Освоение космоса: проблемы и перспективы

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт - Энергетический

Направление - Электротехника, электромеханика и электротехнологии

Освоение космоса: проблемы и перспективы

Выполнил студент гр. 5ГМ32

Кулибаба М.В.

Проверил преподаватель

Тюкульмина О.И.

Томск 2014

Введение

Вслед за волной информации нас ждет индустриальная волна освоения космоса. Осмысление данного обстоятельства, как и в тоже время некоторых других свойств космонавтики, иногда приводит к возрождению, а также переообсуждению давних и иногда позабытых теорий. Был случай на научных лекциях имени Циолковского в городе Калуге вспомнили о том, что был такой географ родом из Германии начала XIX века Иоганн Генрих фон Тюнен, который в свою очередь предложил интересную «волновую теорию» в экономической географии. В соответствии с высказываниями этого господина Иоганнна Тюнену освоение хозяйства любой территории исходит от центра города к его периферии. Вначале проводится что-то вроде разведки, разведываются возможности и ресурсы исследуемой территории, затем туда передвигается промышленность, а город остается и руководящим центром. Что-то похожее происходит и в космосе, а серединой является вся наша планета, которая ещё долго останется серединой управления, научной мысли, продвинутой техники и технологии для возможности к обеспечению жизникосмической «периферии», сняв с себя излишнюю тяжесть индустрии, превратившись в экологически приспособленное жилище человека.

Мы забыли сказать еще об одной космической отрасли, о которой, честно говоря, хотелось бы не упоминать вообще посвященной грандиозному, поистине космическому созиданию, - о военной промышленности, о милитаризации космического пространства. В 30-е годы жители нескольких городов США однажды в панике бросились из своих домов в пригороды и сельскую местность, забив шоссейные и железные дороги. Они приняли всерьез радиопостановку по роману Герберта Уэллса «Война миров» - о нашествии на Землю марсиан. Зато теперь все знают, что на Марсе нет не только воинственных разумных существ, но, и судя по всему даже простейших бактерий. Опасность из космоса происходит от самих жителей земли.

В то время, на закате жизни, писал свои небольшие философские эссе замечательный ученый Циолковский, которого смело можно назвать первым гуманистом космоса. По его убеждению успешное и плодотворное освоение Вселенной невозможно без солидарности и взаимопомощи людей - и выходящих в космос, и остающихся на Земле.

Исследованный к данному времени космос является безжизненным. Но он уже открывает человеку множество своих загадок - энергетических, вещественных, пространственных. Он сложен для освоения, но и в тоже время является многообещающим. Хочется верить, что раскрытие величественных задач и таких же величественных возможностей, которые открываются перед человечеством наукой о космосе и техникой, космонавтикой, будет способствовать социальному объединению землян на принципах гуманизма, разума, справедливости, т.е. тех качеств, которые единственно достойны Homo sapiens, превращающегося в Homo cosmicus.

1. Выгоды от освоения космоса

Экономическая

Выгода с точки зрения экономии от эксплуатации космоса находится сегодня в стадии начала. В невесомости проводятся научные опыты дающие большой результат, но действительно единственным серьезным с точки зрения бизнеса проектом являются коммерческие запуски спутников связи, единственное, что приносит прибыль. И это несмотря на скудные мировые запасы полезных ископаемых, нехватку экологически чистых источников энергии и прочего, что с легкостью может дать освоенное космическое пространство. Поэтому в будущем, так или иначе, альтернативы освоению Солнечной системы нет. Может, это приведет к тому, что самым выгодным бизнесом на планете станут перевозки с одной орбиты на орбиту. И тот, кто будет контролировать эти перевозки, будет контролировать и экономику всей планеты, так как она постепенно неизбежно, по мере истощения земных ресурсов, полностью попадет в зависимость от поступающего из космоса сырья, энергии и материалов, получение которых возможно только при наличии вакуума и невесомости. Естественно, что именно эта страна станет экономическим и военным лидером, и не только из-за тех денег, которые она будет получать за доставку на орбиту, но и потому, что ей постройка сооружений в космосе и доставка в оба конца будет обходиться намного дешевле, чем клиентам-конкурентам. А значит, и большая часть промышленности, находящейся на орбите, будет принадлежать ей. Учитывая, что только наша страна имеет опыт строительства на орбите, все строительные подряды от других стран тоже будут нашими. Поэтому Россия, если ей удастся закрепить современное состояние рынка орбитальных перевозок, будет иметь уникальный шанс навсегда опередить своих конкурентов, практически застолбив околоземное пространство и монополизировав грузоперевозки.

Политическая

В мире всегда понимали, что лидерство в космической отрасли очень важна при возведении положительного международного имиджа страны с точки зрения мирового лидера. И это сегодня аксиома, которая не требует обоснования.

