Основные проблемы освоения космоса человеком. Глобальная проблема мирного освоения космоса

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

Космическая техника и космическая деятельность традиционно рассматриваются как перспективное направление развития цивилизации, средство решения глобальных проблем. Без космонавтики немыслимо настоящее и будущее человечества. Однако ее практические результаты и последствия оказались весьма противоречивыми и далекими от идеала из-за пороков национальных и международных институтов, отставания общества в экологическом просвещении и образовании. Развитие космонавтики в России и мире шло в доэкологическом русле, и лишь в конце XX века стали осознаваться экологические проблемы .

Наступило время подвести итоги развития космической техники и деятельности в XX веке и извлечь уроки с целью предотвращения глобальной катастрофы и выхода из экологического тупика, в котором находятся современная космонавтика и общество.

Космическая техника - это совокупность техники в сфере космической деятельности, непосредственно связанной с исследованием и использованием космического пространства. Она охватывает соответствующие наземные объекты, летательные аппараты, технологии.

Экологизация техники - повышение качества техники в процессе реализации экологической политики, направленной на постоянное улучшение системы экологического управления, предотвращение загрязнений, других вредных воздействий и последствий технического прогресса.

Общие итоги уходящего XX века свидетельствуют о развертывании и нарастании экологических проблем, вызванных бурным развитием техники, в том числе аэрокосмической, индустриализацией, мировыми войнами, активным покорением природы, освоением атомной энергии, пространственной экспансией, в том числе в аэрокосмос.

Вместе с проблемами, однако, пришло и осознание ограничений, пределов роста населения и потребления ресурсов, началось экологическое нормирование, обучение профессионалов и просвещение общества .

Прогноз на XXI век: глобальная экологическая проблема останется определяющей.

Альтернатива сверхиндустриализации, истощению ресурсов биосферы Земли, глобальной катастрофе и гибели человечества (пессимистический сценарий) – экологизация техники и деятельности человечества, экологическое ограничение пространственной экспансии и природопользования, переход к комплексному экологическому управлению (оптимистический сценарий).

Критика, которой подвергается современная космическая деятельность в России и мире, в значительной мере обоснована и отражает реакцию общества на пропасть между обещаниями, декларациями, колоссальными затратами, с одной стороны, и относительно скромными результатами, широкомасштабными вредными последствиями с другой. Потенциал космонавтики России, США, других стран используется малоэффективно, что обусловлено военным генезисом большинства эксплуатируемых объектов космической техники, высокой степенью милитаризации и монополизации сферы космической деятельности, прямой экологической безответственностью.

Корни проблем лежат в унаследованной политике противостояния государств в XX веке и слабом контроле общества за сферой космической деятельности. Начало космической эры в 1957 году и бурное развитие космонавтики в 60-90-х годах XX века - прямое следствие гонки стратегических военно-космических потенциалов государств в целях достижения национальной и международной безопасности.

Вместе с тем появившиеся научные, технические и технологические возможности исследования, освоения и использования космоса не были разумно и ответственно соотнесены с реальными потребностями и возможностями в контексте приоритета других земных проблем выживания и развития. Это привело к "гонке космических исследований", развернувшейся в мире в 60-70-е годы, емкая социальная оценка которой дана в диалоге А. Тойнби-Д. Икеды.

Причина антиэкологического развития космической техники не только в ее военном генезисе и чрезмерной политизированности. Закрытость, элитарность сыграли дурную роль в судьбе космонавтики: изначально направленная на решение общечеловеческих проблем выживания и развития, космическая деятельность превратилась в область безудержной и расточительной гонки амбиций и рекордов, реализации мифов и социальных утопий при отсутствии адекватного контроля со стороны общества.

