Проблемы мирного освоения космоса

Московский Государственный Университет  им. М. В. Ломоносова             филиал в г.Севастополе.

 

 

 

 

 

 

 

Реферат      

по дисциплине «Демография» на тему:

Проблемы мирного освоения космоса

 

    

 

 

 

Выполнили студенты группы У-502 (А):

Аралин Николай, Арсеничев Андрей, Иванова Дарья      Проверила: Евгущенко А.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Севастополь 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

ГЛАВА 1. СЦЕНАРИИ МИРНОГО  ОСВОЕНИЯ КОСМОСА В БЛИЖАЙШЕМ  БУДУЩЕМ

 

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ  ПРЕПЯТСТВИЯ 

 

ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ НОВЫМИ РАЗРАБОТКАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКОЙ

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Разработка технологии является решающим фактором эволюции человека на протяжении

последних 50 000 лет.  Начиная  с создания первых каменных орудий и кончая информационной революцией сегодняшнего дня, человек отличался  от всех остальных известных видов  животных тем, что он активно видоизменял  свою среду обитания и накапливал навыки, и это позволило ему  защитить себя, выжить и даже процветать.  На протяжении последних 300 лет, с самого начала промышленной революции, развитие пошло головокружительными темпами, человек научился сполна использовать энергию и управлять ею, раскрыл  тайну атома, научился летать и разработал средства для мгновенного обмена информацией в масштабах всего  мира.

Эти открытия заложили основу для покорения человеком космического пространства.  Успех в освоении космического пространства, достигнутый  за последние полвека, был бы невозможен без решающих технологических прорывов в десятках дисциплин, включая ракетную технику, медицину, информатику, средства связи, материаловедение и машиностроение.  Потенциальный успех будущего освоения космического пространства зависит от следующих этапов развития в этих и в других областях.

Развитие технологии для  целей освоения человеком космического пространства является одновременно и средством, и целью. Благодаря разработке современных технологий в рамках национальных программ исследования космического пространства за последние пятьдесят лет в целом ряде отраслей были созданы новаторские изделия и внедрены новые технологии.  Равный (если не больший) вклад работы по исследованию космического пространства внесли в развитие «неосязаемых» технологий – благодаря накопленной сумме знаний по проектированию, организации, практической реализации и управлению сложным комплексом технических работ. Деятельность по освоению космического пространства также стала по всему миру источником, вдохновившим миллионы людей на выбор научных или инженерных профессий. Примеры

положительного влияния  этого процесса на жизнь человека неисчислимы.

В данной работе будут приведены  перспективы освоения космического пространства в обозримом будущем, а также проанализированы основные проблемы и препятствия которые  придется преодолеть человечеству для  того, чтобы выйти на новый этап научного и промышленного освоения космоса. В заключение реферата будут  даны выводы и рекомендации касательно решения приведенных проблем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. СЦЕНАРИИ МИРНОГО ОСВОЕНИЯ КОСМОСА В БЛИЖАЙШЕМ  БУДУЩЕМ

Освоение космического пространства – это постоянное движение вширь, к границам

человеческого опыта и  знания. И теперь, спустя полвека после начала истории освоения космического пространства, мы все еще работаем над ее первой главой.  За последние двадцать  лет в работах по освоению человеком космического пространства доминировали работы по разработке Международной космической станции (МКС), которые позволили в течение последнего десятилетия проводить исследования на низкой околоземной орбите и накопить опыт проведения продолжительных космических полетов.  Вся эта деятельность поможет человечеству в будущем научиться жить и работать в космическом пространстве.

Однако, в конечном счете МКС является лишь промежуточным этапом – но никак не пунктом назначения или конечной целью. Более удаленные и сложные цели в нашей солнечной системе, такие как Луна и Марс, интересуют сегодня основные космические державы и людей всего мира не только в отношении совершения краткосрочных полетов, но и в плане возможной организации постоянных поселений

Некоторые люди рассматривают  Марс в качестве конечной цели, в  то время как другие ограничивают свои амбиции освоением Луны.  Но в любом случае организация  постоянного поселения на Луне, вероятнее  всего, будет неотъемлемым элементом  на критическом пути развития.  Поверхность  Луны может использоваться как база для разработки и совершенствования  средств автономной работы в тяжелых  космических условиях, находящаяся  в пределах доступности для ее обслуживания с Земли.  Постоянно  действующая база может стать  центром научных исследований, отправной  точкой для дальнейших работ по исследованию космического пространства и даже основой  для коммерческой деятельности в  рамках таких потенциально интересующих рынок проектов, как использование  солнечной энергии и добыча гелия-3.