Военная

Как сказал маршал Жуков, <горе той стране, которая не сможет защитить свое небо>. сегодня к этому высказыванию можно смело добавить: <и околоземное пространство>. Современное использование космоса в военных целях широко известно - это и группировки спутников военного назначения, без части которых было бы невозможно высокоточное оружие, и системы раннего оповещения о ракетном нападении, и получение информации в режиме реального времени о происходящем на интересующих военных территориях, и многое другое. Широко известны и американский проект <СОИ>, идущее сейчас строительство глобальной ПРО, существенная часть которой должна находиться в космосе, эксперименты по созданию боевых лазеров космического базирования, космических бомбардировщиков и многое другое. Конечно, сейчас добиваются принятия международных соглашений о недопущении милитаризации космоса. Но посмотрите на историю международных отношений - когда и какие соглашения мешали государствам принимать меры по повышению собственной безопасности и увеличению военной мощи? Одним из ярчайших примеров последнего времени является договор о нераспространении ОМУ. На словах все за него, но как доходит до дела - каждый преследует свои, и только свои геополитические интересы. Так же с нераспространением ракетных технологий и другое, что ни возьми. А выход Америки из договора по ПРО 1972 года и из соглашений по химическому и бактериологическому оружию - так это вообще классика поведения сильного на международной арене. Американцы постоянно стараются не дать миру укрепиться в прекрасном заблуждении о возможности международной безопасности. Так что не нужно быть семи пядей во лбу, чтобы понимать: с космосом произойдет то же самое. Будут там и орудийные платформы, и орбитальные бомбардировщики, и системы глобальной ПРО. А Луну как стратегический объект вообще невозможно переоценить. Поэтому тот, кто сумеет наиболее широко использовать этот спутник для своих военно-экономических целей, получит огромные преимущества перед другими странами. Именно этим объясняются заявленные Америкой, Китаем и ЕС планы освоения в первую очередь Луны. Она, без сомнения, станет зоной пересечения разнообразных интересов ведущих мировых держав. Военные прекрасно понимают всю стратегическую выгоду нахождения оружия в космосе, поэтому, видимо, нас еще ждет космическая гонка вооружений, неизбежная, к сожалению, как смена времен года.

Научная

Научную важность возможности проведения исследований в космосе трудно переоценить. Насколько это важно, дает понять пример телескопа Хаббла, когда после ввода его в эксплуатацию были сделаны огромные количества открытий в астрономии, которые не были бы не возможны без наличия в распоряжении науки такого инструмента на орбите. Кроме всего прочего, там сколько угодно вакуума, сверхнизких температур и невесомости, то есть условий, достижение которых на Земле стоит немалых денег. Можно проводить эксперименты без опасности для землян и природы, строить ускорители частиц и без тех ограничений, которые земные условия.

скафандр космос разгерметизация

2. Опасности выходов в открытый космос

Помочь космонавту, вышедшему в открытый космос, очень трудно. Выходы в открытый космос опасны по множеству различных причин. Первая -- возможность столкновения с космическим мусором. Орбитальная скорость на высоте 300 км над Землёй (типичная высота полёта пилотируемых космических кораблей) -- около 7,7 км/с. Это в 10 раз превышает скорость полёта пули, так что кинетическая энергия маленькой частицы краски или песчинки эквивалентна той же самой энергии пули, обладающей в 100 раз большей массой. С каждым космическим полётом появляется всё больше и больше орбитального мусора, из-за чего эта проблема продолжает оставаться наиболее опасной.

Другая причина опасностей выходов в космос -- то, что окружающая обстановка в космическом пространстве является чрезвычайно сложной для предполётного моделирования. Выходы в космос часто планируются на поздней стадии разработки полётного плана, при обнаружении каких-либо насущных проблем или неисправностей, иногда даже в процессе самого выполнения полёта. Потенциальная опасность выходов в открытый космос неизбежно ведёт к эмоциональному давлению на космонавтов.

Потенциальную опасность несёт возможность потери или недопустимого удаления от космического корабля, грозящая гибелью из-за израсходования запаса дыхательной смеси. Опасны также возможные повреждения или проколы скафандров, разгерметизация которых грозит аноксией и быстрой смертью, если космонавты не успеют вовремя вернуться в корабль. Инцидент с повреждением скафандра произошёл только один раз, когда во время полёта «Атлантиса» STS-37, маленький прут проколол перчатку одного из астронавтов. По счастливой случайности разгерметизации не произошло, поскольку прут застрял и блокировал собою образовавшееся отверстие. Прокол даже не был замечен, до тех пор пока астронавты не вернулись в корабль и не начали проверку скафандров.[1]

Показательно, что самый первый достаточно опасный инцидент, случился уже во время первого выхода космонавта в открытый космос. Выполнив программу первого выхода, Алексей Архипович Леонов испытал трудности с возвращением на корабль, поскольку раздувшийся скафандр не проходил через воздушный шлюз «Восхода». Только стравливание давления воздуха в скафандре позволило тогда благополучно завершить полёт.

