Екологія космічного простору

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Міністерство освіти та науки України

донецький національний університет економіки та торгівлі

Імені Михайла Туган-Барановського

Інститут економіки та управління

Кафедра маркетингового менеджмента

Реферат

Екологія космічного простору

Донецьк 2013

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНЕ ФОРМУЛЮВАННЯ ПРОБЛЕМИ

РОЗДІЛ 2. ПРОБЛЕМА «КОСМІЧНОГО СМІТТЯ»

РОЗДІЛ 3. ЗАСОБИ ЗНИЩЕННЯ СМІТТЯ У КОСМОСІ

ВИСНОВКИ

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Метаю реферату є розгляд основної проблеми космічного простору, тобто забруднення його «космічним сміттям», та виявлення шляхів її подолання.

Актуальність теми. Космічне сміття або орбітальне сміття - це некеровані об'єкти антропогенного походження, які більше не виконують своїх функції та літають навколо Землі або в меншій мірі навколо інших планет чи Сонця, тому ці об'єкти різноманітного походження становлять загрозу космічним апаратам і є ризик, що сміття почне подрібнюватися у геометричній прогресії внаслідок взаємних зіткнень.

Завдання:

Ознайомитися з теоретичною частиною проблеми екології космічного простору;

Ознайомитися з методами контролю над космічним простором та утилізація космічного сміття;

Знайти розв'язання проблеми переробки органічних відходів життєдіяльності космонавтів і біологічних дослідів, миттєвого знищення відпрацьованих механізмів на орбіті.

Об'єкт дослідження. Об'єктом дослідження стає космічний простір, який переповнений сміттям, і становить серйозну проблему для подальшого освоєння людиною Всесвіту.

Предмет дослідження. Предметом дослідження стає охорона космічного простору та його очищення від «космічного сміття».

З метою вивчення проблеми антропогенних впливів на навколоземний космічний простір, пов'язаних з діяльністю людини як на Землі, так і в космосі, в 1976 р. за рішенням КОСПАР (Комітет з космічних досліджень при Міжнародній раді наукових спілок) була створена комісія з розгляду подібних можливих шкідливих впливів на космічний простір.

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНЕ ФОРМУЛЮВАННЯ ПРОБЛЕМИ

Людству завжди було властиве прагнення дати пояснення різних відхилень погоди від «норми», а простіше кажучи, від якихось середніх погодних умов, які спостерігаються протягом досить обмеженого в історичному масштабі відрізку часу. Природно, що для подібних пояснень залучалися і залучаються деякі нові види людської діяльності, масштабно і зримо вхідні в наше життя.

У наші дні в натовпі людей, які займаються своєю справою під черговим дощем, так і можна почути сказане: "Знову супутник, напевно, запустили - погоду зіпсували". У зв'язку з цим відразу ж слід сказати, що штучні супутники Землі ніякого впливу на погоду не роблять. І якщо вже обговорювати космічні польоти в зв'язку з погодою, то насамперед слід говорити про ту ціну метеорологічної інформації, яку отримують за допомогою супутників і при роботі космонавтів на борту орбітальних станцій.

Треба сказати, що антропогенний вплив, пов'язаний з впливом діяльності людини на погоду, клімат і в більш широкій постановці на навколишнє природне середовище, в ряді випадків стають зараз порівнянними з планетарними масштабами природних процесів. Йде поступове забруднення Світового океану, порушується природний вологообіг,відбуваються, хоча поки і незначні, зміни в складі атмосфери і т.п.. 

Все це дає підставу говорити про те, що космічний простір поступово стане своєрідною частиною середовища проживання та діяльності людини, відбудеться розширення змісту поняття «навколишнє природне середовище» із включенням в це поняття навколоземного космічного простору.

Таким чином, вже зараз іде процес екологізації космосу, під яким розуміється «розширення сфери проживання людини, його взаємодії з природою до космічних масштабів, вихід сфери взаємодії суспільства і природи за межі планети, процес освоєння, «соціалізації» Всесвіту». 