Другие являются сторонниками прямого освоения Марса, минуя Луну.  Полеты на Марс (как прямые, так и последующие за деятельностью по освоению Луны) поначалу могут представлять собой краткосрочные экспедиции в научных целях, в то время как возможность организации постоянно действующей базы в значительной степени будет зависеть от условий для организации жизнеобеспечения на месте.  Можно также предположить возможность космических полетов к твердым и потенциально подходящим для колонизации лунам и астероидам в пределах солнечной системы.

Вся эта деятельность, скорее всего, должна осуществляться при поддержке  промежуточных станций, расположенных  в космосе на лунной орбите и в  точках либрации между Землей и Луной.  Все эти экспедиции будут выполняться  с использованием надлежащего сочетания  пилотируемых и автоматических полетов, причем последние сохранят за собой  ведущую роль в деле освоения периферии  солнечной системы и пространства за ee пределами в течение нашего века.

В очень долгосрочной перспективе (на 100 лет и более) можно предположить, что реальностью станут такие  футуристические концепции, как  колонизация космического пространства или начало работ по преобразованию ландшафта Марса, однако возможность  их практической реализации по-прежнему не ясна, как по причинам чисто технологического характера, так и по причине того, что перспективы таких проектов зависят от принимаемых сегодня  решений.

 

 

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ  ПРЕПЯТСТВИЯ

 

Технологические сложности  на пути освоения человеком космического пространства являются достаточно комплексными и разнообразными, и настоящая работа не ставит перед собой цель их полного перечисления.  В этой главе приводится краткое обсуждение пяти областей техники, которые вероятно станут наиболее важными в будущих работах по освоению человеком космического пространства:

1.Вывод в космическое пространство;

2.Источники энергии и силовые установки;

3.Здоровье и безопасность  экипажа;

4.Среда обитания человека и робототехника.

 

Вывод в космическое пространство

Одной из самых критичных  сложностей технического характера  на пути освоения человеком космического пространства является решение вопроса  о выводе аппаратов в космическое  пространство.  Стоимость вывода в космос в течение последних  тридцати лет продолжает являться наиболее существенным препятствием на пути экспансии  и постоянной колонизации космического пространства.  Несмотря на оптимистические  прогнозы, которые делались в 1960-е  и 1970-е годы, стоимость вывода в  космос не подверглась значительному  снижению за последние тридцать лет.  Технологии запуска космических  кораблей не претерпели радикального изменения со времени программы  кораблей «Аполлон», а многочисленные попытки разработки систем запуска  следующего поколения либо не были доведены до конца, либо не оправдали  ожиданий.  В Соединенных Штатах Америки космические корабли  многоразового использования стали  тяжкой ношей для американской космической  программы и при всей общезначимости своего изначального предназначения не оправдали, с учетом произошедших трагедий, возлагавшихся на них ожиданий.  Российский космический корабль «Союз» в сравнении с ними оказался надежным и более экономически эффективным, однако и он не обеспечил необходимого снижения затрат и улучшения технических характеристик, которые позволили бы кардинально изменить вывод аппаратов в космос.

На сегодняшний день тяговые  ракетные двигатели на химическом топливе  представляют собой единственное средство для выхода за пределы земной атмосферы.  Однако существует вероятность разработки других технологий, которые в долгосрочной перспективе смогут изменить картину  и снизить стоимость доставки в космос.  Эти концепции в  настоящее время не являются подтвержденными  на практике, их разработка может потребовать  десятилетий, однако в случае их реализации они преобразят задачу доставки в  космос.

 

Энергия и ракетные двигатели

После выхода космического корабля за пределы действия силы земного притяжения, преимущества ракетных двигателей на химическом топливе снижаются, особенно – в случае продолжительных  полетов.  Новые передовые источники  энергии и технологии двигателей потенциально могут сделать пилотируемые полеты более быстрыми и дешевыми.  Электронные двигатели, использующие солнечную энергию, использовались для полетов таких автоматических аппаратов, как, например, Deep Space 1. Такие технологии отличаются эффективностью, но и низкой скоростью – подходящей для беспилотных кораблей и, возможно, для непродолжительных полетов, однако они вряд ли будут использоваться для пилотируемых полетов большой продолжительности.   Электрические двигательные системы с использованием ядерной энергии в настоящее время находятся на стадии разработки в рамках проекта Prometheus НАСА, и они должны лечь в основу таких запланированных автоматических полетов, как Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO).  Применение в этих системах солнечной и атомной энергии обеспечит энергией и сам космический корабль, что позволит выполнять более продолжительные и более сложные полеты ввиду отсутствия потребности в наличии на борту тяжелых источников энергии.