Она до сих пор является "священной коровой" технического прогресса для массового мифологического сознания, сформированного фантастикой еще в доэкологическую эпоху покорения природы и активно эксплуатируемого политиками, дельцами, учеными, писателями (яркий современный образец). Это позволяет космическим монополиям успешно манипулировать обществом в целях удовлетворения

своих корпоративных интересов, чему способствуют отставание в экологическом регулировании космической деятельности, сокрытие и искажение экологической информации. Трезвые оценки космической техники с учетом социально-экологических последствий появились лишь в 80-90-х годах XX века. На рубеже XXI века баланс экологической опасности и безопасности космической деятельности приобретает явно выраженный негативный характер. Истоки этого процесса - на стыке XIX-XX веков: именно тогда пришло осознание огромного потенциала техники, технократии и началась его лихорадочная реализация при недооценке негативных последствий; гуманитарные предостережения были проигнорированы, экологические науки и методы только зарождались.

Технократия, техницизм XX века были основаны на мифологии пространственной экспансии человека и человечества для покорения природы. При этом осознание последствий происходило с большим опозданием, информация о них недооценивалась, сознательно игнорировалась или скрывалась. Одна из важнейших причин этого - отставание в экологическом просвещении и образовании профессионалов и общества.

Профессионалы, создавшие сложнейшую технику и технологии, по существу оказались и до сих пор в большинстве остаются экологически безграмотными людьми.

Даже в новых учебниках по основам и перспективам ракетно-космической техники, предназначенных для подготовки ракетчиков в лучших университетах России, МГТУ имени Баумана и Московском авиационном институте, написанных уважаемыми специалистами - конструкторами и профессорами, нет разделов по экологическим проблемам. В стремлении развивать отрасль во имя решения экологических проблем Земли и человечества (мониторинг, дистанционное зондирование Земли из космоса, космическая индустриализация и т.п.) инженеры недооценили и не увидели (скорее, не захотели и не хотят видеть) угрозу от космической техники и своей деятельности. Трагедия развития космонавтики XX века: умаление и сокрытие экологического вреда, наносимого ею биосфере Земли, окружающей природной среде и здоровью людей, при одновременном преувеличении возможностей техники для решения глобальных экологических проблем цивилизации. Декларированное развитие космической техники и технологий в интересах людей, для выживания и устойчивого развития России и человечества (вынос в космос вредного, ресурсоемкого материального и энергетического производства; расселение вне Земли и т.п.) не выдерживает элементарной критики с позиции оценки воздействия космической техники и космической деятельности на среду.

При существующих технологиях (ракетно-космической технике и т.п.) высокоэффективные глобальные системы в околоземном пространстве, успешное коммерческое освоение космоса - утопия, самообман и обман профессионалов и общества.

Например, проектная масса космической энергосистемы (КЭС) мощностью 10 ГВт, преобразующей энергию Солнца в электрическую и передающей ее на Землю, при размещении на геостационарной орбите (36 тыс. км от Земли в плоскости экватора) составит около 50-100 тыс. т. При известном кпд космической техники (1%) необходимы тысячи тяжелых ракет. В этом случае масса отходов только от процесса создания одной КЭС составит 4,95-9,9 млн. т(!), чего не вынесет ни экономика, ни биосфера Земли. Этот и другие проекты глобальных систем на основе современной техники - явный блеф, но именно на совокупности таких разработок уже строят космическое будущее человечества, затрачивая огромные ресурсы и губя природу. Большинство реализуемых и предлагаемых крупных космических проектов экологически опасны, грубо противоречат экологическому законодательству и элементарному здравому смыслу.

Коллизия интересов предприятий, ведомств, государств, транснациональных корпораций, осуществляющих космическую деятельность, с одной стороны, и гражданского общества, с другой, - такова унаследованная социальная и техническая реальность. Институт оценок космической техники и деятельности, основанный на независимой экологической экспертизе, до сих пор не создан в России, США, других странах или под эгидой ООН. Общество проигрывает и несет ущерб вследствие влияния космической мифологии, пробелов в законодательстве, мощного лоббирования своих интересов космическими монополиями и агентствами, экологической безграмотности и безответственности профессионалов, сокрытия и искажения информации.

Космическая отрасль не только опоздала с прогнозом, оценкой экологических последствий космической техники и космической деятельности, с внедрением экологических мер, объектов, систем, технологий (они давно разработаны), но и сейчас сознательно и всемерно затягивает этот процесс.

Коммерциализация освоения космоса, реализация крупных международных проектов начались в условиях экологической бесконтрольности и бесплатного пользования природной средой (особенно околоземного пространства). Но за все приходится платить.

С унаследованными крайне низкими экологическими характеристиками космической техники реализация глобальных систем и проектов колонизации космоса практически невозможна. Воплощаемые и перспективные космические проекты и программы, как правило, крайне расточительны (особенно связанные с полетами людей в космос). Например, проект международной космической станции оценивается в 90 млрд долл., а планируемой экспедиции на Марс - 500-1000 млрд(!). Этого с избытком хватило бы для решения острейших проблем человечества: дефицита питьевой воды и продовольствия в слаборазвитых странах, где живет большинство населения Земли.

Такое порочное развитие космонавтики более недопустимо: пределы воздействий на природу и экономической расточительности достигнуты и превзойдены.

Экологическая опасность космической деятельности стала новой реальной глобальной угрозой. Грядет неизбежный процесс жесткой экономической, социальной, экологической критики, экспертизы всей космической техники, проектов и программ. Ускоренная экологизация космической техники и всей космической деятельности - объективная необходимость. Эта сфера по инерции продолжает развиваться в парадигме научно-технической революции, в то время как в мире в ответ на приближение экологической катастрофы набирает темп революция экологическая.

Стратегия экологизации

Техническая реальность XXI века требует поиска "золотой середины", новой стратегии космической деятельности для реализации потенциала космонавтики в целях выживания и развития цивилизации путем достижения баланса интересов человека, общества, государств, транснациональных корпораций, всего мирового сообщества.

Успешное развитие космонавтики в интересах человечества невозможно без преодоления сложившейся ситуации и радикального улучшения экологических характеристик космической техники и космической деятельности, для чего необходимы:

Систематические исследования и осознание исторического опыта, реальной ситуации, унаследованных проблем и тенденций развития;

Усиление правового регулирования и контроля за космической деятельностью со стороны гражданского общества с активным использованием всех демократических институтов и международного сотрудничества , с учетом опыта применения социальных технологий в других сферах деятельности;

Разработка и реализация экологической политики через систему экологического управления в соответствии со стратегией и принципами устойчивого развития.

Радикальное улучшение экологических характеристик требует соответствующей концентрации ресурсов не на гигантских, внешне престижных, но малоэффективных проектах и программах, а прежде всего на минимизации вредных воздействий на природную среду.

Проблема № 1 - повышение массовой эффективности (кпд) космической техники на порядок: до 10-30%. Это возможно за счет активного экологического совершенствования техники, внедрения принципиально новых способов перемещения в пространстве, материалов и технологий. Применительно к полетам людей в космос, жизни вне Земли важнейшее значение имеет реализация социальных технологий (прав человека, принципов биоэтики). Необходимы: квотирование количества запусков; ограничения для ракет-носителей с низким кпд, высоким риском аварий; запрет топлив - супертоксикантов; плата за запуск, выбросы, мусор и другие меры. Ключевую роль в процессе экологизации космической техники должно играть изменение психологии, стереотипов деятельности и этики профессионалов космической отрасли на основе внедрения системы экологического образования в процесс подготовки кадров (автором в 1997-1998 годах разработан курс лекций "Основы экологической безопасности космической деятельности").

Техническая реальность отражает экологическую культуру (этику, компетентность, ответственность) профессионалов и другие социальные отношения, от которых зависят цели, ценности, решения, способы их реализации и последствия.

После конференции "Рио-92" в мире идет "тихая" экологическая революция, правовой базой которой являются новые международные стандарты ИСО-14000 "Основы экологического управления", давшие импульс разработке национальных стандартов. Экологическое управление включает: разработку и реализацию экологической политики, независимую экологическую экспертизу решений, проектов, технологий, процессов, продукции; информационную прозрачность и доступ для осуществления экологического контроля. Экологическая информация не может быть объектом государственной и коммерческой тайны. Экологическое управление охватывает комплекс механизмов правового регулирования (экологическое лицензирование, сертификация, страхование, контроль, аудит) с применением экономических критериев (платы за ресурсы, воздействия и последствия), требований, нормативов, пространственно-временных ограничений и запретов для техники, технологий, продукции, услуг (в том числе для космической техники и космической деятельности), разрабатываемых на основе современных научных методов (оценки, управления экологическим риском и др.).

К сожалению, именно в указанной сфере экологическое управление слабо развито и отстает из-за унаследованной системы ведомственных и корпоративных отношений, которая всемерно противодействует контролю со стороны общества.

Экологическая политика в области космической деятельности во всем мире фактически отсутствует: никем не сформулирована и не обнародована (ее не имеют Госкомэкология. Российское космическое агентство, крупнейшие космические корпорации России; аналогичная ситуация в Агентстве по охране окружающей среды, НАСА и космических корпорациях США). В России декларированный в законе "О космической деятельности" принцип обеспечения безопасности космической деятельности и охраны окружающей природной среды не выполняется: ни один из реализуемых космических проектов (по состоянию на конец 1998 г.) не прошел обязательную экологическую экспертизу(!), что противоречит также закону "Об экологической экспертизе"(1995 г.). Кроме того, это относится к сфере действия гл. 26 "Экологические преступления" Уголовного кодекса России. В 1994 году в России начался процесс экологизации космической деятельности при участии государства , но затем он был фактически заблокирован и остановлен лоббистами ракетно космической отрасли с использованием известных бюрократических методов.

В конце XX века в России и мире началось активное организованное противодействие общества нарастающей экологической опасности космической деятельности как реакция на крупномасштабные вредные последствия воздействий космической техники на здоровье людей и состояние природной среды, что в сущности является не антикосмическим, а экологическим процессом, объективно ускоряющим переход к комплексному экологическому управлению в XXI веке.

В ближайшие годы России и мировому сообществу предстоит разработать экологическую политику, создать и ввести в действие эффективную систему экологического управления космической деятельностью, ужесточить требования к профессионалам и технике. Необходим новый импульс от общества для экологизации космической деятельности, в том числе и создание соответствующих неправительственных экологических организаций для проведения независимых исследований .

Космическая техника и деятельность XX века на практике подтвердили закон техно-гуманитарного баланса - техника в своем развитии опережает гуманитарное осознание последствий, после чего либо общество саморазрушается, либо следует гуманитарный рывок и цикл повторяется. Главным методологическим и практическим вопросом технической реальности XXI века на пороге экологической катастрофы является переход от "техно-гуманитарного" цикла к "гуманитарно-техническому", т.е. опережающее управление по альтернативному закону "гуманитарно-технического баланса". Это потребует реализации экологической политики, основанной на знании предыстории и надежном прогнозировании комплекса последствий, что соответствует принципам экологического управления, направленным на развитие через экологизацию техники. У человечества есть шанс выжить: опираясь на экологическую образованность, сознательно ограничивая и преодолевая пороки технократизма-техницизма, реализовать процесс гуманитарно-технического (экологического) синтеза, используя социальные технологии гражданского общества и возможности международного сотрудничества, повышая ответственность профессионалов, эффективно применяя созидательный потенциал техники и деятельности при минимуме вредных воздействий и последствий.

Заключение

Особый набор таких специфических признаков, как общемировой характер, угрожающий развитию человечества, срочность и неотложность решения, взаимосвязанность и необходимость принятия мер со стороны всего мирового сообщества, позволили выделить в категорию глобальных следующие проблемы: преодоления бедности и отсталости, мира и демилитаризации, продовольственную, экологическую, демографическую.

Мировое экономическое и политическое развитие в 70 – 90-е гг. принесло понимание того, что набор глобальных проблем не является чем-то не подверженным изменениям. С течением времени изменяется наполнение и понимание старых глобальных проблем, признается появление новых, перерастающих в глобальные.

В настоящее время признается, что кроме чисто экономического, глобальные проблемы оказывают колоссальное политическое воздействие на жизнь современной цивилизации и, будучи тесно переплетенными, в своем решении требуют сплочения усилий всего человечества.

Развитие современной мировой экономики, переход к постиндустриальной стадии развития вносит коррективы в приоритетность глобальных проблем. От этого они не становятся менее важными, однако человечество ограничено в своих финансовых возможностях, которое оно может выделить для решения глобальных проблем. Этот сдерживающий фактор вполне может быть преодолен не пути поиска политических решений проблемы и проявления политической воли отдельных государств к налаживанию действенного международного сотрудничества в решении глобальных проблем, одним из приоритетных из которых сегодня остается освоение космоса в перспективе.

В современных условиях мир оказался на грани экологической планетарной катастрофы.

Существует несколько основных загрязнителей окружающей природной среды, напрямую связанных с развитием человеческой цивилизации.

Все трезвомыслящее человечество (как промышленники, так и потребители) пришло к выводу о необходимости прекращения бездумного, безудержного экономического роста и учета возможностей окружающей среды для дальнейшего проживания на Земле.

Основная идея современности – дать возможность и современному, и будущим поколениям людей безбедно и здраво проживать на Земле.

А для этого необходимо уже сегодня вкладывать огромные финансовые и интеллектуальные средства в инновационные технологии разрешения этих проблем, в частности в идею мирного освоения космоса.

Однако человечество не может так просто взять и избавиться от всех проблем одной лишь идеей и переселении на другие объекты Солнечной системы. Мы не должны вести экстенсивный путь развития. Это касается не только проблем освоения космоса, но и проблем собственно хозяйственной жизни на Земле. Рациональная организация своей жизнедеятельности на своей, в первую очередь, планете – вот наиболее важная цель человечества сегодня. Безусловно, с рассмотрением перспектив рационального(!) освоения космоса в будущем. И в этом налицо подтверждение нашей гипотезы работы.

Решении глобальных проблем ... , культуры, освоении космоса и Мирового океана. 6. Экологическая проблема Экологическая проблема порождена активной...

Историческим фактом является первенство СССР в области освоения космического пространства. Именно с запуска советского спутника, осенью 57 года, принято вести отсчет начала так называемой Космической Эры. Гражданин Советского Союза – Ю.А. Гагарин, стал первым человеком, покинувшим пределы земной атмосферы. Кроме людей и механизмов, на орбите Земли побывали животные, первым из них стала Лайка – собака, помещенная в капсулу второго спутника, запущенного через месяц после первого.

Запуск первого спутника позволил людям произвести замеры плотности верхней части атмосферного купола, проверить как распространяется радиосигнал в безвоздушном пространстве, а также отработать способы выведения на орбиту плотных тел. После успешного запуска второго спутника, с живым организмом на борту, советские ученые смогли создать приемлемые условия для вывода на орбиту человека. Лайка была помещена в 60-сантиметровую сферу, весом чуть более 80 кг, оснащенную 3-метровой антенной.

После триумфа СССР, Америка – потенциальный противник, предприняла попытки запуска собственных надатмосферных аппаратов. Первый из них - «Авангард-1», взорвался едва оторвавшись от стартовой площадки. Через год, Штатам удалось совершить удачный запуск 14-килограммовой ракеты, со спутником, весившим менее 5 кг. «Эксплорер-1» оснащался температурными и радиационными датчиками, а также тактильными сенсорами, для замеров силы ударов микрометеоритов.

Вдохновленные успехом, США предприняли еще несколько попыток запуска «Авангарда» и только в марте 1958 года, спутнику удалось зафиксироваться на геостационарной орбите. Всего, американцы вывели на орбиту три искусственных спутника типа «Авангард», которые позволили более подробно изучить атмосферу и составить детальные карты Тихого Океана.