З іншого боку, сама космічна техніка здатна також викликати певні обурення в навколишньому космічної середовищі. Це відбувається за рахунок надходження продуктів згорання ракетного палива в атмосферу при запуски космічних апаратів, за рахунок викидів різних газоподібних,рідких і твердих речовин з космічних апаратів при їх функціонування на орбітах і при переміщенні в космічному просторі і т. д. Однак наявні дані показують, що в даний час сумарний вплив на атмосферу, пов'язаний з космічною діяльністю людини, значно менше впливу, зумовленого його господарською діяльністю на Землі. 

РОЗДІЛ 2. ПРОБЛЕМА «КОСМІЧНОГО СМІТТЯ»

Вчені встановили, що антропогенні впливи Всесвіту пов'язані з впливом людини на погоду та клімат. Таким чином, вже зараз йде процес розширення сфери існування людини, вихід сфери взаємодії суспільства за межі планети. Вже зараз людина все частіше потрапляє у космос. Тому вже зараз орбіта планеті схожа на смітник. За даними фахівців НАСА на ній знаходиться понад 22 тис великих і близько 370 тис малих об'єктів, що становлять велику небезпеку. Це відпрацьовані супутники, сотні тон продуктів горіння, безліч мілких об'єктів, випадково випущених космонавтами, залишки ракетоносіїв тощо.

Питання про засмічення навколоземного космічного простору «космічним сміттям» виникло понад півстоліття тому, з початком запусків штучних супутників в кінці 50-х років. Але лише порівняно недавно, в 1993 році проблема отримала офіційний міжнародний статус - адже ефект Кесслера не знає політичних кордонів і працює однаково над США, Монголією чи Ефіопією, оскільки зачіпає він не навколоземний простір, який відноситься до якоїсь конкретної держави, а саме космічний простір Землі.

Суть ефекту Кесслера дуже проста. Космічне сміття (головним чином літальні апарати, які відслужили свій термін), по довільним орбітам обертається навколо планети з величезною швидкістю. Ці об'єкти мають величезний запас кінетичної енергії. Час від часу вони стикаються, утворюючи ще більшу кількість дрібних об'єктів - і чим вони дрібніші, тим небезпечнішими вони стають для діючих супутників і літальних апаратів. При достатньо великій кількості зіткнень, кількість нових уламків, які виникають лавиноподібно, може зробити навколоземний космічний простір (НКП) абсолютно непридатним для польотів.

Важливо те:

Кожен з великих об'єктів потенційно може розколотися на тисячі дрібніших.

Космічне сміття може завдати шкоди приблизно тисячі комерційних і військових супутників, що перебувають на земній орбіті.

Орбітальним станціям стає все більш складно дослідити Галактику

Дві третини всього сміття - на рахунку Росії і США.

В деяких випадках об'єкти «космічного сміття», які містять на борту небезпечні (ядерні, токсичні і т. п.) матеріали або просто мають великі розміри, можуть представляти пряму небезпеку і для Землі - при їх неконтрольованому сході з орбіти, неповному згорянні при проходженні щільних шарів атмосфери Землі і випаданні уламків на населені пункти, промислові об'єкти, транспортні комунікації і т. п.

Перше зіткнення сталося в 2009 році між робочим американським супутником Iridium і російським супутником "Космос-2251", що відпрацювали свій ресурс. Зіткнення призвело до утворення хмари дрібних уламків.