Электропитание бортовых потребителей Международной космической  станции осуществляется главным  образом от солнечных батарей, и  дальнейший прогресс в области технологии солнечных элементов позволит нарастить  производство энергии на таких базовых  станциях.  Тем не менее, даже при  условии увеличения энергетического  КПД по мере совершенствования солнечных  батарей, возможность использования  солнечной энергии уменьшается  по мере увеличения расстояния до Солнца.  Использование солнечной энергии  за пределами орбиты Марса становится чрезвычайно заруднительным.

 

Здоровье и  безопасность экипажа

Человеческий организм слишком  уязвим, чтобы выжить в условиях космического вакуума.  За пределами  низких околоземных орбит и экранированных пределов поясов Ван Аллена, радиация представляет значительную угрозу для  выживания человека, а экранирование  космического аппарата от радиации значительно  увеличивает его массу и стоимость  полета.  Невесомость также приводит к долговременным изменениям в человеческом организме, наиболее существенным из которых является необратимые потери костной ткани.  Психологические аспекты продолжительных космических полетов также являются неясными; несмотря на то, что люди находились, месяцами на станции «Мир» и на Международной космической станции, эти аппараты находились в пределах дружелюбного синего сияния находящейся под ними Земли.  Что случится с людьми во время их полета на Марс, когда Земля удалится из поля их зрения и когда вокруг них останется только черная пустота глубин космического пространства? И, заглядывая в более далекое будущее, как люди будут справляться с психологическими проблемами, проживая в колониях на Луне или на Марсе?

 

Среда обитания человека

Попутно с решением вопроса  о здоровье и безопасности экипажа  возникает вопрос о создании устойчивых колоний людей в тяжелых условиях окружающей среды.  Такие поселения  придется располагать и изготавливать  таким образом, чтобы они не только защищали своих жителей от солнечной  радиации, но и обеспечивали людям  возможность заниматься работой  и другими видами повседневной деятельности.  Космические поселения будут  замкнутыми системами во многих отношениях, и они должны в значительной степени  быть самообеспечивающими в отношении  питания, снабжения водой, энергией, здравоохранения, санитарного обеспечения  и строительных работ, чтобы обеспечивалось их устойчивое существование.  Если полет будет предусматривать  доставку всего того, что потребуется  для многолетнего выживания, то стоимость  доставки такого количества грузов, скорее всего, сделает такой полет невыполнимым.  Поэтому особенное значение приобретает  использование местных ресурсов (для получения топлива) для осуществления обратного полета с Марса и для операций на поверхности планеты (выработка кислорода, пищи и топлива, и обеспечение прочих потребностей).

 

Робототехника

Применение робототехники  играет важную роль не только для полностью

автоматических полетов, но и в качестве важного элемента в поддержку освоения человеком  космического пространства.  Автоматические полеты призваны стать очень важным элементом широкой инфраструктуры деятельности человека в космическом  пространстве для выполнения таких  задач, как разведка, возвращение  образцов, испытания средств освоения мест и подготовки в них инфраструктуры.  Возможно (и даже желательно), что  к моменту, когда нога человека наконец ступит на поверхность Марса, людей там будут ожидать построенные роботами жилые комплексы и/или ресурсы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ НОВЫМИ РАЗРАБОТКАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  ПОЛИТИКОЙ

Решение каждой из упомянутых в предыдущей главе технических задач потребует напряженной и целенаправленной работы ученых и инженеров всего мира в течение последующих лет и десятилетий. В поддержку этого широкого процесса разработки новаторских решений должна быть разработана система принятия решений, распределения ресурсов, разработки новых возможностей и выделения финансирования; все это должно осуществляться на основании комплекса юридических и политических норм.  Необходимо провести предварительное  исследование с целью выявления существующих соответствующих юридических (и политических) норм, а также препятствий и возможностей.  Для расцвета новых технологий работа системы должна быть тщательно отлажена.  Управление этой системой требует постановки четких задач при проведении каждого из следующих видов деятельности: