Антропоэкологические аспекты освоения космоса

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Тема реферата связана с «космической антропоэкологией», влиянием её на сферу жизнедеятельности человека, экологические последствия и пути их решения.

Развитие космической антропоэкологии тесно связано с одной из характерных черт современного этапа развития науки во всем мире. Ею является заметно возрастающая тенденция к космизации научного знания, т.е. стремление связать воедино земные процессы с физическими процессами космического пространства. В связи с этим сравнительно недавно обозначившееся такое междисциплинарное направление в науке, как экология человека, приобретает в настоящее время характер космической антропоэкология.

Рассмотрим, что же такое космическая антропоэкология в целом, - это раздел экологии человека, исследующий фундаментальные и научно-технические проблемы, связанные с пребыванием человека в условиях космической среды. В настоящее время этот раздел экологии используется в основном, в целях наиболее эффективного осуществления жизнеобеспечения космонавтов (астронавтов). Однако значение этого раздела науки растет постоянно и это связано с все увеличивающейся ролью космических полетов и исследований в современном обществе. Основателем космической антропоэкологии считается великий русский ученый-биофизик А.Л. Чижевский (1897-1964 гг.). Основные идеи космической антропоэкологии были изложены в его книге «Земное эхо солнечных бурь» (1936 г.).

В настоящее время не вызывает никаких сомнений та позиция, согласно которой особое и даже ключевое значение возникновении и эволюции живых существ на Земле имеют естественные космопланетарные поля, которые являются своего рода энергетической колыбелью человечества.

Основная цель реферата - рассмотреть антропоэкологические аспекты освоения космоса.

Задачи:

-- Рассмотреть политические отношения в аспектах освоения космического пространства.

-- Изучить проблему космического мусора.

-- Выявить воздействие запусков космических ракет на околоземную среду.

-- Разобрать наиболее острые проблемы и перспективы освоения космического пространства.

-- Рассмотреть, что такое космический мониторинг.

1. Политические отношения в аспектах освоения космического пространства

При решении проблем освоения космического пространства и коммерциализации космической деятельности представляется чрезвычайно важным изучение экологического аспекта освоения космоса. За последнее десятилетие проведено множество исследований в формировании научно-объективной картины экологического состояния Земли, что объясняет актуальность и важность данного вопроса.

На начальном этапе развития космонавтики проблема экологии космического пространства не поднималась и конкретные задачи не ставилась, так как космическая деятельность, как и другие сферы, развивалась в парадигме покорения природы. Человечество больше продвинулось к осознанию ценности и важности внеземных природных объектов и ресурсов в контексте их разработки и использования в научных, экономических и военных целях, причем в парадигме космической индустриализации, через коммерциализацию и другие рыночные механизмы, но при этом оно почти не продвинулось по направлению сохранения природы космоса, экологически ответственного подхода к исследованию и использованию его свойств и ресурсов.

Особую важность и сложность представляет проведение обязательной национальной и международной экологической экспертизы программ и проектов космической деятельности, связанных с созданием потенциально опасных глобальных систем и колонизацией других небесных тел, поскольку при их реализации возможно возникновение катастрофических угроз для биосферы Земли и человечества.

Причины пребывания на орбите космического мусора, как и его состав, различны. Полиэтиленовые пакеты и отвертки, крепежные детали и крупные фрагменты попадают в околоземное пространство разными способами. По данным NASA, наименьший удельный вес составляют именно «случайные детали» (примерно 13%). Чуть больше (около 17%) приходится на долю отработанных, но не сведенных с орбиты ступеней ракет. Искусственные спутники Земли, как действующие, но потерявшие управление, так и отслужившие свой срок, в том числе спутники-шпионы, накопившиеся за годы «холодной войны», составляют собой треть (почти 31%) космомусора. Оставшаяся часть (свыше 39%) -- это образовавшиеся при столкновениях осколки, удельная концентрация которых неуклонно продолжает расти. Поэтому в 1993 г. был создан соответствующий Международный координационный комитет, но, тем не менее, эффективных мер для предотвращения ухудшения ситуации не предпринято до сих пор. Главным в данном вопросе выступает финансовый фактор, инвестирование такого проекта, как очистка околоземного пространства, требует миллиарды долларов, и отдельно ни одно государство не возьмет на себя решение столь трудной задачи. Достичь результатов можно лишь в рамках международного сотрудничества.

Кроме того, для «уборки» околоземного пространства необходимо специальное оборудование и аппараты, работающие по принципиально различным схемам для транспортировки как крупных, так и мелких объектов. Предлагаются самые фантастические проекты, например, использовать для эвакуации мелких обломков одноразовые «грузовики» или построить на околоземной орбите заводы по переработке космического мусора и организовать его контейнерное хранение. Но насколько это целесообразно и безопасно, исследователям еще предстоит выяснить.

Наконец, в существующих нормативно-правовых документах не до конца отрегулированы процедуры и механизмы эвакуации космических аппаратов. Для того чтобы решить эту проблему, необходимо заключение серии международных договоров о проведении совместных работ по очистке околоземного пространства.

Постоянное увеличение космического мусора может иметь катастрофические последствия не только для запуска тех или иных аппаратов на орбиту, но и для исследований космоса. На днях NASA опубликовало отчет о результатах за 2008 г., в котором описаны четыре случая, когда аппараты агентства едва избежали опасного столкновения с космическими обломками.

Отслеживая крупные куски мусора, диаметр которых превышает десять сантиметров, космические инженеры определяет среди них потенциально опасные объекты. Обладая информацией о траектории движения того или иного «искусственного метеорита», бортовые системы космического аппарата могут принять решение о совершении маневра. Подобная операция уже была успешно проведена на Международной космической станции в августе 2008 г., когда маневрирование понадобилось для предотвращения столкновения с обломком российского ракетоносителя.

Вместе с тем количество космического мусора равномерно возрастает с 1960-х годов. Его количество постоянно увеличивает риски для действующих спутников и кораблей на орбите Земли. Так, например, оценка риска для планируемого в мае полета «Шаттла» к телескопу Хаббла составляет 8%. При этом каждая задержка старта увеличивает этот показатель.

Всего в настоящее время зафиксировано около 100 тысяч потенциально опасных объектов, и астрономы не могут предложить действенного способа разрешить эту проблему. Единственный вариант, который может быть реализован в ближайшее время, -- перенос высот низких и средних околоземных орбит, на которых вращается большинство искусственных спутников. Однако подобная мера может быть только временной -- рано или поздно обломки доберутся и до новых орбит, количество которых ограничено как притяжением Земли, так и техническими возможностями космической техники.

Отслеживание космического мусора, из-за отсутствия возможности отклонить или уничтожить летящий на встречу обломок, является не слишком эффективным способом. Космические аппараты вынуждены совершать дополнительные маневры, на что расходуется драгоценное топливо. Чем больше подобных манипуляций предстоит исполнить спутнику на орбите, тем меньше будет его полезный ресурс.

Сказывается и нехватка времени для оперативного принятия решения. Системы наблюдения способны предупредить о надвигающейся опасности максимум за сутки до потенциального столкновения. Крупным аппаратам, к которым относятся и Международная космическая станция, и телескоп Хаббла, требуется несколько больше времени на реакцию по предотвращению столкновения.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Существует так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц космического мусора, а 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. Одним из негативных влияний на экологию космического пространства является орбитальное разрушение космических аппаратов. По данным, приведенным представителем NASA на 26-й сессии Межагентского координационного комитета по космическому мусору (МКККМ), заседание которой прошло в Москве в 2008 г., долевое распределение вклада в замусоривание околоземного космического пространства составляет: Китай -- 40%, США -- 27,5, Россия -- 25,5, остальные страны -- 7% (МКККМ, 2008).

Сведения о заселенности околоземного пространства объектами искусственного происхождения поступают из специальных Служб контроля космического пространства, функционирующих как в России, так и в США. Они оснащены радиолокационными, оптическими и оптико-электронными системами слежения. В их задачи входят наблюдение, отождествление и каталогизация искусственных объектов. Российские и американские каталоги содержат их около 15 000. Полученная Службами контроля информация используется для анализа состояния экологической обстановки в космосе.

Оценка степени решения экологических проблем, связанных с применением космических средств по космической Федеральной программе на 2006-2015 гг., показывает, что в результате реализации Программы будет обеспечено практическое решение экологических проблем. Прекращено загрязнение полей падения ступеней ракет-носителей и объектов испытательной базы проливами токсичных компонентов топлива за счет полного прекращения эксплуатации ракеты-носителя «Протон» и ракет-носителей, созданных на базе конверсионных межконтинентальных баллистических ракет, перехода на использование ракет-носителей только с экологически чистыми компонентами топлива, проведения рекультивации почвы, очистки вод, создания системы экологического мониторинга и обеспечения экологической безопасности за счет сокращения номенклатуры используемых ракет-носителей с 10 до 4 типов, совмещения районов падения отделяемых частей различных ракет-носителей, применения гибких программ управления ракетами-носителями в полете, снижения остатков топлива в отработанных ступенях, экологического обследования районов падения, космодромов и технологических объектов. Общая площадь земель, отчуждаемых под районы падения ступеней, сократится на 40%

Особая роль международного сотрудничества государств в области освоения космического пространства отводится экологической проблематике. Успех всех национальных и международных программ мирного исследования и освоения космического пространства уже в ближайшие десятилетия будет целиком определяться перспективностью, заложенной в них экологической политики.

Бесспорным и доступным для общественного понимания решением проблемы экологического аспекта освоения космического пространства выступает регулирование и сокращение масштабов космической деятельности.

Понимание человечеством стратегической значимости космоса привело к тому, что уже более 130 стран мира осуществляют подобного рода деятельность, около 20 из них -- весьма активную (по национальным и международным программам). Но только такие государства, как Россия, США, а также объединенная Европа, а в последнее время и Китай, располагают соответствующим потенциалом.

Характер, масштабы и важность крупных космических программ порождают потребность в международном сотрудничестве. Обязательным условием осуществления таких проектов, как наблюдение за Землей, международная космическая станция и большинство научно-исследовательских космических миссий.

2. 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.

В настоящее время над Землей вращаются около 60 ядерных энергетических установок, в основном - это реакторы спутников, завершивших свою работу, выведенные на стационарные высокие орбиты. Суммарная масса радиоактивных веществ, находящихся на этих объектах, составляет около одной тонны. Они являются основным источником гамма нейтронного и электронного излучения, которое может изменить их естественный фон в околоземном космическом пространстве, испускание электронов может привести к вариациям электронной плотности в ионосфере и изменениям потоков электронов в радиационных полюсах Земли. Многие ученые считают, что подобные реакторы должны быть удалены из ближнего космоса, поскольку такое соседство потенциально опасно для Земли. Известны случаи, когда из-за технических неполадок радиоактивные материалы попадали из космоса в атмосферу и даже на поверхность нашей планеты. К тому же радиоактивное излучение в космосе создает угрозу не только для жизни на Земле, но и существованию самой космической деятельности, поскольку уже сейчас главной помехой для наблюдения далеких галактик с помощью научных приборов стали не спутники, не космическая пыль, а радиоактивное излучение.

Создание атомного оружия, развитие атомной энергетики, использование технологий с применением радиоактивных материалов, исследовательские работы в области физики, а в последнее время и необходимость уничтожения значительной части накопленных ядерных боеприпасов обусловили возникновение проблемы избавления от радиоактивных отходов. По официальным данным, объем долгоживущих радиоактивных отходов только атомных электростанций, обеспечивающих в мировой энергетике около 20% общей выработки электроэнергии, достиг 20-30 тыс. тонн в год. В настоящее время рост числа этих источников энергии сдерживается из-за опасного уровня накопления радиоактивных отходов.

В связи с этим широко дискутируется возможность захоронения радиоактивных отходов в космосе. В качестве наиболее реальных рассматриваются три варианта космического захоронения радиоактивных отходов:

· направить капсулу с отходами за пределы Солнечной системы (пройдут миллионы лет, прежде чем они достигнут места назначения, за это время радиоактивные изотопы распадутся);

· сжечь на Солнце: капсулу с радиоактивными веществами направить в сторону Юпитера, мощное гравитационное поле гигантской планеты развернет ее и направит в сторону Солнца;

· разместить капсулу с отходами на гелиоцентрических орбитах между Землей и Венерой или между Землей и Марсом.

По мнению специалистов, практическое осуществление подобных проектов требует детального анализа будущего развития событий и их возможных катастрофических последствий.

3. Воздействие запусков космических ракет на 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.

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 микро течений 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 (Многоразовый Транспортный Космический Корабль) 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.

4. Наиболее острые проблемы и перспективы освоения космического пространства

Рассмотренные выше различные антропогенные воздействия на околоземное космическое пространство изучены к настоящему времени далеко не полностью, а их степень опасности с точки зрения воздействия на биосферу и возможного изменения характеристик околоземной космической среды существенно различны.

Наиболее изученной к настоящему времени является проблема космического мусора. От успешного решения этой проблемы зависит возможность дальнейшего развития космической деятельности человечества.

Хотя озоновый слой, защищающий Землю от вредного воздействия коротковолнового солнечного излучения, располагается на высотах ~20-50 км, проблема образования так называемых "озонных дыр"

постоянно упоминается в связи с запусками мощных ракет-носителей. До настоящего времени продолжаются споры между учеными относительно того, какие же факторы в наибольшей степени способствуют разрушению озонного слоя.

В середине 70-х годов одна из мощных отраслей промышленности США, производящая аэрозольные упаковки, следует указать, что уже сейчас уделяется очень большое внимание обеспечению "экологической чистоты" ракетно-космической техники.

Дополнительные теоретические и экспериментальные исследования необходимы для понимания механизмов образования озонных дыр.

содержащие фторхлоруглероды (фреоны), оказалась под угрозой ликвидации. В прессе публикации на тему «Атака на фреоны» потеснили на время светские новости и сообщения уголовной хроники, а в редакции газет поступали требования об изъятии упаковок с фреонами из продажи. Губернаторы штатов Орегон и Нью-Йорк выступили с заявлениями о готовности подписать законопроект, запрещающий продажу аэрозольных упаковок.

Причиной всех этих событий стала статья известных специалистов по аэрономии Ф. Роланда и М. Молина в журнале «Нейчур» («Природа»). В этой статье, названной «О возможных неблагоприятных последствиях, связанных с попаданием фторхлоруглеродов в атмосферу», авторы в результате модельных расчетов пришли к выводу, что накопление фреонов в атмосфере может привести к уменьшению стратосферного озона. Отмечалось, что это, в свою очередь, приведет к увеличению потока ультрафиолетового излучения Солнца у поверхности Земли и как следствие к возможному увеличению заболеваний людей раком кожи, гипертонией, неврозами.

Однако атака на фреоны натолкнулась на стойкую защиту фреонов. От «нападающих» потребовали более точных оценок, поскольку ряд косвенных фактов, связанных с существованием и вариациями хлорсодержащих соединений в атмосфере, не давал особых оснований бить тревогу. Более того, на озон могут оказывать воздействие и другие малые составляющие антропогенного происхождения -- например, соединения азота, которые также эффективно взаимодействуют с молекулами озона.

Следует подчеркнуть, что проблема атмосферного озона достаточно сложна и носит комплексный характер. Дело в том, что озон есть лишь отдельное (хотя и очень важное!) звено в сложной системе, которую представляет собой атмосфера. Достаточно сказать, что на содержание малых составляющих в стратосфере, которые могут вступать в реакции с молекулами озона, оказывает влияние до 85 различных реакций одновременно. Параметры ряда важных реакций этой сложной «фотохимической кухни» пока еще не определены.

В связи с этим упрощенные оценки того или иного эффекта в озонном слое без учета комплексного характера всей системы могут скорее обозначать остроту определенного направления в решении проблем «озонного щита».