28 червня 2011 року в небезпечній близькості -- лише в 250 метрах від Міжнародної космічної станції -- пролітав уламок, який змусив екіпаж залишити станцію й на якийсь час перейти в кораблі «Союз». Фрагмент сміття було виявлено занадто пізно для виконання маневру відхилення. Космонавти Роскосмосу Олександр Самокутяєв і Андрій Борисенко, а також астронавт NASA Рональд Гаран укрилися в кораблі «Союз ТМА-21», а росіянин Сергій Волков, японець Сатосі Фурукава й американець Майкл Фоссум -- у кораблі «Союз ТМА-02М». Космічне сміття не вперше стало причиною евакуації екіпажу станції або оголошення тривоги, коли уламки потрапляють у так звану червону зону на відстані менше кілометра від станції. За даними Інституту астрономії, за останні роки МКС була змушена ухилятися від безпритульних космічних об'єктів більше 200 разів.

Для розглядання цієї проблеми у липні 2011 року в Російській академії наук була сформована рада з космічних загроз. До складу її експертної робочої групи ввійшли понад 50 учених і фахівців міноборони, «Росатому», Роскосмосу й двох десятків НДІ. Вони вивчатимуть проблеми орбітального сміття, астероїдної і кометної небезпеки. Як заявив керівник експертної робочої групи, член-кореспондент РАН і керівник Інституту астрономії Борис Шустов, зібрати вузьких фахівців разом вирішили для того, щоб домогтися більшої ефективності у розв'язанні нагальних проблем. Завдання ради -- раннє виявлення потенційної небезпеки з космосу і розробка технологій її запобігання.

Актуальність завдання забезпечення безпеки космічних польотів в умовах техногенного забруднення НКП і зниження небезпеки для об'єктів на Землі при неконтрольованому входженні космічних об'єктів в щільні шари атмосфери і їх падінні на Землю стрімко зростає. Тому в забезпеченні вирішення цієї проблеми міжнародне співробітництво з проблематики «космічного сміття» розвивається за такими пріоритетними напрямами:

1. Екологічний моніторинг НКП, включаючи область геостаціонарної орбіти: спостереження за «космічним сміттям» і ведення каталогу об'єктів «космічного сміття».

2. Математичне моделювання «космічного сміття» і створення міжнародних інформаційних систем для прогнозу засміченості НКП і її небезпеки для космічних польотів, а також інформаційного супроводу подій небезпечного зближення космічних об'єктів та їх неконтрольованого входу в щільні шари атмосфери.

3. Розробка способів і засобів захисту космічних апаратів від впливу високошвидкісних частинок «космічного сміття».

4. Розробка та впровадження заходів, спрямованих на зниження засміченості НКП.

РОЗДІЛ 3. ЗАСОБИ ЗНИЦЕННЯ СМІТТЯ У КОСМОСІ

Як знищити космічний мотлох на висоті понад 600 км від поверхні планети? Поки що вчені мають у своєму розпорядженні лише концепти дорогих методів боротьби з цим важкодоступним сміттям. Ефективними практичними можливостями ми поки не володіємо - і воно може безкарно кружляти над нашими головами впродовж тисячоліть.

На щастя, взаємодія з атмосферою на низьких навколоземних орбітах, які використовуються найчастіше, ліквідує основну частину сміття. А зіткнення літальних апаратів з космічним сміттям на менших висотах вже не настільки небезпечні, оскільки при цьому будь-які тіла втрачають швидкість, а з нею і свою кінетичну енергію, а потім, як правило, згорають в щільних шарах атмосфери. На висотах, де тертя об атмосферу незначне, час життя космічного сміття значно зростає. Слабкий вплив атмосфери, сонячного вітру і тяжіння Місяця можуть поступово привести до зниження його орбіти, але на це може знадобитися не одна тисяча років.

Сьогодні пропонується вже на етапі проектування супутників передбачати засоби їх виходу з орбіти - гальмування до швидкості входу в щільні шари атмосфери, де вони згорять, не залишаючи небезпечних великих частин, або перехід на «орбіти поховання» (значно вищі за орбіти геостаціонарних супутників). Але що ж робити з тим космічним сміттям, яке вже сьогодні кружляє над нашими головами?

1) Лабораторія прикладної фізики Університету Джона Хопкінса (США) реанімувала свій старий проект «Оріон», придуманий ще 1996 року. Відповідно до задуму вчених у ролі «великої космічної мітли» повинні виступити наземні лазери, що будуть обстрілювати сміття, що потрапить в поле зору їхніх радарів.

Десять років тому цей проект здався керівникові лабораторії Джонатану Кемпбелу фантастичним. Однак розвиток сучасних технологій дозволяє по-новому поглянути на цю ідею. Очевидним плюсом проекту «Оріон» стала його економічна доцільність - за суму, рівну собівартості відправлення одного космічного корабля, можна створити систему лазерів, що забезпечують чистоту навколоземних орбіт протягом п'яти років.

2) Вчені з Федеральної політехнічної школи Лозанни (Швейцарія) зайнялися розробкою системи CleanSpace One для очищення орбіти від космічного сміття. Проект передбачає розробку мініатюрного супутника, забезпеченого іонними двигунами, спеціальною системою захоплення та високоточною системою навігації. Планується, що за допомогою останньої, супутник зможе виходити на орбіти підходящого шматка сміття, наближатися до нього і захоплювати його за допомогою маніпулятора. Після цього фрагмент разом із супутником планується стабілізувати (є імовірність, що він буде сильно обертатися) за допомогою тих самих іонних двигунів. На останньому етапі апарат разом зі сміттям планується звести з орбіти, щоб обидва згоріли у щільних шарах атмосфери. Таким чином, один супутник зможе знищити один шматок сміття. Як повідомляється, передбачувана вартість усього проекту - 11 мільйонів доларів, а перший тестовий запуск може відбутися в період із 2015 по 2017 роки. На часі Об'єднане стратегічне командування США спостерігає за більш, ніж 19 тисячами шматків космічного сміття, розміри яких понад 10 сантиметрів.

3) Японське космічне агентство JAXA має намір очищати орбіту Землі від космічного сміття за допомогою спеціальних металевих рибальських сіток, повідомила японська газета Asahi. Агентство вже уклало контракт із компанією Nitto Seimo, яка протягом останніх 6 років працювала над технологією плетіння космічних сіток із посріблених металевих ниток. Відповідно до проекту, сітка з лінійними розмірами в кілька кілометрів виводитиметься на орбіту в складеному стані на борту спеціального супутника й розгортатиметься за допомогою встановленого на апараті маніпулятора. Після того, як сітка набере достатньо сміття, вона від'єднуватиметься й самознижуватиметься, поки не ввійде в густі шари атмосфери, де згорить разом зі сміттям.

ВИСНОВОК

космос сміття загроза знищення

При вивченні цієї теми ми ознайомилися з теоретичною частиною проблеми екології космічного простору, з методами контролю над космічним простором та утилізація космічного сміття. Знайшли розв'язання проблеми переробки органічних відходів життєдіяльності космонавтів і біологічних дослідів, миттєвого знищення відпрацьованих механізмів на орбіті.

Отже, ми бачимо, що проблема космічного сміття є глобальною. Більшість космічних академій та станцій стурбовані таким становищем. Адже ні один космічний корабель не застрахований від зіткнення з уламками. Аварія неминуча. І наслідки її не відомі. Небезпека виникнення «сміттєвого поясу» навколо Землі була передвіщена ще 1978 року, коли два співробітники NASA опублікували спільну роботу-попередження. Тепер, тридцять років потому, сучасні підкорювачі космосу шукають рішення проблеми, якої можна було уникнути.

Ми бачимо, що багато космічних організацій пропонують ,на перший погляд, неперевершені проекти, але ніхто не може гарантувати неперевершену роботу неперевершених проектів. Для втілення цього у дійсність потрібні великі кошти та можливості.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. http://www.br.com.ua/referats/astronomy/90760-6.html

2. http://ref.co.ua/81416-Ekologiya_kosmosa.html

3. http://www.eco-live.com.ua/content/blogs/problema-kosmichnogo-smittya

4. http://vivovoco.nns.ru

5. http://ru.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru