Недавно человечество вступило на порог третьего тысячелетия. Что ждёт нас в будущем? Наверняка возникнет много проблем, требующих обязательных решений. По прогнозам учёных, в 2050 году численность жителей Земли достигнет цифры 11 млрд. человек. Причём 94% прирост будет в развивающихся странах и только 6% в промышленно развитых. Кроме того, учёные научились замедлять процессы старения, что существенно увеличивает продолжительность жизни.
Это ведёт к новой проблеме - нехватке продовольствия. В данный момент примерно полмиллиарда человек голодают. По этой причине ежегодно умирают около 50 миллионов. Чтобы прокормить 11 миллиардов, нужно будет в 10 раз увеличить производство продуктов питания. Помимо этого понадобится энергия для обеспечения жизни всех этих людей. А это ведёт к увеличению добычи топлива и сырья. Выдержит ли планета подобную нагрузку?
Ну и не стоит забывать о загрязнении окружающей среды. С наращиванием темпов производства не только истощаются ресурсы, но и меняется климат планеты. Машины, электростанции, заводы выбрасывают в атмосферу такое количество углекислого газа, что возникновение парникового эффекта совсем не за горами. С повышением температуры на Земле начнётся и повышение уровня воды в Мировом океане. Всё это самым неблагоприятным образом скажется на условиях жизни людей. Даже может привести к катастрофе.
Данные проблемы поможет решить Подумайте сами. Туда можно будет переместить заводы, исследовать Марс, Луну, добывать ресурсы и энергию. И всё будет так, как в фильмах и на страницах научно-фантастических произведений.
Энергия из космоса
Сейчас 90% всей земной энергии получают путём сжигания топлива в домашних печах, автомобильных двигателях и котлах электростанций. Каждые 20 лет потребление энергии удваивается. Насколько же хватит природных ресурсов для удовлетворения наших нужд?
Например, то же нефти? По прогнозам учёных, она закончится через столько лет, сколько насчитывает история освоения космоса, то есть через 50. Угля хватит на 100 лет, а газа примерно на 40. Кстати, атомная энергия тоже относится к исчерпаемым источникам.
Теоретически проблема поиска альтернативной энергии была решена ещё в 30-х годах прошлого века, когда придумали реакцию термоядерного синтеза. К сожалению, она до сих пор неуправляема. Но даже если научиться её контролировать и получать энергию в неограниченных количествах, то это приведёт к перегреву планеты и необратимому изменению климата. Существует ли выход из этой ситуации?
Трёхмерная индустрия
Конечно, это освоение космоса. Необходимо перейти из «двухмерной» индустрии в «трёхмерную». То есть все энергоёмкие производства нужно перенести с поверхности Земли в космос. Но в данный момент делать это экономически невыгодно. Стоимость такой энергии будет в 200 раз выше электричества, полученного тепловым путём на Земле. Плюс огромных денежных вливаний потребует постройка больших орбитальных станций. В общем, нужно подождать, пока человечество пройдёт следующие этапы освоения космоса, когда будет усовершенствована техника и снизится стоимость строительных материалов.
Круглосуточное солнце
На протяжении всей истории существования планеты люди пользовались солнечным светом. Однако потребность в нём есть не только в дневное время. Ночью он нужен намного дольше: для освещения строек, улиц, полей во время сельхозработ (посевной, уборки) и т.д. А на Крайнем Севере Солнце вообще не появляется на небосклоне по полгода. Можно ли увеличить Насколько реально создание искусственного Солнца? Сегодняшние успехи в освоении космоса делают эту задачу вполне осуществимой. Достаточно лишь разместить на орбите планеты соответствующее приспособление для на Землю. При этом его интенсивность можно будет менять.
Кто придумал рефлектор?
Можно сказать, что история освоения космоса в Германии началась с идеи создания внеземных рефлекторов, предложенной немецким инженером Германом Обертом в 1929 году. Дальнейшее её развитие можно проследить по работам учёного Эрика Крафта из США. Сейчас американцы как никогда близки к осуществлению этого проекта.
Конструктивно рефлектор представляет собой раму, на которую натянута полимерная отражающая излучение солнца. Направление светового потока будет осуществляться либо по командам с Земли, либо автоматически, по заданной заранее программе.
Реализация проекта
США делают серьёзные успехи в освоении космоса и вплотную приблизились к реализации этого проекта. Сейчас американские специалисты исследуют возможность размещения на орбите соответствующих спутников. Находиться они будут прямо над Северной Америкой. 16 установленных зеркал-отражателей позволят продлить световой день на 2 часа. Два отражателя планируют направить на Аляску, что увеличит там световой день на целых 3 часа. Если использовать спутники-рефлекторы для продления дня в мегаполисах, то это обеспечит их высококачественным и бестеневым освещением улиц, магистралей, строек, что, несомненно, является выгодным с экономической точки зрения.
Рефлекторы в России
Например, если освещать из космоса пять городов, равных по размерам Москве, то благодаря экономии электроэнергии затраты окупятся примерно через 4-5 лет. Причём система спутников-рефлекторов без всяких дополнительных затрат может переключиться на другую группу городов. А как очистится воздух, если энергия будет поступать не от чадящих электростанций, а из космического пространства! Единственное препятствие на пути реализации этого проекта в нашей стране - это недостаток финансирования. Поэтому освоение космоса Россией идёт не так быстро, как хотелось.
Внеземные заводы
Прошло уже больше 300 лет со дня открытия Э. Торричелли вакуума. Это сыграло огромную роль в развитии техники. Ведь без понимания физики вакуума было бы невозможно создать ни электронику, ни двигатели внутреннего сгорания. Но всё это относится к промышленности на Земле. Сложно представить, какие возможности даст вакуум в таком деле, как освоение космоса. Почему бы не заставить галактику служить людям, построив там заводы? Они будут находиться в совершенно другой среде, в условиях вакуума, низких температур, мощных источников солнечного излучения и невесомости.
Сейчас сложно осознать все преимущества данных факторов, но можно с уверенностью сказать, что открываются просто фантастические перспективы и тема «Освоение космоса путём постройки внеземных заводов» становится актуальной как никогда. Если сконцентрировать лучи Солнца параболическим зеркалом, то можно сваривать детали из титановых сплавов, нержавеющей стали и др. При плавке металлов в земных условиях в них попадают примеси. А технике всё больше необходимы сверхчистые материалы. Как их получить? Можно «подвесить» металл в магнитном поле. Если его масса мала, то данное поле его удержит. При этом металл можно расплавить, пропуская через него высокочастотный ток.
В невесомости можно плавить материалы любых масс и размеров. Не нужны ни формы, ни тигли для литья. Также нет необходимости в последующей шлифовке и полировке. А плавить материалы будут либо в обычных, либо в В условиях вакуума можно осуществлять «холодную сварку»: хорошо зачищенные и подогнанные друг к другу поверхности металлов образуют очень прочные соединения.
В земных условиях не получится сделать большие полупроводниковые кристаллы без дефектов, которые снижают качество изготовленных из них микросхем и приборов. Благодаря невесомости и вакууму можно будет получить кристаллы с нужными свойствами.
Попытки реализации идей
Первые шаги в осуществлении этих идей были сделаны в 80-х годах, когда освоение космоса в СССР шло полным ходом. В 1985 году инженеры запустили на орбиту спутник. Спустя две недели он доставил на Землю образцы материалов. Такие запуски стали ежегодной традицией.
В том же году в НПО «Салют» был разработан проект «Технология». Планировалась постройка весом 20 тонн и завода весом 100 тонн. Аппарат снабдили баллистическими капсулами, которые должны были доставлять изготовленную продукцию на Землю. Проект так и не был реализован. Вы спросите: почему? Это стандартная проблема освоения космоса - недостаток финансирования. Она актуальна и в наше время.
Космические поселения
В начале 20 века вышла фантастическая повесть К. Э. Циолковского «Вне Земли». В ней он описывал первые галактические поселения. В данный момент, когда уже есть определённые достижения в освоении космоса, можно взяться за осуществление этого фантастического проекта.
В 1974 году профессором физики Принстонского университета Джерардом О"Нилом был разработан и опубликован проект колонизации галактики. Он предлагал разместить космические поселения в точке либрации (место, где силы притяжения Солнца, Луны и Земли компенсируют друг друга). Такие посёлки всё время будут находиться в одном месте.
О " Нил считает, что в 2074 году большая часть людей переселится в космос и будет обладать неограниченными пищевыми и энергетическими ресурсами. Земля станет огромным парком, свободным от промышленности, где можно будет проводить свой отпуск.
Модель колонии О " Нила
Мирное освоение космоса профессор предлагает начать с постройки модели радиусом 100 метров. В таком сооружении может разместиться примерно 10 тысяч человек. Главная задача этого поселения - постройка следующей модели, которая должна быть в 10 раз больше. Диаметр следующей колонии увеличивается до 6-7 километров, а длина возрастает до 20.
В научном сообществе вокруг проекта О " Нила до сих пор не утихают споры. В предлагаемых им колониях плотность населения примерно такая же, как и в земных городах. А это довольно много! Особенно если учитывать, что в выходные дни там нельзя выбраться за город. В тесных парках мало кто захочет отдыхать. Вряд ли это можно сопоставить с условиями жизни на Земле. А как в этих закрытых пространствах будут обстоять дела с психологической совместимостью и тягой к перемене мест? Захотят ли люди там жить? Не станут ли космические поселения местами распространения глобальных бедствий и конфликтов? Все эти вопросы пока остаются открытыми.
Заключение
В недрах Солнечной системы заложено неисчислимое количество материальных и энергетических ресурсов. Поэтому освоение космоса человеком должно сейчас стать приоритетной задачей. Ведь в случае успеха, полученные ресурсы будут служить на благо людей.
Пока космонавтика делает в этом направлении первые шаги. Можно сказать, что это идёт ребёнок, но со временем он станет взрослым. Главная проблема освоения космоса - это не недостаток идей, а нехватка денежных средств. Необходимы огромные Но если сравнить их с затратами на вооружение, то сумма не такая уж и большая. Например, сокращение мировых военных расходов на 50% позволит в ближайшие несколько лет отправить на Марс три экспедиции.
В наше время человечеству стоит проникнуться идеей единства мира и пересмотреть приоритеты в развитии. А космос будет символом сотрудничества. Лучше строить заводы на Марсе и Луне, принося этим пользу всем людям, чем многократно увеличивать и без того раздутый мировой ядерный потенциал. Есть люди, которые утверждают, что освоение космоса может подождать. Обычно учёные отвечают им так: «Конечно, может, ведь вселенная будет существовать вечно, а вот мы, к сожалению, нет».
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 , ожидая хорошего удара метеорита, чтобы присоединиться к нелетающим динозаврам. И вы заметили, как меняется погода?
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, 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 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 революция .
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 , 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, 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 « » 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.
Нещодавно людство вступило на поріг третього тисячоліття. Що чекає нас у майбутньому? Напевно виникне багато проблем, які потребують обов"язкових рішень. За прогнозами вчених, у 2050 році чисельність жителів Землі досягне цифри 11 млрд. Чоловік. Причому 94% приріст буде в країнах, що розвиваються і лише 6% в промислово розвинених. Крім того, вчені навчилися сповільнювати процеси старіння, що істотно збільшує тривалість життя.
Це веде до нової проблеми - нестачі продовольства. В даний момент приблизно півмільярда людей голодують. З цієї причини щорічно вмирають близько 50 мільйонів. Щоб прогодувати 11 мільярдів, потрібно буде в 10 разів збільшити виробництво продуктів харчування. Крім цього знадобиться енергія для забезпечення життя всіх цих людей. А це веде до збільшення видобутку палива і сировини. Чи витримає планета подібне навантаження?
Ну і не варто забувати про забруднення навколишнього середовища. З нарощуванням темпів виробництва не тільки виснажуються ресурси, а й змінюється клімат планети. Машини, електростанції, заводи викидають в атмосферу таку кількість вуглекислого газу, що виникнення парникового ефекту зовсім не за горами. З підвищенням температури на Землі почнеться і підвищення рівня води у Світовому океані. Все це самим несприятливим чином позначиться на умовах життя людей. Навіть може призвести до катастрофи.
Дані проблеми допоможе вирішити освоєння космосу. Подумайте самі. Туди можна буде перемістити заводи, досліджувати Марс, Місяць, добувати ресурси та енергію. І все буде так, як у фільмах і на сторінках науково-фантастичних творів.
Енергія з космосу
Зараз 90% всієї земної енергії отримують шляхом спалювання палива в домашніх печах, автомобільних двигунах і котлах електростанцій. Кожні 20 років споживання енергії подвоюється. Наскільки ж вистачить природних ресурсів для задоволення наших потреб?
Наприклад, той же нафти? За прогнозами вчених, вона закінчиться через стільки років, скільки налічує історія освоєння космосу, тобто через 50. Угля вистачить на 100 років, а газу приблизно на 40. До речі, атомна енергія теж відноситься до вичерпним джерелам.
Теоретично проблема пошуку альтернативної енергії була вирішена ще в 30-х роках минулого століття, коли придумали синтезу. На жаль, вона досі некерована. Але навіть якщо навчитися її контролювати і отримувати енергію в необмежених кількостях, то це призведе до перегріву планети і необоротної зміни клімату. Чи існує вихід із цієї ситуації?
Тривимірна індустрія
Звичайно, це освоєння космосу. Необхідно перейти з «двомірної» індустрії в «тривимірну». Тобто всі енергоємні виробництва потрібно перенести з поверхні Землі в космос. Але в даний момент робити це економічно невигідно. Вартість такої енергії буде в 200 разів вище електрики, отриманого тепловим шляхом на Землі. Плюс величезних грошових вливань потребують споруда великих Загалом, потрібно почекати, поки людство пройде наступні етапи освоєння космосу, коли буде вдосконалена техніка і знизиться вартість будівельних матеріалів.
Цілодобове сонце
Протягом всієї історії існування планети люди користувалися сонячним світлом. Однак потреба в ньому є не тільки в денний час. Вночі він потрібен набагато довше: для освітлення будівництв, вулиць, полів під час сільгоспробіт (посівний, прибирання) і т.д. А на Крайній Півночі Сонце взагалі не з"являється на небосхилі по півроку. Чи можна збільшити Наскільки реально створення штучного Сонця? Сьогоднішні успіхи в освоєнні космосу роблять це завдання цілком здійсненною. Достатньо лише розмістити на орбіті планети відповідне пристосування для відбиття світла на Землю. При цьому його інтенсивність можна буде міняти.
Хто придумав рефлектор?
Можна сказати, що історія освоєння космосу в Німеччині почалася з ідеї створення позаземних рефлекторів, запропонованої німецьким інженером Германом Оберто в 1929 році. Подальше її розвиток можна простежити по роботах вченого Еріка Крафта із США. Зараз американці як ніколи близькі до здійснення цього проекту.
Конструктивно рефлектор являє собою раму, на яку натягнута полімерна металізована плівка, яка відображає випромінювання сонця. Напрямок світлового потоку буде здійснюватися або за командами із Землі, або автоматично, за заданою наперед програмою.
Реалізація проекту
США роблять серйозні успіхи в освоєнні космосу і впритул наблизилися до реалізації цього проекту. Зараз американські фахівці досліджують можливість розміщення на орбіті відповідних супутників. Знаходитися вони будуть прямо над Північною Америкою. 16 встановлених дзеркал-відбивачів дозволять продовжити світловий день на 2 години. Два відбивача планують направити на Аляску, що збільшить там світловий день на цілих 3 години. Якщо використовувати супутники-рефлектори для продовження дня в мегаполісах, то це забезпечить їх високоякісним і безтіньовим освітленням вулиць, магістралей, будівництв, що, безсумнівно, є вигідним з економічної точки зору.
Рефлектори в Росії
Наприклад, якщо висвітлювати з космосу п"ять міст, рівних за розмірами Москві, то завдяки економії електроенергії витрати окупляться приблизно через 4-5 років. Причому система супутників-рефлекторів без всяких додаткових витрат може переключитися на іншу групу міст. А як очиститься повітря, якщо енергія буде надходити не від чадних електростанцій, а з космічного простору! Єдина перешкода на шляху реалізації цього проекту в нашій країні - це брак фінансування. Тому освоєння космосу Росією йде не так швидко, як хотілося.
Позаземні заводи
Минуло вже більше 300 років з дня відкриття Е. Торрічеллі вакууму. Це зіграло величезну роль у розвитку техніки. Адже без розуміння фізики вакууму було б неможливо створити ні електроніку, ні двигуни внутрішнього згоряння. Але все це відноситься до промисловості на Землі. Складно уявити, які можливості дасть вакуум в такій справі, як освоєння космосу. Чому б не змусити галактику служити людям, побудувавши там заводи? Вони перебуватимуть в абсолютно іншому середовищі, в умовах вакууму, низьких температур, потужних джерел сонячного випромінювання і невагомості.
Зараз складно усвідомити всі переваги даних факторів, але можна з упевненістю сказати, що відкриваються просто фантастичні перспективи і тема «Освоєння космосу шляхом побудови позаземних заводів» стає актуальною як ніколи. Якщо сконцентрувати промені Сонця параболічним дзеркалом, то можна зварювати деталі з титанових сплавів, нержавіючої сталі та ін. При плавці металів в земних умовах в них потрапляють домішки. А техніці все більше необхідні надчисті матеріали. Як їх отримати? Можна «підвісити» метал в магнітному полі. Якщо його маса мала, то дане поле його втримає. При цьому метал можна розплавити, пропускаючи через нього високочастотний струм.
В невагомості можна плавити матеріали будь-яких мас і розмірів. Не потрібні ні форми, ні тиглі для лиття. Також немає необхідності в подальшій шліфування та полірування. А плавити матеріали будуть або в звичайних, або в сонячних печах. В умовах вакууму можна здійснювати «холодну зварювання»: добре зачищені і підігнані один до одного поверхні металів утворюють дуже міцні з"єднання.
У земних умовах не вийде зробити великі напівпровідникові кристали без дефектів, які знижують якість виготовлених з них мікросхем і приладів. Завдяки невагомості і вакууму можна буде отримати кристали з потрібними властивостями.
Спроби реалізації ідей
Перші кроки у здійсненні цих ідей були зроблені в 80-х роках, коли освоєння космосу в СРСР йшло повним ходом. У 1985 році інженери запустили на орбіту супутник. Через два тижні він доставив на Землю зразки матеріалів. Такі запуски стали щорічною традицією.
У тому ж році в НВО «Салют» був розроблений проект «Технологія». Планувалася споруда космічного апарату вагою 20 тонн і заводу вагою 100 тонн. Апарат забезпечили балістичними капсулами, які повинні були доставляти виготовлену продукцію на Землю. Проект так і не був реалізований. Ви запитаєте: чому? Це стандартна проблема освоєння космосу - брак фінансування. Вона актуальна і в наш час.
Космічні поселення
На початку 20 століття вийшла фантастична повість К. Е. Ціолковського «Поза Землі». У ній він описував перші галактичні поселення. В даний момент, коли вже є певні досягнення в освоєнні космосу, можна взятися за здійснення цього фантастичного проекту.
У 1974 році професором фізики Прінстонського університету Джерардом О"Нілом був розроблений і опублікований проект колонізації галактики. Він пропонував розмістити космічні поселення в точці лібрації (місце, де сили тяжіння Сонця, Місяця і Землі компенсують один одного). Такі селища весь час будуть знаходитися в одному місці.
Про " Ніл вважає, що в 2074 більша частина людей переселиться в космос і буде мати необмежені харчовими і енергетичними ресурсами. Земля стане величезним парком, вільним від промисловості, де можна буде проводити свою відпустку.
Модель колонії Про " Нілу
Мирне освоєння космосу професор пропонує почати з побудови моделі радіусом 100 метрів. У такій споруді може розміститися приблизно 10 тисяч чоловік. Головне завдання цього поселення - споруда наступної моделі, яка повинна бути в 10 разів більше. Діаметр наступній колонії збільшується до 6-7 кілометрів, а довжина зростає до 20.
У науковому співтоваристві навколо проекту Про " Нілу досі не вщухають суперечки. У пропонованих їм колоніях щільність населення приблизно така ж, як і в земних містах. А це досить багато! Особливо якщо враховувати, що у вихідні дні там не можна вибратися за місто. У тісних парках мало хто захоче відпочивати. Навряд чи це можна зіставити з умовами життя на Землі. А як в цих закритих просторах йтимуть справи з психологічною сумісністю і тягою до зміни місць? Чи захочуть люди там жити? Чи не стануть космічні поселення місцями поширення глобальних лих і конфліктів? Всі ці питання поки залишаються відкритими.
Висновок
У надрах Сонячної системи закладено незліченну кількість матеріальних та енергетичних ресурсів. Тому освоєння космосу людиною має зараз стати пріоритетним завданням. Адже в разі успіху, отримані ресурси будуть служити на благо людей.
Поки космонавтика робить в цьому напрямку перші кроки. Можна сказати, що це йде дитина, але з часом він стане дорослим. Головна проблема освоєння космосу - це не недолік ідей, а брак коштів. Необхідні величезні Але якщо порівняти їх з витратами на озброєння, то сума не така вже й велика. Наприклад, скорочення світових військових витрат на 50% дозволить у найближчі кілька років відправити на Марс три експедиції.
У наш час людству варто перейнятися ідеєю єдності світу і переглянути пріоритети в розвитку. А космос буде символом співпраці. Краще будувати заводи на Марсі та Місяці, приносячи цим користь усім людям, ніж багато разів збільшувати і без того роздутий світовий ядерний потенціал. Є люди, які стверджують, що освоєння космосу може почекати. Зазвичай вчені відповідають їм так: «Звичайно, може, адже всесвіт буде існувати вічно, а от ми, на жаль, немає».
Поділися в соц мережах:
Увага, тільки СЬОГОДНІ!
История освоения космоса: первые шаги, великие космонавты, запуск первого искусственного спутника. Космонавтика сегодня и завтра.
- Туры на Новый год по всему миру
- Горящие туры по всему миру
История освоения космоса - самый яркий пример торжества человеческого разума над непокорной материей в кратчайший срок. С того момента, как созданный руками человека объект впервые преодолел земное притяжение и развил достаточную скорость, чтобы выйти на орбиту Земли, прошло всего лишь чуть более пятидесяти лет - ничто по меркам истории! Большая часть населения планеты живо помнит времена, когда полёт на Луну считался чем-то из области фантастики, а мечтающих пронзить небесную высь признавали, в лучшем случае, неопасными для общества сумасшедшими. Сегодня же космические корабли не только «бороздят просторы», успешно маневрируя в условиях минимальной гравитации, но и доставляют на земную орбиту грузы, космонавтов и космических туристов. Более того - продолжительность полёта в космос ныне может составлять сколь угодно длительное время: вахта российских космонавтов на МКС, к примеру, длится по 6-7 месяцев. А ещё за прошедшие полвека человек успел походить по Луне и сфотографировать её тёмную сторону, осчастливил искусственными спутниками Марс, Юпитер, Сатурн и Меркурий, «узнал в лицо» отдалённые туманности с помощью телескопа «Хаббл» и всерьёз задумывается о колонизации Марса. И хотя вступить в контакт с инопланетянами и ангелами пока не удалось (во всяком случае, официально), не будем отчаиваться - ведь всё ещё только начинается!
Мечты о космосе и пробы пера
Впервые в реальность полёта к дальним мирам прогрессивное человечество поверило в конце 19 века. Именно тогда стало понятно, что если летательному аппарату придать нужную для преодоления гравитации скорость и сохранять её достаточное время, он сможет выйти за пределы земной атмосферы и закрепиться на орбите, подобно Луне, вращаясь вокруг Земли. Загвоздка была в двигателях. Существующие на тот момент экземпляры либо чрезвычайно мощно, но кратко «плевались» выбросами энергии, либо работали по принципу «ахнет, хряснет и пойдёт себе помаленьку». Первое больше подходило для бомб, второе - для телег. Вдобавок регулировать вектор тяги и тем самым влиять на траекторию движения аппарата было невозможно: вертикальный старт неизбежно вёл к её закруглению, и тело в результате валилось на землю, так и не достигнув космоса; горизонтальный же при таком выделении энергии грозил уничтожить вокруг всё живое (как если бы нынешнюю баллистическую ракету запустили плашмя). Наконец, в начале 20 века исследователи обратили внимание на ракетный двигатель, принцип действия которого был известен человечеству ещё с рубежа нашей эры: топливо сгорает в корпусе ракеты, одновременно облегчая её массу, а выделяемая энергия двигает ракету вперёд. Первую ракету, способную вывести объект за пределы земного притяжения, спроектировал Циолковский в 1903 году.
Первый искусственный спутник
Время шло, и хотя две мировые войны сильно замедлили процесс создания ракет для мирного использования, космический прогресс всё же не стоял на месте. Ключевой момент послевоенного времени - принятие так называемой пакетной схемы расположения ракет, применяемой в космонавтике и поныне. Её суть - в одновременном использовании нескольких ракет, размещённых симметрично по отношению к центру массы тела, которое требуется вывести на орбиту Земли. Таким образом обеспечивается мощная, устойчивая и равномерная тяга, достаточная, чтобы объект двигался с постоянной скоростью 7,9 км/с, необходимой для преодоления земного тяготения. И вот 4 октября 1957 года началась новая, а точнее первая, эра в освоении космоса - запуск первого искусственного спутника Земли, как всё гениальное названного просто «Спутник-1», с помощью ракеты Р-7, спроектированной под руководством Сергея Королёва. Силуэт Р-7, прародительницы всех последующих космических ракет, и сегодня узнаваем в суперсовременной ракете-носителе «Союз», успешно отправляющей на орбиту «грузовики» и «легковушки» с космонавтами и туристами на борту - те же четыре «ноги» пакетной схемы и красные сопла. Первый спутник был микроскопическим, чуть более полуметра в диаметре и весил всего 83 кг. Полный виток вокруг Земли он совершал за 96 минут. «Звёздная жизнь» железного пионера космонавтики продлилась три месяца, но за этот период он прошёл фантастический путь в 60 миллионов км!
Предыдущая фотография 1/ 1 Следующая фотография
Первые живые существа на орбите
Успех первого запуска окрылял конструкторов, и перспектива отправить в космос живое существо и вернуть его целым и невредимым уже не казалась неосуществимой. Всего через месяц после запуска «Спутника-1» на борту второго искусственного спутника Земли на орбиту отправилось первое животное - собака Лайка. Цель у неё была почётная, но грустная - проверить выживаемость живых существ в условиях космического полёта. Более того, возвращение собаки не планировалось... Запуск и вывод спутника на орбиту прошли успешно, но после четырёх витков вокруг Земли из-за ошибки в расчётах температура внутри аппарата чрезмерно поднялась, и Лайка погибла. Сам же спутник вращался в космосе ещё 5 месяцев, а затем потерял скорость и сгорел в плотных слоях атмосферы. Первыми лохматыми космонавтами, по возвращении приветствовавшими своих «отправителей» радостным лаем, стали хрестоматийные Белка и Стрелка, отправившиеся покорять небесные просторы на пятом спутнике в августе 1960 г. Их полёт длился чуть более суток, и за это время собаки успели облететь планету 17 раз. Всё это время за ними наблюдали с экранов мониторов в Центре управления полётами - кстати, именно по причине контрастности были выбраны белые собаки - ведь изображение тогда было чёрно-белым. По итогам запуска также был доработан и окончательно утверждён сам космический корабль - всего через 8 месяцев в аналогичном аппарате в космос отправится первый человек.
Помимо собак и до, и после 1961 г в космосе побывали обезьяны (макаки, беличьи обезьяны и шимпанзе), кошки, черепахи, а также всякая мелочь – мухи, жуки и т. д.
В этот же период СССР запустил первый искусственный спутник Солнца, станция «Луна-2» сумела мягко прилуниться на поверхность планеты, а также были получены первые фотографии невидимой с Земли стороны Луны.
День 12 апреля 1961 г. разделил историю освоения космических далей на два периода - «когда человек мечтал о звёздах» и «с тех пор, как человек покорил космос».
Человек в космосе
День 12 апреля 1961 г. разделил историю освоения космических далей на два периода - «когда человек мечтал о звёздах» и «с тех пор, как человек покорил космос». В 9:07 по московскому времени со стартовой площадки № 1 космодрома Байконур был запущен космический корабль «Восток-1» с первым в мире космонавтом на борту - Юрием Гагариным. Совершив один виток вокруг Земли и проделав путь в 41 тыс. км, спустя 90 минут после старта, Гагарин приземлился под Саратовом, став на долгие годы самым знаменитым, почитаемым и любимым человеком планеты. Его «поехали!» и «всё видно очень ясно - космос чёрный - земля голубая» вошли в список наиболее известных фраз человечества, его открытая улыбка, непринуждённость и радушие растопили сердца людей по всему миру. Первый полёт человека в космос управлялся с Земли, сам Гагарин являлся скорее пассажиром, хотя и великолепно подготовленным. Нужно отметить, что условия полёта были далеки от тех, что предлагаются ныне космическим туристам: Гагарин испытывал восьми-десятикратные перегрузки, был период, когда корабль буквально кувыркался, а за иллюминаторами горела обшивка и плавился металл. В течение полёта произошло несколько сбоев в различных системах корабля, но к счастью, космонавт не пострадал.
Вслед за полётом Гагарина знаменательные вехи в истории освоения космоса посыпались одна за другой: был совершён первый в мире групповой космический полёт, затем в космос отправилась первая женщина-космонавт Валентина Терешкова (1963 г), состоялся полёт первого многоместного космического корабля, Алексей Леонов стал первым человеком, совершившим выход в открытый космос (1965 г) - и все эти грандиозные события - целиком заслуга отечественной космонавтики. Наконец, 21 июля 1969 г состоялась первая высадка человека на Луну: американец Нил Армстронг сделал тот самый «маленький-большой шаг».
Космонавтика - сегодня, завтра и всегда
Сегодня путешествия в космос воспринимаются как нечто само собой разумеющееся. Над нами летают сотни спутников и тысячи прочих нужных и бесполезных объектов, за секунды до восхода солнца из окна спальни можно увидеть вспыхнувшие в ещё невидимых с земли лучах плоскости солнечных батарей Международной космической станции, космические туристы с завидной регулярностью отправляются «бороздить просторы» (тем самым воплощая в реальность ерническую фразу «если очень захотеть, можно в космос полететь») и вот-вот начнётся эра коммерческих суборбитальных полётов с чуть ли не двумя отправлениями ежедневно. Освоение космоса управляемыми аппаратами и вовсе поражает всякое воображение: тут и снимки давно взорвавшихся звёзд, и HD-изображения дальних галактик, и веские доказательства возможности существования жизни на других планетах. Корпорации-миллиардеры уже согласовывают планы по строительству на орбите Земли космических отелей, да и проекты колонизации соседних нам планет давно не кажутся отрывком из романов Азимова или Кларка. Очевидно одно: однажды преодолев земное тяготение, человечество будет вновь и вновь стремиться ввысь, к бесконечным мирам звёзд, галактик и вселенных. Хочется пожелать только, чтобы нас никогда не покидала красота ночного неба и мириадов мерцающих звёзд, по-прежнему манящих, таинственных и прекрасных, как в первые дни творения.
История освоения космоса - самый яркий пример торжества человеческого разума над непокорной материей в кратчайший срок. С того момента, как созданный руками человека объект впервые преодолел земное притяжение и развил достаточную скорость, чтобы выйти на орбиту Земли, прошло всего лишь чуть более пятидесяти лет - ничто по меркам истории! Большая часть населения планеты живо помнит времена, когда полёт на Луну считался чем-то из области фантастики, а мечтающих пронзить небесную высь признавали, в лучшем случае, неопасными для общества сумасшедшими. Сегодня же космические корабли не только «бороздят просторы», успешно маневрируя в условиях минимальной гравитации, но и доставляют на земную орбиту грузы, космонавтов и космических туристов. Более того - продолжительность полёта в космос ныне может составлять сколь угодно длительное время: вахта российских космонавтов на МКС, к примеру, длится по 6-7 месяцев. А ещё за прошедшие полвека человек успел походить по Луне и сфотографировать её тёмную сторону, осчастливил искусственными спутниками Марс, Юпитер, Сатурн и Меркурий, «узнал в лицо» отдалённые туманности с помощью телескопа «Хаббл» и всерьёз задумывается о колонизации Марса. И хотя вступить в контакт с инопланетянами и ангелами пока не удалось (во всяком случае, официально), не будем отчаиваться - ведь всё ещё только начинается!
Мечты о космосе и пробы пера
Впервые в реальность полёта к дальним мирам прогрессивное человечество поверило в конце 19 века. Именно тогда стало понятно, что если летательному аппарату придать нужную для преодоления гравитации скорость и сохранять её достаточное время, он сможет выйти за пределы земной атмосферы и закрепиться на орбите, подобно Луне, вращаясь вокруг Земли. Загвоздка была в двигателях. Существующие на тот момент экземпляры либо чрезвычайно мощно, но кратко «плевались» выбросами энергии, либо работали по принципу «ахнет, хряснет и пойдёт себе помаленьку». Первое больше подходило для бомб, второе - для телег. Вдобавок регулировать вектор тяги и тем самым влиять на траекторию движения аппарата было невозможно: вертикальный старт неизбежно вёл к её закруглению, и тело в результате валилось на землю, так и не достигнув космоса; горизонтальный же при таком выделении энергии грозил уничтожить вокруг всё живое (как если бы нынешнюю баллистическую ракету запустили плашмя). Наконец, в начале 20 века исследователи обратили внимание на ракетный двигатель, принцип действия которого был известен человечеству ещё с рубежа нашей эры: топливо сгорает в корпусе ракеты, одновременно облегчая её массу, а выделяемая энергия двигает ракету вперёд. Первую ракету, способную вывести объект за пределы земного притяжения, спроектировал Циолковский в 1903 году.
Вид на Землю с МКС
Первый искусственный спутник
Время шло, и хотя две мировые войны сильно замедлили процесс создания ракет для мирного использования, космический прогресс всё же не стоял на месте. Ключевой момент послевоенного времени - принятие так называемой пакетной схемы расположения ракет, применяемой в космонавтике и поныне. Её суть - в одновременном использовании нескольких ракет, размещённых симметрично по отношению к центру массы тела, которое требуется вывести на орбиту Земли. Таким образом обеспечивается мощная, устойчивая и равномерная тяга, достаточная, чтобы объект двигался с постоянной скоростью 7,9 км/с, необходимой для преодоления земного тяготения. И вот 4 октября 1957 года началась новая, а точнее первая, эра в освоении космоса - запуск первого искусственного спутника Земли, как всё гениальное названного просто «Спутник-1», с помощью ракеты Р-7, спроектированной под руководством Сергея Королёва. Силуэт Р-7, прародительницы всех последующих космических ракет, и сегодня узнаваем в суперсовременной ракете-носителе «Союз», успешно отправляющей на орбиту «грузовики» и «легковушки» с космонавтами и туристами на борту - те же четыре «ноги» пакетной схемы и красные сопла. Первый спутник был микроскопическим, чуть более полуметра в диаметре и весил всего 83 кг. Полный виток вокруг Земли он совершал за 96 минут. «Звёздная жизнь» железного пионера космонавтики продлилась три месяца, но за этот период он прошёл фантастический путь в 60 миллионов км!
Первые живые существа на орбите
Успех первого запуска окрылял конструкторов, и перспектива отправить в космос живое существо и вернуть его целым и невредимым уже не казалась неосуществимой. Всего через месяц после запуска «Спутника-1» на борту второго искусственного спутника Земли на орбиту отправилось первое животное - собака Лайка. Цель у неё была почётная, но грустная - проверить выживаемость живых существ в условиях космического полёта. Более того, возвращение собаки не планировалось… Запуск и вывод спутника на орбиту прошли успешно, но после четырёх витков вокруг Земли из-за ошибки в расчётах температура внутри аппарата чрезмерно поднялась, и Лайка погибла. Сам же спутник вращался в космосе ещё 5 месяцев, а затем потерял скорость и сгорел в плотных слоях атмосферы. Первыми лохматыми космонавтами, по возвращении приветствовавшими своих «отправителей» радостным лаем, стали хрестоматийные Белка и Стрелка, отправившиеся покорять небесные просторы на пятом спутнике в августе 1960 г. Их полёт длился чуть более суток, и за это время собаки успели облететь планету 17 раз. Всё это время за ними наблюдали с экранов мониторов в Центре управления полётами - кстати, именно по причине контрастности были выбраны белые собаки - ведь изображение тогда было чёрно-белым. По итогам запуска также был доработан и окончательно утверждён сам космический корабль - всего через 8 месяцев в аналогичном аппарате в космос отправится первый человек.
Помимо собак и до, и после 1961 г в космосе побывали обезьяны (макаки, беличьи обезьяны и шимпанзе), кошки, черепахи, а также всякая мелочь – мухи, жуки и т. д.
В этот же период СССР запустил первый искусственный спутник Солнца, станция «Луна-2» сумела мягко прилуниться на поверхность планеты, а также были получены первые фотографии невидимой с Земли стороны Луны.
День 12 апреля 1961 г. разделил историю освоения космических далей на два периода - «когда человек мечтал о звёздах» и «с тех пор, как человек покорил космос».
Человек в космосе
День 12 апреля 1961 г. разделил историю освоения космических далей на два периода - «когда человек мечтал о звёздах» и «с тех пор, как человек покорил космос». В 9:07 по московскому времени со стартовой площадки № 1 космодрома Байконур был запущен космический корабль «Восток-1» с первым в мире космонавтом на борту - Юрием Гагариным. Совершив один виток вокруг Земли и проделав путь в 41 тыс. км, спустя 90 минут после старта, Гагарин приземлился под Саратовом, став на долгие годы самым знаменитым, почитаемым и любимым человеком планеты. Его «поехали!» и «всё видно очень ясно - космос чёрный - земля голубая» вошли в список наиболее известных фраз человечества, его открытая улыбка, непринуждённость и радушие растопили сердца людей по всему миру. Первый полёт человека в космос управлялся с Земли, сам Гагарин являлся скорее пассажиром, хотя и великолепно подготовленным. Нужно отметить, что условия полёта были далеки от тех, что предлагаются ныне космическим туристам: Гагарин испытывал восьми-десятикратные перегрузки, был период, когда корабль буквально кувыркался, а за иллюминаторами горела обшивка и плавился металл. В течение полёта произошло несколько сбоев в различных системах корабля, но к счастью, космонавт не пострадал.
Вслед за полётом Гагарина знаменательные вехи в истории освоения космоса посыпались одна за другой: был совершён первый в мире групповой космический полёт, затем в космос отправилась первая женщина-космонавт Валентина Терешкова (1963 г), состоялся полёт первого многоместного космического корабля, Алексей Леонов стал первым человеком, совершившим выход в открытый космос (1965 г) - и все эти грандиозные события - целиком заслуга отечественной космонавтики. Наконец, 21 июля 1969 г состоялась первая высадка человека на Луну: американец Нил Армстронг сделал тот самый «маленький-большой шаг».
Лучший вид в Солнечной системе
Космонавтика - сегодня, завтра и всегда
Сегодня путешествия в космос воспринимаются как нечто само собой разумеющееся. Над нами летают сотни спутников и тысячи прочих нужных и бесполезных объектов, за секунды до восхода солнца из окна спальни можно увидеть вспыхнувшие в ещё невидимых с земли лучах плоскости солнечных батарей Международной космической станции, космические туристы с завидной регулярностью отправляются «бороздить просторы» (тем самым воплощая в реальность ерническую фразу «если очень захотеть, можно в космос полететь») и вот-вот начнётся эра коммерческих суборбитальных полётов с чуть ли не двумя отправлениями ежедневно. Освоение космоса управляемыми аппаратами и вовсе поражает всякое воображение: тут и снимки давно взорвавшихся звёзд, и HD-изображения дальних галактик, и веские доказательства возможности существования жизни на других планетах. Корпорации-миллиардеры уже согласовывают планы по строительству на орбите Земли космических отелей, да и проекты колонизации соседних нам планет давно не кажутся отрывком из романов Азимова или Кларка. Очевидно одно: однажды преодолев земное тяготение, человечество будет вновь и вновь стремиться ввысь, к бесконечным мирам звёзд, галактик и вселенных. Хочется пожелать только, чтобы нас никогда не покидала красота ночного неба и мириадов мерцающих звёзд, по-прежнему манящих, таинственных и прекрасных, как в первые дни творения.
Космос раскрывает свои тайны
Академик Благонравов остановился на некоторых новых достижениях советской науки: в области физики космоса.
Начиная со 2 января 1959 года, при каждом полете советских космических ракет проводилось исследование излучений на больших расстояниях от Земли. Детальному изучению подвергся открытый советскими учеными так называемый внешний радиационный пояс Земли. Изучение состава частиц радиационных поясов с помощью различных сцинтилляционных и газоразрядных счетчиков, находившихся на спутниках и космических ракетах, позволило установить, что во внешнем поясе присутствуют электроны значительных энергий до миллиона электронвольт и даже выше. При торможении в оболочках космических кораблей они создают интенсивное пронизывающее рентгеновское излучение. При полете автоматической межпланетной станции в сторону Венеры была определена средняя энергия этого рентгеновского излучения на расстояниях от 30 до 40 тысяч километров от центра Земли, составляющая около 130 килоэлектронвольт. Эта величина мало изменялась с изменением расстояния, что позволяет судить о постоянном энергетическом спектре электронов в этой области.
Уже первые исследования показали нестабильность внешнего пояса радиации, перемещения максимума интенсивности, связанные с магнитными бурями, вызываемыми солнечными корпускулярными потоками. Последние измерения с автоматической межпланетной станции, запущенной в сторону Венеры, показали, что хотя ближе к Земле происходят изменения интенсивности, но наружная граница внешнего пояса при спокойном состоянии магнитного поля практически на протяжении двух лет оставалась постоянной как по интенсивности, так и по пространственному расположению. Исследования последних лет позволили также построить модель ионизованной газовой оболочки Земли на основе экспериментальных данных для периода, близкого к максимуму солнечной деятельности. Наши исследования показали, что на высотах меньше тысячи километров основную роль играют ионы атомарного кислорода, а начиная с высот, лежащих между одной и двумя тысячами километров, в ионосфере превалируют ионы водорода. Протяженность самой внешней области ионизованной газовой оболочки Земли, так называемой водородной «короны», весьма велика.
Обработка результатов измерений, проведенных на первых советских космических ракетах, показала, что на высотах примерно от 50 до 75 тысяч километров за пределами внешнего радиационного пояса обнаружены потоки электронов с энергиями, превышающими 200 электронвольт. Это позволило предположить существование третьего самого внешнего пояса заряженных частиц с большой интенсивностью потоков, но меньшей энергией. После пуска в марте 1960 года американской космической ракеты «Пионер V» были получены данные, которые подтвердили наши предположения о существовании третьего пояса заряженных частиц. Этот пояс, по-видимому, образуется в результате проникновения солнечных корпускулярных потоков в периферийные области магнитного поля Земли.
Были получены новые данные в отношении пространственного расположения радиационных поясов Земли, обнаружена область повышенной радиации в южной части Атлантического океана, что связано с соответствующей магнитной земной аномалией. В этом районе нижняя граница внутреннего радиационного пояса Земли опускается до 250 – 300 километров от поверхности Земли.
Полеты второго и третьего кораблей-спутников дали новые сведения, которые позволили составить карту распределения радиации по интенсивности ионов над поверхностью земного шара. (Докладчик демонстрирует эту карту перед слушателями).
Впервые токи, создаваемые положительными ионами, входящими в состав солнечного корпускулярного излучения, были зарегистрированы вне магнитного поля Земли на расстояниях порядка сотен тысяч километров от Земли, при помощи трехэлектродных ловушек заряженных частиц, установленных на советских космических ракетах. В частности, на автоматической межпланетной станции, запущенной по направлению к Венере, были установлены ловушки, ориентированные на Солнце, одна из которых предназначалась для регистрации солнечного корпускулярного излучения. 17 февраля, во время сеанса связи с автоматической межпланетной станцией, было зарегистрировано прохождение ее через значительный поток корпускул (с плотностью порядка 10 9 частиц на квадратный сантиметр в секунду). Это наблюдение совпало с наблюдением магнитной бури. Такие опыты открывают пути к установлению количественных соотношений между геомагнитными возмущениями и интенсивностью солнечных корпускулярных потоков. На втором и третьем кораблях-спутниках была изучена в количественном выражении радиационная опасность, вызываемая космическими излучениями за пределами земной атмосферы. Эти же спутники были использованы для исследования химического состава первичного космического излучения. Новая аппаратура, установленная на кораблях-спутниках, включала фотоэмульсионный прибор, предназначенный для экспонирования и проявления непосредственно на борту корабля стопки толстослойных эмульсий. Полученные результаты имеют большую научную ценность для выяснения биологического влияния космических излучений.
Технические проблемы полета
Далее докладчик остановился на ряде существенных проблем, обеспечивших организацию полета человека в космос. Прежде всего надо было решить вопрос о методах выведения на орбиту тяжелого корабля, для чего нужно было иметь мощную ракетную технику. Такая техника у нас создана. Однако недостаточно было сообщить кораблю скорость, превышающую первую космическую. Необходима была еще и высокая точность выведения корабля на заранее рассчитанную орбиту.
Следует иметь в виду, что требования к точности движения по орбите в дальнейшем будут повышаться. Это потребует проведения коррекции движения с помощью специальных двигательных установок. К проблеме коррекции траекторий примыкает проблема маневра направленного изменения траектории полета космического аппарата. Маневры могут осуществляться с помощью импульсов, сообщаемых реактивным двигателем на отдельных специально выбранных участках траекторий, либо с помощью тяги, действующей длительное время, для создания которой применены двигатели электрореактивного типа (ионные, плазменные).
В качестве примеров маневра можно указать переход на более высоко лежащую орбиту, переход на орбиту, входящую в плотные слои атмосферы для торможения и посадки в заданном районе. Маневр последнего типа применялся при посадке советских кораблей-спутников с собаками на борту и при посадке корабля-спутника «Восток».
Для осуществления маневра, выполнения ряда измерений и для других целей необходимо обеспечить стабилизацию корабля-спутника и его ориентацию в пространстве, сохраняемую в течение определенного промежутка времени или изменяемую по заданной программе.
Переходя к проблеме возвращения на Землю, докладчик остановился на следующих вопросах: торможение скорости, защита от нагрева при движении в плотных слоях атмосферы, обеспечение приземления в заданном районе.
Торможение космического аппарата, необходимое для гашения космической скорости, может быть осуществлено либо с помощью специальной мощной двигательной установки, либо посредством торможения аппарата в атмосфере. Первый из этих способов требует весьма больших запасов веса. Использование сопротивления атмосферы для торможения позволяет обойтись сравнительно небольшими дополнительными весами.
Комплекс проблем, связанных с разработкой защитных покрытий при торможении аппарата в атмосфере и организацией процесса входа с приемлемыми для организма человека перегрузками, представляет собой сложную научно-техническую задачу.
Бурное развитие космической медицины поставило на повестку дня вопрос о биологической телеметрии как об основном средстве врачебного контроля и научного медицинского исследования во время космического полета. Использование радиотелеметрии накладывает специфический отпечаток на методику и технику медико-биологических исследований, поскольку к аппаратуре, размещаемой на борту космических кораблей, предъявляется ряд специальных требований. Эта аппаратура должна иметь очень небольшой вес, малые габариты. Она должна быть рассчитана на минимальное энергопотребление. Кроме того, бортовая аппаратура должна устойчиво работать на активном участке и при спуске, когда действуют вибрации и перегрузки.
Датчики, предназначенные для преобразования физиологических параметров в электрические сигналы, должны быть миниатюрными, рассчитанными на длительную работу. Они не должны создавать неудобств космонавту.
Широкое применение радиотелеметрии в космической медицине заставляет исследователей обратить серьезное внимание на конструирование такой аппаратуры, а также на согласование объема необходимой для передачи информации с емкостью радиоканалов. Поскольку новые задачи, стоящие перед космической медициной, приведут к дальнейшему углублению исследований, к необходимости значительного увеличения количества регистрируемых параметров, потребуется внедрение систем, запоминающих информации, и методов кодирования.
В заключение докладчик остановился на вопросе о том, почему для первого космического путешествия был выбран именно вариант облета Земли по орбите. Этот вариант представлял собою решительный шаг к завоеванию космического пространства. Им обеспечивалось исследование вопроса о влиянии длительности полета на человека, решалась задача управляемого полета, задача управления спуском, вхождения в плотные слои атмосферы и благополучного возвращения на Землю. По сравнению с этим полет, осуществленный недавно в США, представляется малоценным. Он мог иметь значение как промежуточный вариант для проверки состояния человека при этапе набора скорости, при перегрузках во время спуска; но после полета Ю. Гагарина в такой проверке уже не было надобности. В этом варианте эксперимента безусловно преобладал элемент сенсации. Единственную ценность этого полета можно видеть в проверке действия разработанных систем, обеспечивающих вхождение в атмосферу и приземление, но, как мы видели, проверка подобных систем, разработанных у нас в Советском Союзе для более сложных условий, была надежно осуществлена еще ранее первого космического полета человека. Таким образом, ни в какое сравнение не могут быть поставлены достижения, полученные у нас 12 апреля 1961 г., с тем, что до настоящего времени оказалось достигнуто в США.
И как бы ни старались, говорит академик, враждебно настроенные по отношению к Советскому Союзу люди за рубежом своими измышлениями умалить успехи нашей науки и техники, весь мир оценивает эти успехи должным образом и видит, насколько вырвалась наша страна вперед по пути технического прогресса. Я лично был свидетелем того восторга и восхищения, которые были вызваны известием об историческом полете нашего первого космонавта среди широких масс итальянского народа.
Полет прошел исключительно успешно
Доклад о биологических проблемах космических полетов сделал академик Н. М. Сисакян. Он охарактеризовал основные этапы развития космической биологии и подвел некоторые итоги научных биологических исследований, связанных с космическими полетами.
Докладчик привел медико-биологические характеристики полета Ю. А. Гагарина. В кабине поддерживалось барометрическое давление в пределах 750 – 770 миллиметров ртутного столба, температура воздуха – 19 – 22 градуса Цельсия, относительная влажность – 62 – 71 процент.
В предстартовом периоде, примерно за 30 минут до старта космического корабля, частота сердечных сокращений составила 66 в минуту, частота дыхания – 24. За три минуты до старта некоторое эмоциональное напряжение проявилось в увеличении частоты пульса до 109 ударов в минуту, дыхание продолжало оставаться ровным и спокойным.
В момент старта корабля и постепенного набора скорости частота сердцебиения возросла до 140 – 158 в минуту, частота дыхания составляла 20 – 26. Изменения физиологических показателей на активном участке полета, по данным телеметрической записи электрокардиограмм и пнеймограмм, были в допустимых пределах. К концу активного участка частота сердечных сокращений составила уже 109, а дыхания – 18 в минуту. Иными словами, эти показатели достигли значений, характерных для ближайшего к старту момента.
При переходе к невесомости и полете в этом состоянии показатели сердечно-сосудистой и дыхательной систем последовательно приближались к исходным значениям. Так, уже на десятой минуте невесомости частота пульса достигла 97 ударов в минуту, дыхания – 22. Работоспособность не нарушилась, движения сохранили координацию и необходимую точность.
На участке спуска, при торможении аппарата, когда вновь возникали перегрузки, были отмечены кратковременные, быстро преходящие периоды учащения дыхания. Однако уже при подходе к Земле дыхание стало ровным, спокойным, с частотой около 16 в минуту.
Через три часа после приземления частота сердечных сокращений составляла 68, дыхание – 20 в минуту, т. е. величины, характерные для спокойного, нормального состояния Ю. А. Гагарина.
Все это свидетельствует о том, что полет прошел исключительно успешно, самочувствие и общее состояние космонавта на всех участках полета было удовлетворительным. Системы жизнеобеспечения работали нормально.
В заключение докладчик остановился на важнейших очередных проблемах космической биологии.