Фреоны дают от 50 до 70% общего количества хлора, попадающего в стратосферу. Для сравнения можно указать, что основной естественный источник стратосферного хлора -- вулканические извержения -- обеспечивает поступление от 5 до 30% стратосферного хлора. Таким образом, в стратосфере преобладает хлор антропогенного происхождения, и именно рост антропогенного вклада в общий баланс хлорсодержащих соединений будет определять содержание хлора в стратосфере и его роль в дальнейшей эволюции озоносферы.

По имеющимся оценкам, важную роль в балансе стратосферного озона играют и соединения азота, которые обеспечивают до 70% фотохимического стока молекул озона. Однако в отличие от хлора в общем балансе соединений азота в стратосфере преобладают естественные, а не антропогенные источники.

Можно сравнить различные антропогенные источники азота и хлора в стратосфере для того, чтобы оценить относительный вклад перспективных транспортных космических систем в баланс озона в стратосфере.

Особо надо сказать о влиянии таких антропогенных воздействий на атмосферный озон, как ядерные взрывы в атмосфере и вызванные ими геофизические эффекты. Реальность таких воздействий подтверждается наблюдениями содержания озона в начале 60-х годов, когда такие взрывы в атмосфере были регулярными. Эффекты уменьшения озона в атмосфере после взрывов отмечались в течение нескольких лет.

В последние годы исследованиям озонного слоя уделяется весьма значительное внимание в связи с обнаружением и наблюдением в течение нескольких лет озонной дыры над Антарктидой. Не останавливаясь здесь подробно на этих исследованиях, отметим, что их результаты свидетельствуют о наличии целого ряда естественных процессов в атмосфере, приводящих к образованию озонных дыр.

Относительно электромагнитного загрязнения околоземного космического пространства можно отметить, что оно не представляет пока значительной угрозы, как для состояния биосферы, так и для состояния самой околоземной среды.

Параметры физических полей в биосфере Земли зависят, прежде всего, от динамики космических процессов. Известно, что в каждый данный момент косм геофизическая обстановка определяется активностью Солнца, взаимным расположением планет, фазами Луны, положением Земли векторной структуре межпланетного магнитного поля, галактическим космическим излучением.

Это, в свою очередь, определяет параметры магнитных, электромагнитных, гравитационных, акустических, акустико-гравитационных, иных информационных полей, интенсивность корпускулярных потоков, электрические свойства биосферы, в частности, квазистатического электрического поля Земли, погодные условия на Земле и т.д.

Сдвиги параметров физических полей биосферы Земли могут изменять функциональную активность организмов, влияя на магнетитовые электромагнит рецепторы, физико-химические свойства молекул, в частности, через явления ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонансов, активность ферментов, скорость биохимических реакций, структуру и транспортные свойства клеточных мембран, активность электроуправляемых ионных каналов, экспрессию генов и клеточных рецепторов, возбудимость нейронов и другие.

Также, одним из факторов, передающим влияние солнечной активности на биосферу, может быть атмосферный инфразвук, интенсивность которого нарастает при повышении солнечной активности (магнитные бури всегда сопровождаются инфразвуковыми бурями).

К настоящему времени установлены многочисленные взаимосвязи между изменением параметров космофизических процессов и разнообразными явлениями на Земле.

Так, изменения космогеофизической обстановки сопряжены с массовыми психопатическими явлениями (истерии, галлюцинации и др.), войнами, революциями, творческой продуктивностью учёных-физиков, художников, пассионарными толчками (появлением новых этнических систем), наводнениями, землетрясениями, частотой различных преступлений. Дорожно-транспортных происшествий, несчастных случаев, внезапных смертей, эпилептических припадков, общей смертностью, рождаемостью, мрачностью, массой младенцев, устойчивостью организма к действию ионизирующего излучения, гипоксии, частотой возникновения приступов стенокардии, нарушений сердечного ритма, инфарктов миокарда, инсультов, самоубийств, психических заболеваний, тяжелых травм, колебаниями артериального давления, частотой сердечных сокращений, свертываемостью крови, СОЭ, концентрацией лейкоцитов и эритроцитов крови, электропроводностью воды и биологически активных точек, размножаемостью и миграцией насекомых, рыб, других животных, пышностью цветения растений, величиной урожая кормовых злаков, количеством и качеством добываемого вина, ростом древесины (толщиной годичных колец) и многими другими явлениями.

Сдвиги параметров космофизических процессов влияют и на формирование конституциональных особенностей организмов (морфо типа, адаптационного потенциала, пространственно-временной организации биоритмов и др.) в период их зачатия, внутриутробного развития и рождения.

Накоплены данные о существенной роли гравитационного поля в развитии оплодотворенной яйцеклетки, формировании билатерально-симметричного строения зародыша.

Перейдем к взаимосвязи космической активности и этногенеза. Учеными выявлено, что, например, что смена типов человека (австралопитеки, питекантропы, неандертальцы и др.), периоды вымирания или возникновения различных видов флоры и фауны в процессе эволюционного развития живых организмов на Земле совпадают с периодами инверсии (временного исчезновения и смены полярности) магнитного поля Земли (минимальный период составляет приблизительно 20 тыс. лет, максимальный -- 730 тыс. лет).

Обнаружены многолетние ритмы (60,600, 8000 лет) изменения длины тела человека (акселерация и ретардация), соответствующие многолетним вариациям активности магнитного поля Земли.

Также, установлена взаимосвязь между динамикой величины гелио геомагнитной активности и антропометрическими данными у новорождённых в Москве (за период 110 лет) и Алматы (за 50 лет). Оказалось, что показатели длины, массы тела и окружности головы находятся в противофазных отношениях к уровням гелио геомагнитной активности, т.е. чем больше величина магнитного поля Земли, прямо коррелирующая с активностью Солнца, в период внутриутробного развития, тем меньше длина, масса тела и окружность головы новорождённых, и наоборот. Это последействие прослеживается в пропорциях тела взрослых людей и в сроках полового созревания.

Считается, что резкие изменения напряжённости геомагнитного и гравитационного полей в период внутриутробного развития организма могут влиять на формирование право -- или леворукости у людей. Выявлена достоверная разница между величинами артериального давления у школьников, родившихся в годы с минимальной и максимальной активностью Солнца. Оказалось, что уровень систолического и диастолического давления у школьников второй группы существенно выше, чем у первой.

Эти материалы свидетельствуют о том, что проблемы взаимосвязи космических и земных процессов очень серьезны и прежде всего, в области космической экологии человека, необходимости активного развития исследований в этом направлении, так как именно здесь можно получить данные, имеющие фундаментальное мировоззренческое и огромное практическое значение, в частности, при планировании тех или иных мероприятий, прогнозировании различных событий и т.д.

В целом, взаимосвязь космической антропоэкологии и человечества вплотную приводит нас к еще оной важной проблеме, а именно месте человека во вселенной.

В связи с упомянутой возможностью возникновения неустойчивостей в околоземной космической среде необходимо подчеркнуть, что задача определения предельно допустимых уровней воздействия на околоземную среду может быть названа главной задачей исследований ближайших нескольких лет. Эта задача является чрезвычайно актуальной по отношению к антропогенным воздействиям всех видов, и от ее скорейшего решения зависят как дальнейшее развитие космической деятельности человечества, так и обеспечение существования современной цивилизации.

Сейчас работы ведутся по трем основным направлениям:

а) мониторинг окружающей природы и создание технологий защиты летательных аппаратов от космического мусора;

б) разработка и внедрение мероприятий, направленных на предотвращение дальнейшего засорения окружающей природы;

в) разработка средств ликвидации уже существующего космического мусора.

5. Космический мониторинг

Под мониторингом (от лат. «монитор» -- напоминающий, надзирающий) понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Основной принцип мониторинга -- непрерывное слежение.

Мониторинг является важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель мониторинга -- наблюдение за состоянием окружающей среды и уровнем ее загрязнения. Не менее важно своевременно оценить и последствия антропогенного воздействия на биосферу экосистемы и здоровье человека, а также эффективность природоохранных мероприятий. Но мониторинг -- это не только слежение и оценка фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей среды.

Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом -- задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО). Основными целями этой программы являются:

-- организация расширенной системы предупреждения об угрозе здоровью человека;

-- оценка влияния глобального загрязнения атмосферы на климат;

-- оценка количества и распределения загрязнений в биологических системах, особенно в пищевых цепочках;

-- оценка критических проблем, возникающих в результате сельскохозяйственной деятельности и землепользования;

-- оценка реакции наземных экосистем на воздействие окружающей среды;

-- оценка загрязнения океана и влияния загрязнения на морские экосистемы;

-- создание системы предупреждений о стихийных бедствиях в международном масштабе.

При выполнении работ по программе глобального мониторинга особое внимание уделяют наблюдениям за состоянием природной среды из космоса. В основе изучения экологического состояния Земли лежит мониторинг антропогенных и не антропогенных изменений состояния окружающей среды. Космический мониторинг позволяет оперативно выявлять очаги и характер изменений окружающей среды, прослеживать интенсивность процессов и амплитуды экологических сдвигов, изучать взаимодействие техногенных систем.

Исследования Земли из космоса позволяют определить целую гамму важнейших экологических параметров экосистемы, таких как:

а) температурные режимы океана, материков, атмосферы на разных уровнях;

б) контроль океанических течений;

в) определение динамики открытых и закрытых водных бассейнов;

г) определение концентрации планктона в морях и океанах, солености воды;

д) изучение явлений деградации почвенного покрова;

е) исследование динамики лесных массивов, лесных и степных пожаров;

ж) исследование всех типов загрязнений атмосферы и гидросферы;

з) исследование явлений вулканизма и их влияния на состояние экосистемы и др.

Космический мониторинг позволяет получить уникальную информацию о функционировании экосистем, как на региональном, так и на глобальном уровнях. В сравнении с другими видами мониторинга космический имеет ряд практически значимых преимуществ. По данным Г.И. Марчука (1990), с его помощью возможно, в частности, оперативно получать информацию о природной среде с больших территорий Земли, что особенно важно при возникновении ураганов, наводнений и других стихийных бедствий. Чрезвычайно важным является создание системы космического мониторинга лесных пожаров для малозаселенных пространств.

В России функционирует разветвленная общегосударственная служба наблюдения по всем ступеням мониторинга -- локальном, региональном и глобальном. Обобщая результаты наблюдения на всех трех уровнях мониторинга, получают объективную картину антропогенных и природных процессов в различных регионах страны. С этой целью на многочисленных станциях, створах контроля, стационарных постах, в химических лабораториях, на самолетах, вертолетах и космических аппаратах наблюдают за загрязнением атмосферы, вод, почв, донных отложений, околоземного пространства, организуют слежение за состоянием земель, минерально-сырьевых ресурсов недр, сохранностью животного и растительного мира и т.д.

Основной объем наблюдений выполняют Федеральные службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет России). С 1995 г. в России с целью радикального повышения эффективности службы наблюдения введена Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ) (рис 1). К основным ее задачам, в частности, относятся ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку и гармонизация их с международными эколого-информационными системами, а также оценка и прогноз состояния объектов и антропогенных воздействий на них, откликов экосистем и здоровья населения на изменение состояния окружающей среды.

Задачи по программированию изменений в окружающей среде и принятию управляющих решений, т.е. решений, предотвращающих негативные изменения среды, в системе мониторинга решают с помощью математического моделирования на ЭВМ, используется динамическая постоянно действующая модель (IX ДМ), входящая в автоматизированную информационную систему (АИС) мониторинга. Особенность ПДМ -- циклическое функционирование: по мере поступления новых данных в АИС они загружаются в ПДМ и на модели «проигрывается» вариант развития моделируемой системы, затем при исходных данных цикл повторяется уже с учетом предыдущего варианта развития и т. д. Отсюда следует очень важное свойство ПДМ: чем дольше функционирует система мониторинга, тем полнее информация и тем ближе модель к моделируемому объекту.

Контроль над процессами и состоянием загрязнений биосферы, прогнозирование биологической продуктивности Мирового океана и лесных ресурсов, строение структур земной коры, динамика геолого-географических процессов -- вот круг проблем, решение которых способствует лучшему пониманию экологии человека в современном мире. У космических исследований есть также и «обратная сторона»: запуски ракет, разрушение и падение фрагментов космических аппаратов приводят к серьезным экологическим проблемам на Земле и в космосе.

Угрозу для жителей планеты представляют:

- падение первых ступеней ракет,

- отработавшие свой срок космические станции (особенно если они имели ядерные силовые установки),

- выбросов в атмосферу продуктов сгорания (После этого на больших площадях наблюдаются обильные кислотные дожди),

- мощные акустические, электромагнитные и оптические излучения от крупных ракет,

- воздействие солнечной ультрафиолетовой радиации, из-за «озоновых дыр»,

- влияние на погоду и климат.

Весь опыт человечества показывает: к чему бы человек не прикоснулся непременно, наряду с несомненными благами появляются новые проблемы, в том числе и экологического характера. Уже сейчас экологическая проблема геокосмоса стоит перед человечеством.

Специалисты считают, что дальнейшее развитие космической антропоэкологии требует качественно новых знаний о комплексе сложных явлений глобального характера, которые прямо связаны с жизнедеятельностью Человека. К этим процессам относятся такие, как сечение водных бассейнов, атмосферы, растительных покровов Земли. Здесь и круговорот космической и планетарной энергии в ее различных формах, био- и геохимические циклы, синхронизирующие влияние космических (солнечных, лунных и других) ритмов на периодические процессы в живой природе Земли. Обобщенная оценка этих явлений в глобальных масштабах стала возможной -- и это следует подчеркнуть -- лишь с появлением космических средств и методов.

Заключение

экологический космический техногенный

Рассмотренные задачи:

-- Аспекты освоения космического пространства.

-- Проблема космического мусора.

-- Воздействие запусков ракет на околоземную среду.

-- Наиболее острые проблемы и перспективы освоения космического пространства.

-- Космический мониторинг.

Наиболее изученной к настоящему времени является проблема космического мусора. От успешного решения этой проблемы зависит возможность дальнейшего развития космической деятельности человечества.

Следует указать, что уже сейчас уделяется очень большое внимание обеспечению "экологической чистоты" ракетно-космической техники.

Относительно электромагнитного загрязнения околоземного космического пространства можно отметить, что оно не представляет пока значительной угрозы как для состояния биосферы, так и для состояния самой околоземной среды.

В связи с упомянутой возможностью возникновения неустойчивостей в околоземной космической среде необходимо подчеркнуть, что задача определения предельно допустимых уровней воздействия на околоземную среду может быть названа главной задачей исследований ближайших нескольких лет. Эта задача является чрезвычайно актуальной по отношению к антропогенным воздействиям всех видов, и от ее скорейшего решения зависят как дальнейшее развитие космической деятельности человечества, так и обеспечение существования современной цивилизации.

Сейчас работы ведутся по трем основным направлениям:

а) мониторинг окружающей природы и создание технологий защиты летательных аппаратов от космического мусора;

б) разработка и внедрение мероприятий, направленных на предотвращение дальнейшего засорения окружающей природы;

в) разработка средств ликвидации уже существующего космического мусора.

Литература

1. Казначеев В.П. Космическая антропология - новое поле для развития науки в XXI веке. / В.П. Казначеев // Философия здоровья. - 2009. -- № 2. - С. 23-32.

2. Космическая антропоэкология: техника и методы исследования. / Отв. Ред. А.И. Мелуа // Материалы Второго Всесоюзного совещания по космической антропоэкологии, Ленинград. - 1984. - 479c.

3. Иванов В.В. Культурная антропология в системе наук. / В.В. Иванов // Антропология культуры. Сборник научных трудов. - 2002. - В. 1.- С. 11-31.

Размещено на Allbest.ru

...