грунтовых вод компонентами ракетных топлив;

– засорение территорий районов падения элементами отделяющихся конструкций ракет-носителей;

– возможность взрывов и возникновения локальных очагов пожаров при падении ступеней средств выведения;

– механические повреждения почвы и растительности, в том числе при последующей эвакуации отделяющихся частей ракет-носителей.

Анализ материалов комплексной оценки влияния пусков ракетно-космической техники на экологическое состояние районов падения и прилегающих территорий позволяет сделать следующие основные выводы:

– интенсивный атмосферный перенос загрязнений с места падения происходит в течение нескольких часов после приземления ступеней и не достигает в опасных концентрациях границ районов падения;

– анализ статистических данных заболеваемости населения административных районов, на территории которых расположены районы падения, в частности, на территории Архангельской области и Саяно-Алтайского региона, где были проведены специальные обследования, не выявил увеличения случаев заболеваемости по сравнению с другими районами соответствующих регионов.

В 1998 г. осуществлено 24 запуска ракет-носителей (РН), в том числе РН "Протон" – 7, "Союз" – 8, "Молния" – 3, "Космос" – 2, "Циклон" – 1, "Зенит" – 3 (с космодромов "Байконур" и "Плесецк" – соответственно 17 и 7). Кроме того, проведен экспериментальный запуск космического аппарата с подводной лодки из акватории Северного Ледовитого океана с использованием баллистической ракеты.

Пуск РН "Зенит", проведенный с космодрома "Байконур" 10 сентября 1998 г. по заказу КБ "Южное" (Украина) в рамках проекта "Глобалстар", закончился аварийным выключением двигателя второй ступени, последующим взрывом и падением остатков РН в район падения, расположенный на территории республик Алтай, Хакасия и Тыва.

Воздействие ракетно-космической техники на атмосферу.

Степень воздействия запусков ракет-носителей (РН) на приземную атмосферу и озоновый слой характеризуется следующими основными показателями:

– уменьшение стратосферного озона при пусках носителей на жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) составляет в зависимости от класса носителя 0,00002–0,003% по отношению к общему уровню его разрушения;

– доля оксидов азота, выбрасываемых при пусках ракет-носителей, весьма мала и составляет менее 0,01% аналогичных выбросов, производимых объектами промышленности, теплоэнергетики и транспорта;

– выбросы в атмосферу углекислого газа составляют не более 0,00004% выбросов этого вещества другими антропогенными источниками.

Таким образом, воздействие продуктов сгорания ракетного топлива на нижние и средние слои атмосферы существенно ниже по сравнению с другими техногенными источниками загрязнения.

Вместе с тем предприятия ракетно-космической промышленности продолжают работы, направленные на снижение негативного влияния пусков ракетной техники на приземную атмосферу.

Исследования показывают, что запуски ракет-носителей оказывают определенное воздействие на верхнюю атмосферу. При этом могут изменяться ее химический состав и проявляться динамические, тепловые, электромагнитные эффекты воздействия. Данные зондирования показывают, что после запуска ракеты-носителя в течение примерно 1 ч происходит частичная перестройка структуры ионосферы на расстояниях до 2 тыс. км, которая проявляется в возникновении волновых возмущений ионосферы различного масштаба.

В целом минимизация влияния пусков ракет-носителей на атмосферу может достигаться их рациональным планированием.

Воздействие воздушных судов на верхние слои атмосферы. Полеты дозвуковых и будущих сверхзвуковых самолетов, как показывают исследования, обобщенные Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), могут оказывать существенное влияние на верхние слои атмосферы в результате выбросов продуктов сгорания топлива. Так, вклад воздушных судов гражданской авиации в выбросы оксидов азота на больших высотах оценивается в 55% при том, что на малых высотах он составляет 2–4%, а по диоксиду углерода и потреблению топлива доля гражданской авиации в общем объеме выбросов и потребления иско- паемого топлива оценивается величиной примерно в 3%.

Результаты моделирования воздействия авиации на окружающую среду показывают, что выбросы оксидов азота всеми имеющимися в мире дозвуковыми воздушными судами, выполняющими полеты в верхних слоях тропосферы (на высотах 10–13 км), могут привести к увеличению концентрации озона на 4–6%, а в средних и высоких широтах Северного полушария, в том числе в воздушных коридорах, открытых для мировой гражданской авиации над территорией России, увеличение концентрации озона может достичь 9%. Озон, присутствующий в повышенных концентрациях в верхних слоях тропосферы, как и диоксид углерода, усиливает "парниковый эффект" и может содействовать глобальному изменению климата.

Напротив, выбросы оксидов азота сверхзвуковыми самолетами в стратосфере (на высотах около 20 км) могут приводить к истощению озонового слоя (появление озоновых дыр), который защищает поверхность Земли, население, растительный и животный мир от жесткого ультрафиолетового излучения. При этом чувствительность стратосферы к воздействию авиации неизмеримо выше, чем тропосферы.

В связи с усиливающейся обеспокоенностью влияния авиации на глобальные атмосферные процессы ИКАО приступила к разработке новых стандартов по ограничению выбросов оксидов азота сверхзвуковыми самолетами, обеспечивающих минимальное и допустимое воздействие на атмосферу.

Относительно дозвуковых самолетов в 1998 г. произошло очередное, третье по счету, ужесточение международного стандарта по выбросам оксидов азота.

Серьезный удар по озоновой панике нанесла группа исследователей из Университета Джонса Гопкинса, показав, что нет убедительных доказательств ожидаемого вредного действия истончения озонового слоя. Мировая наука установила, что в результате высокого ультра- фиолетового облучения резко падает урожайность растений, а у некоторых людей возникают болезни: увеличивается заболеваемость катарактой и раком кожи, но, с другой стороны, получены новые подтверждения того, что ультрафиолетовое облучение укрепляет кости, предотвращая их разрушение и препятствуя возникновению рахита. Не обнаружено причинно-следственной связи между снижением уровня озона в нижних слоях атмосферы и ростом заболеваемости астмой.

Новая напасть - радиоактивные отходы в космосе.

Специалисты, отвечающие за безопасность космических полетов, сравнивают околоземное пространство со свалкой мусора и металла - тысячи крупных предметов и миллионы мельчайших частичек радиоактивной пыли движутся по орбитам. Что касается взвешенных частиц, то нет еще достоверных данных, определяющих их вред в концентрациях, реально существующих в городах США. Кей Джонс, технический советник при Агентстве по защите внешней среды (ЕРА), заявила, что дебаты об озоне и взвешенных частицах "не имеют никакого отношения к здоровью населения. Это дискуссия об усилении контроля и введении дополнительных ограничений".

Энергетическая проблема.

В обществе по-прежнему довлеет нерациональная модель производства и потребления энергии. В ряду технологий недалекого будущего предлагается использовать предназначенный для уничтожения оружейный уран в мирных целях в космосе для создания энергетической сети, поставляющей с орбиты на планету экологически чистую энергию - отраженный свет. Об использование экологически чистой энергии из космоса еще в 1991 году говорил Римский Клуб - знаменитое собрание политиков и интеллектуалов, занимающихся решением глобальных проблем человечества. Для создания гигантских отражателей, наобходимы миллионы тонн материалов, доставка которых с Земли невозможна по экологическим и экономическим причинам. Ядерный потенциал, доставляемый в космос ракетами, может обеспечить получение необходимого количества внеземных материалов,в частности -астероидного железа. Ядерные двигатели могут доставить на орбиту небольшой астероид из группы сближающихся с Землей, с помощью которых, как предполагают специалисты НПО "Энергомаш", ИЦ им М.В.Келдыша и др.можно будет создать космическую энергоиндустриальную сеть - орбитальные платформы с отражателями солнечного света. Доставка следующих астероидов и расширение этой сети обеспечат в частности освещение городов, интенсификацию роста лесов и пр. Конечно, оружейный уран можно сжечь в АЭС, но проблему радиоактивных отходов этим не решить. К тому же переработка оружейного урана экономически очень невыгодна. Запасенная в ядерных зарядах энергия способна произвести переворот в методах и сроках освоения космоса, - считают специалисты, работающие над проектом.

Спутниковые солнечные электростанции.

Одной из глобальных задач для космического транспорта будущего может оказаться программа развертывания на околоземной орбите спутниковых солнечных электростанций.

Цель - решить энергетическую проблему Земли. При производстве на Земле энергии за счет сжигания топлива возникает опасность воздействий на климат планеты («парниковый эффект»).

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.

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.

Наша Родина первой в истории человечества открыла дорогу в космос. Космическая эра планеты началась с запуска первого искусственного спутника Земли, запущенного СССР $4$ октября $1957$ г. и первого космонавта мира – Ю.А. Гагарина . Спутник страны Советов измерил плотность верхней атмосферы , получил данные о распространении радиосигналов в ионосфере, позволил отработать вопросы выведения на орбиту и др. Представлял он собой алюминиевую сферу, диаметр которой был всего $58$ см. Масса спутника с четырьмя штыревыми антеннами составляла $83,6$ кг. Длина антенн была $2,4$-$2,9$ м. Внутри спутника находилась аппаратура и источники электропитания.

Второй советский спутник вышел на орбиту $3 $ноября. Это был не просто спутник, в его отдельной герметичной кабине находился пассажир – собака Лайка и телеметрическая система, регистрирующая поведение собаки в невесомости.

В ответ на запуск советских спутников $6$ декабря $1957$ г. США предприняли попытку запустить свой спутник «Авангард-1 ». На околоземную орбиту спутник должна была доставить ракета-носитель, разработанная исследовательской лабораторией ВМФ. Поднявшись над пусковым столом, через секунду ракета упала, взорвавшись от удара. Эксперимент неудачно завершился.

В следующем $1958$ г. американцы вывели на орбиту спутник «Эксплорер-1 ». Имея длину менее $1$ метра, диаметр $15,2$ см, а массу $4,8$ кг, спутник совсем не являлся кандидатом в рекордсмены. Вместе с ракетой-носителем, выводившей его на орбиту, масса увеличивалась до $14$ кг. Спутник был оснащен датчиками для определения наружной и внутренней температур, датчиками эрозии и ударов для определения потоков микрометеоритов, а также счетчиком Гейгера-Мюллера, позволявшим регистрировать проникающие космические лучи.

Вторая попытка вывести на орбиту «Авангард-1 » в феврале $1958$ г. как и первая – закончилась неудачей, и только $17 $марта спутник был выведен на орбиту. Чтобы вывести на орбиту «Авангард-1» американцы предприняли $11$ попыток с декабря $1957$ по сентябрь $1959$ гг. Успешными оказались только три попытки. Благодаря спутникам космическая наука получила новые данные о плотности верхних слоёв атмосферы, получено точное картирование островов в Тихом океане.

США в августе $1958$ г. с мыса Канаверал попробовали запустить в окрестности Луны зонд с научной аппаратурой, но, ракета-носитель, пролетев $77$ км, взорвалась.

Вторая попытка запуска лунного зонда «Пионер-1 »в октябре $1958$ г. тоже не удалась. Неудачными были и последующие запуски.

Только «Пионер-4 », запущенный в марте $1959$ г., сумел частично выполнить поставленную задачу – пролетел мимо Луны на расстоянии $ 60$ тыс. км вместо запланированных $ 24$ тыс.

Получается, что приоритет в запуске первого зонда тоже принадлежал СССР. Американцы стремились обогнать СССР в освоении космоса и после неудачи с запуском искусственного спутника Земли взоры перевели на Луну. Постановление советского Правительства о пусках станций к Луне вышло в сентябре $1958$ г.

Первый пуск ракеты-носителя «Восток-Л » был осуществлен в январе $1959$ г. Ракета вывела на траекторию полета к Луне автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Луна-1 ». Пройдя на расстоянии $6$ тыс. км от лунной поверхности «Луна-1» вышла на гелиоцентрическую орбиту и стала первым в мире космическим аппаратом, который достиг второй космической скорости, преодолев земное притяжение, и, став искусственным спутником Солнца. Главная цель, которая заключалась в перелете с одного небесного тела на другое, не была достигнута, но, тем не менее, это был огромный прорыв в освоении космического пространства. Наука получила практическую информацию в области космических полетов к другим небесным телам. Всё это было учтено.

И вот с космодрома Байконур $12$ сентября $1959$ г. был произведен запуск автоматической межпланетной станции «Луна-2 », которая уже $14 $сентября достигла поверхности Луны, совершив первый в истории полет с одного небесного тела на другое. На лунную поверхность был доставлен вымпел, на котором было начертано «СССР ».

Проблема космического мусора

Определение 1

Все неисправные искусственные объекты и их части, являющиеся опасным фактором воздействия на космические аппараты, включая пилотируемые, называются космическим мусором

Космический мусор представляет для Земли непосредственную и прямую опасность в виде выпадения обломков на населенные пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и др.

Вокруг нашей планеты с огромной скоростью, иногда $27$ тыс. км/час, по своей собственной траектории вращаются неработающие спутники, космические аппараты и их обломки, отработанные ступени ракет, различный технический хлам и др.

Мусор на орбите Земли начал появляться с конца $1950$-х годов, это время запуска первых ракет и искусственных спутников и трудно представить, сколько его накопилось почти за $60$ лет освоения околоземного космического пространства. Эта, первоначально теоретическая проблема свой официальный статус получила в декабре $1993$ г. после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду». Проблема космического мусора имеет глобальный характер, потому что не может быть засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства планеты. Катастрофический рост орбитального мусора способен привести к невозможности дальнейшего освоения космоса. Данные Управления ООН по вопросам космического пространства называют цифру техногенных объектов в $300$ тыс. общей массой до $5$ тыс. тонн. Количество подобных объектов, диаметром более $1$ см, может достигать $100$ тыс., а обнаружена небольшая их часть.

