Космический мусор: проблемы и пути решения. Шесть космических проблем освоения космоса

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.

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»).

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное Агентство по образованию

ГОУ ВПО Марийский Государственный Технический Университет

Кафедра УППиЛ

Реферат

Освоение космоса
как решение глобальных социально-экологических проблем

Выполнил: студент СРб-31

Кочергин А.Ю.

Проверил: доцент каф. УППиЛ

Гончаров Е.А.

Йошкар-Ола

Введение 4

1. Глобальные проблемы современности: сущность, роль и экономические аспекты 6

2. Виды и характеристика современных глобальных проблем. 9

Экологическая проблема 9

Демографическая проблема 13

Проблема преодоления бедности и отсталости 14

Продовольственная проблема 16

3. Проблема освоения космоса как решение глобальных социально-экологических проблем современности. 21

Стратегия экологизации 25

Заключение 28

Введение

На исходе ХХ века резко усилилось деструктивное антропогенное, главным образом технологическое, давление на окружающую среду, что привело человечество к глобальному кризису. Современная цивилизация оказалась в той точке всемирно-исторического процесса, именуемой различными исследователями по-разному ("моменты" - И. Тэн, "узлы" – А.Солженицын, "надломы" – А.Тойнби и т. п.), которая определяет динамику и направление цивилизационного развития на длительную перспективу. Противоречие между ростом народонаселения и возможностью удовлетворения его материально- энергетических потребностей, с одной стороны, сравнительно ограниченными возможностями естественных экосистем – с другой, приобретают антагонистический характер. Их обострение чревато необратимыми деградационными изменениями биосферы, радикальной трансформацией традиционных природных условий функционирования цивилизации, что также создаёт реальную угрозу жизненно важным интересам будущих поколений человечества.

Актуальность данной проблемы заключается в необходимости осмысления и преодоления сложившейся ситуации, которая выдвинула экологическую проблематику на одно из первых мест в иерархии глобальных проблем современности. Всё чаще на различных форумах учёных, общественных и политических деятелей звучат тревожные заявления о том, что совокупная человеческая деятельность способна коренным образом подорвать природное равновесие биосферы и тем самым поставить цивилизацию перед угрозой гибели. Всё более активно обсуждаются социальные проблемы нарастающего экологического и технологического риска.

Опыт последних десятилетий неопровержимо свидетельствует, что в подавляющем большинстве экологических бедствий основным виновником становится всё чаще не непредсказуемость действия технологических средств или природных стихий, а непродуманная, непредсказуемая деятельность человека, наносящая своим техногенным воздействием нередко непоправимый вред природе.

В отечественной науке, особенно начиная с 70-х годов, такие учёные, как М. М. Будыко, Н. Н. Моисеев, Е. К. Фёдоров, И. Т. Фролов, С. С. Шварц и др., широко обсуждали острые проблемы экологического кризиса современной цивилизации, анализировали этапы развития общества и социокультурных ценностей в свете взаимоотношений природной, технической и социальной систем. Шел поиск оптимальных программ решения экологических проблем, рассматривались многообразные аспекты экологической переориентации экономики, технологии, образования, общественного сознания.

Глобализация хозяйственной деятельности привела к тому, что на механизм мирового хозяйства все более заметное воздействие стали оказывать проблемы, о которых мировое сообщество впервые заговорило в конце 60-х – начале 70-х гг. Эти проблемы получили название глобальных, а в научный обиход был введен термин «глобалистика» как специфическое направление международных экономических исследований.

Большинство исследований сходится в том, что, несмотря на все разнообразие глобальных проблем, они обладают общей спецификой, выделяющей их на фоне других проблем мировой экономики. Такая специфика глобальных проблем заключается в том, что они имеют ряд общих признаков:

Носят общемировой характер, то есть затрагивают интересы и судьбы всего (или, по крайней мере, большинства) человечества;

Угрожают человечеству серьёзным регрессом в условиях жизни и дальнейшем развитии производительных сил (или даже гибелью человеческой цивилизации как таковой);

Нуждаются в срочном и неотложном решении;

Взаимосвязаны между собой;

Требуют для своего решения совместных действий всего мирового сообщества.

Исходя из этих признаков, к глобальным стали относить следующие проблемы мирового хозяйства: преодоления бедности и отсталости; мира, разоружения, предотвращения мировой ядерной войны (проблемы мира и демилитаризации); продовольственную; экологическую; демографическую.

По мере развития человеческой цивилизации могут возникать и уже возникают новые глобальные проблемы. Так, к разряду глобальных стали относить проблему освоения и использования ресурсов Мирового океана, а также проблему освоения и использования космоса.

Изменения, произошедшие в 70-е – 80-е и особенно в 90-е гг., позволяют говорить о смене приоритетов в глобальных проблемах. Если еще в 60-е – 70-е гг. главной считалась проблема предотвращения мировой ядерной войны, то сейчас на первое место одни специалисты ставят экологическую проблему, другие – демографическую проблему, а третьи – проблему бедности и отсталости.

Основная цель данной работы – изучить возможные пути решения проблем мирового хозяйства в космологическом аспекте.

Объект работы – глобальные социально-экологические проблемы человечества.

Предмет работы – установление и поиск возможностей решения глобальных проблем путем освоения мирового хозяйства.

Наше предположение состоит в том, что решение глобальных проблем путем освоения космоса носит противоречивый, и цивилизация на данном этапе не способна рационально реализовать в жизнь этот проект.

1. Глобальные проблемы современности: сущность, роль и экономические аспекты

Любая сфера деятельности в своем развитии сталкивается с общими или более частными задачами и проблемами. Человеческая хозяйственная деятельность – не исключение. По уровню и масштабам, однако, такие проблемы различны. По-разному проявляются они и в сфере экономики. Одни, затрагивая в основном интересы непосредственных участников, решаются самими субъектами экономических отношений: предпринимателями, предприятиями; другие требуют того или иного государственного участия; третьи предполагают межгосударственные действия.

Вместе с тем есть такие проблемы развития общества, которые касаются всех и каждого, всего мирового сообщества, т. е. носят всеобщий характер. Это первая принципиальная характеристика проблем, называемых глобальными .

Но в силу масштабности, долговременности и степени воздействия преодоление таких проблем требует колоссальных сил и средств, которыми не располагают и не могут располагать пока отдельные страны и даже группы стран – необходимо привлечение разнообразных (в том числе материальных, финансовых, трудовых, технологических, духовных, интеллектуальных, информационных) ресурсов. Другими словами, у любой из глобальных проблем есть серьезнейшие экономические аспекты, обусловливающие невозможность их решения без объединения ресурсов, прежде всего материально-финансовых, мирового сообщества.

Привлечение совокупных средств многих или всех стран, международных организаций, интернациональное экономическое сотрудничество – вторая принципиальная особенность проблем человечества, рассматриваемых как глобальные.

Необходимо подчеркнуть, что состав глобальных проблем, их роль и место на отдельных этапах развития общества изменяются. Не случайно поэтому их перечень в некоторых исследованиях, публикациях, и даже в учебниках не совпадает. Многие глобальные проблемы, отвечающие указанным признакам и обусловленные естественно-природными факторами, возникают и существуют очень давно: стихийные бедствия, метеоритные дожди, магнитные бури и т.п. Но в существенной мере глобальные проблемы современности – результат всей предшествующей человеческой деятельности.

Во имя прибыли, в том числе за счет уменьшения затрат, во исполнение авторитарных политических решений нарушалась естественная среда, хищнически использовались и истощались природные богатства, огромные средства растрачивались в непроизводительных, антигуманных целях. В то же время возникновение и обострение глобальных проблем – результат не только корыстных и бездумных действий, но, в существенной мере, неизбежное логическое последствие развития общества в целом, в том числе ускорения и расширения масштабов его хозяйственной деятельности.

В известной степени усиление негативного воздействия глобальных проблем на все стороны жизни и деятельности, затруднения в их решении на современном этапе и в перспективе, связаны с повышенными темпами экономического роста на основе преимущественно интенсивных факторов и, как это не противоречиво, научно-технического прогресса. Особенно указанная тенденция проявляется в расширении набора и увеличении масштабов нерешенных социально-экономических проблем, приобретающих глобальный характер.

Исключительная трудность и объемность задач и ограниченность средств для решения глобальных проблем требуют обоснованного определения их состава и приоритетов действий.

В отдельных публикациях последних лет называется от 3 до 20 глобальных проблем современности. Большинство авторов, и мы разделяем эту точку зрения, выделяют четыре основные глобальные проблемы: – экологическая; – разоружение, нераспространение оружия массового уничтожения и предотвращение ядерной войны; демографическая; - природоресурсная (сырьевая, энергетическая, продовольственная).

К числу глобальных относят также проблемы: использования ресурсов моря и морского дна; освоения космоса; преодоления экономической отсталости слаборазвитых стран и бедности в мире, обеспечения прав человека, создания и развития всемирной компьютерной системы информации и др.

Место, роль и масштабы отдельных глобальных проблем не остаются неизменными. В настоящее время, практически единодушно, первейшей признается экологическая проблема, хотя еще недавно, не без политических причин, таковой считалось разоружение и предотвращение ядерной войны. В силу исключительного размаха, степени влияния и последствий для человечества, многообразия включаемых компонентов, особых экономических трудностей решения эта проблема приобрела новые качественные характеристики.

Рост населения Земли, интенсификация использования естественных ресурсов, добычи природных богатств, загрязнение и обеднение среды обитания приводят к коренным изменениям в условиях жизни человечества и состоянии околоземного пространства. Экология переросла в первейшую глобальную проблему, имеющую беспрецедентные экономические аспекты. Существенно и то, что она характеризуется устойчивой тенденцией к обострению.

Происходят изменения и внутри глобальных проблем: утрачивают прежнее значение некоторые их составляющие, возрастает роль других, появляются новые. Так, в демографической проблеме возникли новые задачи, связанные со значительным расширением международной миграции населения, трудовых ресурсов и т.п.

Вместе с тем, необходимо подчеркнуть тесную связь глобальных проблем между собой. Опережающий рост народонаселения по сравнению с сельскохозяйственным производством во многих развивающихся странах предопределяет остроту продовольственной проблемы. К ее решению вынуждены подключаться и развитые страны, располагающие ресурсами продовольствия, а также международные организации, разрабатывающие и осуществляющие специальные программы помощи.

Следует отметить, что оценка отдельных глобальных проблем и отношение к ним в странах и в мировом сообществе неоднозначны, тем более с позиций экономических аспектов, изыскания источников ресурсов для их преодоления. Автор не ставит задачу подробного рассмотрения каждой из глобальных проблем – это отдельная, большая тема. Лишь на примере некоторых, на наш взгляд основных из них, рассматривается воздействие глобальных проблем на формирование мирового хозяйства и роль последнего в их решении.

Впервые на возникновение и нарастание глобальных проблем внимание было обращено в начале 70-х гг. в известных материалах Римского клуба. Не случайно уже тогда на первое место выдвигались вопросы заражения и нарушения окружающей среды, экологии, их последствий для человечества. При этом предлагалось сосредоточить усилия на ослаблении негативного влияния хозяйственной деятельности, динамики народонаселения прежде всего ограничительной, дифференцированной по регионам регламентацией экономического роста.

Теперь стала очевидной неотложная необходимость осуществления скоординированных масштабных действий всего мирового сообщества, с учетом планетарного катастрофического характера проблемы и для нынешнего, и для будущих поколений. Она пополняется новыми составляющими (опасность ядерных отходов и их захоронений; усиленное, массированное воздействие на жизнь и здоровье людей; неблагоприятные устойчивые изменения земного климата из-за систематического нарастающего разрушения атмосферной среды и т.д), охватывая практически все страны и территории.

Мы родились на Земле. Останемся ли мы здесь? Нет, конечно. Не стоит нам всем отсиживаться на одной планетке, ожидая хорошего удара метеорита, чтобы присоединиться к нелетающим динозаврам. И вы заметили, как меняется погода?

Человечество ведет свое начало из Африки. Но мы не остались там, не все из нас - тысячи лет наши предки расселялись по континенту, а после покинули его. И когда они пришли к морю, то построили лодки и поплыли через огромные расстояния к островам, о существовании которых знать не могли. Почему? Возможно, по той же причине мы смотрим на Луну и на звезды и задаемся вопросом: а что там? Можем ли мы туда попасть? Ведь таковы мы, люди.

Космос, конечно, бесконечно более враждебный для людей, чем поверхность моря; покинуть земную гравитацию сложнее и дороже, чем оттолкнуться от берега. Те первые лодки были передовыми технологиями своего времени. Мореплаватели тщательно планировали свои дорогие, опасные путешествия, и многие из них погибли, пытаясь выяснить, что там за горизонтом. Почему мы тогда продолжаем?

Можно было бы поговорить о бесчисленных технологиях, от небольших продуктов для удобства до открытий, которые позволили предотвратить массу смертельных случаев или спасти кучу жизней больных и раненых.

Можно было бы поговорить о том, что всем нам легко и приятно работать над проектом, который не включает убийство себе подобных, который помогает нам понять нашу родную планету, искать способы жить и, что особенно важно, выживать на ней.

Можно было бы поговорить о том, что убраться из Солнечной системы подальше - весьма неплохой план, если человечеству повезет выжить в следующие 5,5 миллиарда лет и Солнце расширится достаточно, чтобы поджарить Землю.

Можно было бы поговорить обо всем этом: о причинах, по которым мы должны найти способ поселиться подальше от этой планеты, построить космические станции и лунные базы, города на Марсе и поселения на спутниках Юпитера. Все эти причины приведут нас к тому, что мы посмотрим на звезды за пределами нашего Солнца и скажем: можем ли мы добраться туда? Будем ли?

Это огромный, сложный, почти невозможный проект. Но когда это останавливало людей? Мы родились на Земле. Останемся ли мы здесь? Нет, конечно.

Проблема: взлет. Преодолеть гравитацию

Отрыв от Земли похож на развод: хочется побыстрее и чтобы багажа поменьше. Но мощные силы выступают против - особенно гравитация. Если объект на поверхности Земли хочет свободно летать, ему нужно оторваться со скоростью, превышающей 35 000 км/ч.

Это выливается в серьезный «упс» в денежном эквиваленте. Чтобы просто запустить марсоход «Кьюриосити», понадобилось 200 миллионов долларов, одна десятая бюджета миссии, и любой экипаж миссии будет отягощен оборудованием, необходимым для поддержания жизни. Композитные материалы вроде сплавов экзотических металлов могут снизить вес; добавьте к ним более эффективное и мощное топливо и получите нужное ускорение.

Но лучшим способом сэкономить денег будет возможность повторного использования ракеты. «Чем выше число рейсов, тем выше будет экономическая отдача, - говорит Лес Джонсон, технический ассистент Advanced Concepts Office NASA. - Это путь к резкому снижению стоимости». SpaceX пытается сделать свою ракету Falcon 9, к примеру, многоразовой. Чем чаще вы летаете в космос, тем дешевле это выходит.

Проблема: тяга. Мы слишком медленные

Лететь через космос просто. В конце концов, это вакуум; ничто не будет вас тормозить. Но как разогнаться? Вот это-то сложно. Чем больше масса объекта, тем большую силу нужно приложить для его движения - а ракеты весьма массивны. Химическое топливо хорошо подходит для первого толчка, но драгоценный керосин сгорит в считанные минуты. После этого путь к спутникам Юпитера займет пять-семь лет. Но это долго. Нам нужна революцияв способах космического движения.

Проблема: космический мусор. Там, наверху - минное поле

Поздравляем! Вы успешно запустили ракету на орбиту. Но прежде чем вы прорветесь во внешний космос, к вам с тыла зайдет парочка старых спутников, изображающих кометы, и попытается протаранить топливный бак. И нет больше ракеты.

Это проблема космического мусора, и она весьма актуальна. Американская сеть космического наблюдения смотрит за 17 000 объектов - каждый размером с футбольный мяч - которые носятся вокруг Земли на скорости свыше 35 000 км/ч; если считать с кусками до 10 сантиметров в диаметре, обломков будет свыше 500 000. Крышки от фотоаппаратов, пятна краски - все это может создать пробоину в критической системе.

Мощные щиты - слои металла и кевлара - могут защитить от крошечных кусочков, но ничто не спасет вас от целого спутника. 4000 таких вращается вокруг Земли, большая часть из них уже отработали свое. Центр управления полетами выбирает наименее опасные маршруты, но отслеживание не идеально.

Снять спутники с орбиты нереально - потребуется целая миссия, чтобы захватить хотя бы один. Так что отныне все спутники должны самостоятельно сходить с орбиты. Они будут отрабатывать лишнее топливо, потом используют ускорители или солнечные паруса, чтобы сойти с орбиты и сгореть в атмосфере. Включайте программу отработки в 90% новых пусков либо получите синдром Кесслера: одно столкновение приведет ко множеству других, которые постепенно вовлекут весь орбитальный мусор, и тогда никто не сможет летать вообще. Возможно, пройдет век, прежде чем угроза станет неотвратимой, или намного меньше, если развернется война в космосе. Если кто-то начнет сбивать вражеские спутники, «это будет катастрофа», считает Хольгер Крэг, глава отдела космического мусора в Европейском космическом агентстве. Мир во всем мире необходим для светлого будущего космических путешествий.

Проблема: навигация. В космосе нет GPS

Deep Space Network, коллекция антенн в Калифорнии, Австралии и Испании - это единственный инструмент навигации в космосе. Начиная студенческими зондами и заканчивая «Новыми горизонтами», летящим через пояс Койпера, все полагается на работу этой сети. Сверхточные атомные часы определяют, сколько необходимо сигналу, чтобы добраться от сети до космического аппарата и обратно, и навигаторы используют это для определения положения аппарата.

Но по мере роста числа миссий, сеть становится перегруженной. Коммутатор часто забит. NASA спешно работает, чтобы облегчить нагрузку. Атомные часы на самих аппаратах сократят время передачи вдвое, позволив определять расстояния с помощью односторонней связи. Лазеры с повышенной пропускной способностью смогут обрабатывать большие пакеты данных, вроде фотографий или видео.

Но чем дальше ракеты уходят от Земли, тем менее надежными оказываются эти методы. Конечно, радиоволны движутся со скоростью света, но передачи в глубокий космос по-прежнему занимают часы. И звезды могут рассказать вам, куда идти, но они слишком далеки, чтобы сказать вам, где вы находитесь. Для будущих миссий эксперт по навигации в глубоком космосе Джозеф Гвинн хочет спроектировать автономную систему, которая будет собирать изображения целевых и ближайших объектов и использовать их относительное местоположение для триангуляции координат космического аппарата - без необходимости в наземном контроле. «Это будет как GPS на Земле, - говорит Гвинн. - Вы помещаете GPS-приемник в свой автомобиль, и проблема решена». Он называет это системой позиционирования глубокого космоса - DPS, если коротко.

Проблема: космос большой. Варп-двигателей пока не существует

Самый быстрый объект, который люди когда-либо строили, это зонд Helios 2. Сейчас он мертв, но если бы звук мог распространяться в космосе, вы услышали бы, как он свистит, проносясь мимо Солнца на скорости свыше 252 000 км/ч. Это в 100 раз быстрее пули, но даже двигаясь на такой скорости, вам потребовалось бы 19 000 лет, чтобы достичь ближайшего соседа Земли по звездам. Никто пока даже и не думает отправляться так далеко, потому что единственное, что можно встретить за такое время, - смерть от старости.

Чтобы победить время, потребуется много энергии. Возможно, придется разрабатывать Юпитер в поисках гелия-3 для поддержки ядерного синтеза - при условии, что вы построили нормальные термоядерные двигатели. Аннигиляция вещества и антивещества даст больший выхлоп, но контролировать этот процесс весьма сложно. «Вряд ли вы стали бы делать это на Земле, - говорит Лес Джонсон, работающий над сумасшедшими космическими идеями. - В космосе - да, так что если что-то пойдет не так, вы не уничтожите континент». Как насчет солнечной энергии? Все, что нужно, это парус размером с небольшое государство.

Гораздо более элегантно было бы взломать исходный код Вселенной - с помощью физики. Теоретический двигатель Алькубьерре мог бы сжимать пространство перед кораблем и расширять позади, чтобы материал между - там, где ваш корабль - эффективно двигался быстрее света.

Впрочем, легко сказать, но трудно сделать. Человечеству потребуется несколько эйнштейнов, работающих в масштабах Большого адронного коллайдера, чтобы увязать все теоретические выкладки. Вполне возможно, что однажды мы сделаем открытие, которое все изменит. Но никто не будет делать ставку на случайность. Потому что моменты открытия требуют финансирования. Но лишних денег у физиков сферы элементарных частиц и у NASA нет.

Проблема: Земля только одна. Не смело вперед, а смело остаемся

Пару десятилетий назад фантаст Ким Стэнли Робинсон набросал будущую утопию на Марсе, построенную учеными перенаселенной и задыхающейся Земли. Его трилогия о Марсе показала убедительный повод колонизации Солнечной системы. Но на самом деле зачем, если не ради науки, нам двигаться в космос?

Жажда исследований таится у нас в душе - о таком манифесте многие из нас слышали и не раз. Но ученые давно выросли из шинели мореплавателей. «Терминология первооткрывателей была популярна 20-30 лет назад, - говорит Хайди Хаммел, которая занимается расстановкой приоритетов исследований в NASA. С тех пор, как зонд «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона в прошлом июле, «мы исследовали каждый образец среды в Солнечной системе хотя бы раз», говорит она. Люди, конечно, могут копаться в песочнице и изучать геологию далеких миров, но поскольку этим занимаются роботы, нет нужды.

А как же жажда исследований? Истории видней. Западная экспансия была тяжелым отъемом земель, и великих исследователей тогда вели по большей части ресурсы или сокровища. Тяга к странствиям у человека проявляется сильнее всего лишь на политическом или экономическом фоне. Конечно, надвигающееся уничтожение Земли может обеспечить некоторые стимулы. Ресурсы планеты истощаются - и разработка астероидов уже не кажется бессмысленной. Изменяется климат - и космос уже кажется чуточку милее.

Конечно, в такой перспективе нет ничего хорошего. «Появляется нравственная угроза, - говорит Робинсон. - Люди думают, что если мы испоганили Землю, мы всегда можем отправиться к Марсу или к звездам. Это губительно». Насколько нам известно, Земля остается единственным пригодным для жизни местом во Вселенной. Если мы покинем эту планету, сделать это придется не по прихоти, а по необходимости.

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.