Ещё один потенциально опасный случай произошёл во время второго выхода в открытый космос астронавтов космического корабля «Дискавери» (полёт STS-121). От скафандра Пирса Селлерса открепилась специальная лебёдка, которая помогает вернуться на станцию и не даёт астронавту улететь в открытый космос. Вовремя заметив проблему, Селлерс с напарником смогли прикрепить устройство обратно, и выход был завершён благополучно.[2]

Несмотря на то что в настоящее время не было каких-либо несчастных случаев, связанных с выходами в открытый космос, разработчики космической техники стараются снизить необходимость внекорабельной деятельности. Устранению подобной необходимости, например, при выполнении сборочных работ в космосе, может помочь разработка специальных телеуправляемых роботов.

3. План освоения луны

Глава Роскосмоса Анатолий Перминов поведал о долгосрочной программе развития российской космонавтики на период до 2040 года. "По нашим оценкам, возможность пилотируемого полета к Луне будет в 2025 году, а проектирование на поверхности Луны постоянно действующей станции - где-то 2028-2032 годы", - сказал Перминов.

По словам главы Роскосмоса, пилотируемый полет на Марс скорое всего будет возможен после 2035 года. Организация также рассказала, что долгосрочная программа космической деятельности предусматривает реализацию в три этапа: в краткосрочной перспективе - до 2015 года, среднесрочной - 2016-2025 годы, долгосрочной - 2026-2040 годы. В период до 2015 года основные усилия преполагается сконцентировать на освоении околоземного пространства, в том числе и на завершении строительства российской части Международной космической станции.

Перминов рассказал также, что к 2015 году они планируют создать новую пилотируемую транспортную космическую систему. По его главы, Россия планирует продлить срок эксплуатации МКС после 2015 года. "У нас есть предложение о продлении ресурса станции до 2020 года", - сказал он. По его словам, после 2020 года предполагается создать на околоземной орбите новую станцию на основе космической платформы нового поколения.

Пилотируемая платформа нового типа, которую планируется создать в период с 2016 по 2025 годы, позволит проводить сборку космических кораблей на околоземной орбите. По словам Перминова, собранные корабли будут использоваться для полетов на Луну и Марс. Кроме того, данная платформа, утверждает глава Роскосмоса, будет решать ряд других задач, таких как покрытие телевизионными и сигналами телефонной связи северных областей России и Арктики.

"Будет ли этот проект российским или международным, сказать сейчас я не могу. У нас пока он рассматривается как российский", - сказал Перминов. При этом он подчеркнул, что новый проект не будет напоминать Международную космическую станцию. "Это никакая не МКС, мы не планируем повторять то, что прошли", - подчеркнул он. Перминов добавил, что в проекте разработки перспективного космического корабля, который разрабатывается в России, может принять участие Европейское космическое агентство, а также агентства других стран. "Это проект нашей разработки, и, в любом случае, мы его будем реализовывать, самостоятельно или с другими странами", - подчеркнул Перминов.

Планы по освоению Луны есть не только у России. Высадить на поверхность земного спутника своих граждан к 2020 году намерены Соединенные Штаты Америки. Согласно принятой ими программе «Созвездие» (Constellation), это эпохальное событие должно произойти не позже 2020 года.

Китай, который в последние годы стремительно укрепляет свои позиции в космосе, также планирует оставить на Луне свой след к этому сроку. В начале марта китайский лунный зонд «Чанъэ-1» (Chang'e-1) успешно завершил свою миссию, врезавшись в поверхность спутника. В 2010 году Поднебесная планирует запустить к Луне зонд „Чанъэ-2“, а в 2012 на спутнике появится китайский луноход. В 2020 году полюбоваться видом на Землю с Луны должны тайконавты. Эти амбициозные планы были обнародованы Китаем еще до мирового финансового кризиса, и совсем недавно представитель Китайского космического агентства объявил, что экономическая рецессия не скажется на финансировании космических разработок.

Бюджет российской ракетно-космической отрасли в 2009 году также останется на докризисном уровне. Об этом 18 марта сообщил премьер-министр РФ Владимир Путин. На реализацию трех федеральных космических программ, как и планировалось, будет выделено 82 миллиарда рублей. Часть этих денег пойдет на уплату процентов по кредитам нескольких предприятий космической отрасли.

Восемь миллиардов рублей будет выделено Государственному космическому научно-производственному центру имени Хруничева. Несмотря на внушительную сумму, предоставленных средств предприятию может не хватить. Его директор Владимир Нестеров обратился к Путину с просьбой до 2011 года дополнительно выделить еще 11 миллиардов. Без этих денег центр не сможет в срок закончить работу над ракетой-носителем „Ангара“. Ее разработка ведется с середины 90-х годов прошлого века.

Неизвестно, как эти небольшие финансовые затруднения отразятся на оптимистичных планах российских космических чиновников. Например, в 2006 году тогдашний глава РКК „Энергия“ Николай Севастьянов объявил, что Россия создаст на Луне свою базу раньше, чем США. Позже Севастьянов ушел со своего поста, но о переносе сроков создания лунной базы не сообщалось. Ну что ж, ждать осталось недолго.

Руководство NASA обнародовало свою новую стратегию освоения космоса. Центральное место в планах агентства занимает предстоящая высадка на Луне, а также строительство долговременной лунной базы, после чего начнется активная подготовка к марсианской миссии. Америка готова взять с собой японцев, европейцев и россиян, а вот китайцам, похоже, придется добираться до Луны своим ходом.

О намерении американцев высадиться на Луне президент США заявил еще в 2004 г., через год после гибели шаттла Columbia. Тогда же Джордж Буш назвал приблизительную дату этого события - 2020 г. Интересно отметить, что на осуществление программы Apollo в 1960-х годах у NASA ушло ровно вдвое меньше времени - всего 8 лет против нынешних 16.

Впрочем, на этот раз агентство ставит перед собой грандиозные цели. Предполагается не просто высадка, но строительство на Луне постоянно обитаемой международной базы, которая должна стать главным форпостом человечества в космосе. По мнению представителей NASA, достижение этой цели будет означать наступление новой эры в истории космоплавания, и в этом с ними трудно не согласиться.

Корабли серии Apollo, совершавшие свои полеты в 1960-х гг., приземлялись в экваториальных районах Луны. Однако, для строительства постоянного поселения гораздо лучше подходят полюса спутника. Скорее всего, база будет сооружена на южном полюсе Луны, поскольку этот район три четверти суток освещается солнцем. Это позволит более эффективно использовать солнечные батареи, а также упростит строительство базы и освоение региона. Кроме того, на южном полюсе располагаются вероятные залежи полезных ископаемых - в перспективе ученые планируют заняться их разработкой.

Чтобы добраться до Луны, NASA используют два основных корабля - исследовательский Orion и состыкованный с ним многоцелевой посадочный модуль. После приземления он сможет выполнять функции жилого модуля, первого здания будущей базы. «Вы можете загрузить в транспортный отсек все, что необходимо. Затем вы доставляете груз и экипаж туда, куда вам нужно. Аппарат способен летать полностью автоматически, причем, разгрузка и установка оборудования может осуществляться роботами, без всякого участия человека. Мы разрабатываем именно такие системы», -- заявил Скотт Горовиц, один из высокопоставленных руководителей NASA.

Представители NASA подчеркивают тот факт, что принятая программа освоения открыта для всех заинтересованных стран, коль скоро они будут готовы вложить в нее свои материальные и интеллектуальные ресурсы. При этом американцы выразили полную готовность сотрудничать с космическими агентствами, имеющими своих представителей на МКС - это Россия, Япония и Европа.

А вот в отношении китайцев NASA высказывается очень неопределенно, давая понять, что в настоящий момент Америка не готова взять их на борт своих челноков. Как бы то ни было, на Луне будет построена именно международная база, призванная стать форпостом всего человечества, а не отдельно взятой страны.

Между тем Россия и Китай уже сообщали о намерении совместно взяться за подготовку пилотируемой марсианской миссии. Правда, пока это только планы.

Заключение

Освоение космоса неизбежно, и в ближней перспективе та страна, которая будет контролировать перевозки на орбиту и вследствие этого околоземное пространство, будет контролировать и экономику планеты. Так же как это было в прошлом: кто контролировал море, тот контролировал международную торговлю и колонии. Но верно и противоположное: та страна, которая сегодня не будет активно участвовать в проектах освоения космического пространства, рискует тем, что в будущем упоминаний о ней не останется даже в школьных учебниках истории.

Список используемой литературы

1) Sanz Fernбndez de Cуrdoba. Presentation of the Karman separation line, used as the boundary separating Aeronautics and Astronautics (англ.). Официальный сайт Международной авиационной федерации. Проверено 26 июня 2012. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.

2) Максаковский В.П. Географическая картина мира. -- Ярославль: Верхневолжское издательство, 1996.

3) Ф. Розенберг. История физики. Л., 1934.

4) Бургесс З. К границам пространства. М., 1957.

5) www.wikipedia

Размещено на Allbest.ru