Все обнаруженные объекты внесены в каталоги , например, каталог Стратегического командования США таких объектов на $2013$ г. содержал $16,6$ тыс., большая часть которых была создана СССР, США, КНР. В российском каталоге на $2014$ г. было зафиксировано $15,8$ тыс. объектов космического мусора. Большая их скорость создает угрозу столкновения с действующими космическими летательными аппаратами. И такие примеры есть, когда столкнулись два искусственных спутника – Космос $2251$ и Iridium $33$. Столкновение произошло $10 $ февраля $2009$ г. Спутники были полностью разрушены и образовали более $600$ обломков.

Разные страны вносят свой вклад в создание космического мусора:

1. Китайского космического мусора – $40$ %;
2. США дают $27,5$ %;
3. Россия захламляет космос на $25,5$ %;
4. На остальные страны приходится $7$ %.

Есть оценки на 2014 г.:

1. Россия –$39,7$ %;
2. США – $28,9$ %;
3. КНР – $22,8$ %.

Если размеры космического мусора в поперечнике более $1$ см, то эффективных мер защиты от них не существует, поэтому чтобы обеспечить решение проблемы по проблематике космического мусора международное сотрудничество развивается по приоритетным направлениям.

Они заключаются в следующем:

1. Обязательный экологический мониторинг околоземного космического пространства – наблюдение за мусором и ведение каталога объектов космического мусора;
2. Использование математического моделирования и создание международных информационных систем с целью прогноза засоренности;
3. Разработка средств и способов защиты космических аппаратов от воздействия космического мусора;
4. Внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности околоземного пространства.
5. В ближайшем будущем внимание должно быть уделено мерам контроля, которые бы исключили его образование.

Мирное освоение космоса

Эра освоения космоса требует выполнения космических программ, а это значит, что многие страны должны сконцентрировать свои технические, экономические, интеллектуальные усилия, поэтому вторая половина $XX$ века стала ареной многостороннего международного сотрудничества. Освоение космоса – это ещё одна глобальная проблема. В $70$-е годы была создана международная организация «Интерспутник», штаб-квартира которой располагалась в Москве. Сегодня космической связью через эту систему пользуются более $100$ частных и государственных компаний стран мира. Астрономы всего мира принимают участие в наблюдениях на современных орбитальных обсерваториях. Пока в проектах существуют космические солнечные электростанции, которые планируют разместить на гелиоцентрической орбите. Все новейшие достижения науки и техники, производства и управления лежат в основе освоения космоса. Современная техника позволяет фотографировать далекие планеты и их спутники, проводить исследования и передавать важные данные на Землю.

Замечание 1

Мирное освоение космоса означает, прежде всего, отказ от военных программ.

В $1963$ г. более $100 $стран мира подписали в Москве Договор о запрещении испытаний в космосе, атмосфере, под водой ядерного оружия. Космос никому не принадлежит, а это значит, что его мирное освоение является общей задачей и проблемой всех стран. Человечество вышло за границу атмосферы Земли и приступило к освоению дальнего космического пространства.

Одним из направлений использования космического пространства является космическое производство . Это направление включает в себя разработку новых материалов, альтернативных источников энергии, космических технологий. Они необходимы для того, чтобы получить новые сплавы, вырастить кристаллы, создать медицинские препараты, провести монтажные и сварочные работы и др.

Человечество обязано сделать космос не полем боя, а фундаментом для нового Грядущего. На протяжении многих лет космос являлся пространством военно-политического соперничества, а сегодня его надо превратить в арену мирного сотрудничества. Для всего человечества очень важно то, чтобы освоение космического пространства было исключительно мирным. Стратегическим приоритетом России является всемерное расширение и углубление работы в космосе. Страна имеет уникальный космический потенциал, особенно по космическим полетам большой длительности. В марте этого года глава Роскосмоса А. Перминов на встрече с Президентом России говорил о задачах, стоящих перед космической отраслью России.

Задачи носят следующий характер:

1. Россия должна сохранить лидирующее положение в космонавтике;
2. Обеспечить экономику страны, оборону, безопасность, науку необходимой космической информацией;
3. Влиться в мировой космический сектор;
4. Обеспечить независимый доступ в космическое пространство со своей территории.