Следующие попытки американцев были направлены на доставку научной аппаратуры к поверхности луны. Три лунных зонда типа «Пионер» были потеряны с 1958 по 59 годы, из-за взрывов или схождения с орбиты. «Пионер-4», стартовавший с Земли весной 59 года, сумел приблизиться к небесному телу на 64 тысячи километров, тогда как ученые планировали сближение до 24 тысяч.

Руководство Советского Союза считало неприемлемым уступать американцам в чем-либо и уже осенью 1958 ученые создали и запустили лунную станцию «Луна-1» на ракетоносителе «Восток-Л». Удачно стартовав и преодолев расстояние от Земли до луны, станция зафиксировалась на гелиоцентрической орбите и начала трансляцию. Фактически, советским инженерам удалось построить первый в истории транспорт, достигающий второй космической скорости и пригодный для межпланетных перелетов.

Не сумев достигнуть главной цели – прилунения, Союз продолжил исследования в данном направлении. Теперь, когда был создан двигатель, способный не только преодолеть притяжение, но и доставить груз к другой планете, дело оставалось за малым – придумать способ посадки. Через год – осенью 1959 года с Байконура стартовала «Луна-2», потратившая всего двое суток на то, чтобы добраться до поверхности луны. Удачно взлетев, станция прилунилась и смогла в автоматическом режиме установить в грунт спутника вымпел с аббревиатурой СССР.

Проблема космического мусора

Все неудавшиеся и успешные попытки держав по запуску с Земли космических летательных аппаратов, отражаются на состоянии околоземной орбиты. Обломки неисправных спутников, ступени ракетоносителей и прочее оборудование, создают вокруг земли плотное кольцо разнородного мусора. Скопления металла и пластика, являются прямой угрозой жителям планеты и оборудованию, обеспечивающему коммуникационный функционал. Объекты космического мусора передвигаются по произвольной траектории, скорость их движения достигает порядка 27 тысяч км/час.

Накопление космического мусора близ планетарной орбиты началось еще в 50-х и сегодня сложно точно определить его объем, сформировавшийся почти за 70 лет активного освоения космоса. Изначально, проблема захламления орбиты рассматривалась с теоретической точки зрения, официально, мировое сообщество обратило внимание на данный аспект только в 1993 году. Способствовал этому доклад ООН о воздействии орбитального мусора на экосистемы планеты.

Актуальность проблемы космического мусора очевидна и носит международный характер. Не существует суверенных границ околоземного пространства, поэтому 5 тысяч тонн металлолома над головой, это проблема не конкретного государства, а всего человечества. Рост плотности мусорного кольца препятствует процессу дальнейшего изучения космоса, более 300 тысяч объектов различного размера (данные ООН), представляют серьезную опасность для людей и дорогостоящей аппаратуры. Существующие датчики не могут зафиксировать объект размером менее 1 см в диаметре, но угроза от столкновения с ним на космических скоростях реальная, а последствия могут обернуться трагедией.

Обнаруживаемые околоземные объекты каталогизируются:

• В американский каталог 2013 года занесено более 16 тысяч орбитальных объектов техногенного типа. Большая часть мусора принадлежит самим американцам, России и Китаю.
• Российские учетные документы содержат сведения об объектах, общее число которых превышает 15 тысяч шт.

Наличие плотных объектов на траектории полета ракеты или спутника, может стать причиной столкновения и мир уже успел увидеть к чему могут привести подобные аварии. В 2009 году из-за аппаратного сбоя столкнулись два спутника Iridium 33 и Космос 2251. Кроме полного уничтожения оборудования, общей стоимостью несколько млн долларов, на орбите планеты появилось еще около тысячи мелких обломков.

Согласно существующей статистике следующие страны лидируют в производстве космического мусора (данные 2014 года):

• КНР – 22,8 %;
• США – 28,9 %;
• Россия –39,7 %;
• Прочие страны - 7%.

При размерах фрагмента более 1 см невозможно эффективно защитить космическое оборудование от его воздействия. Также подобные объекты представляют прямую угрозу наземной технике, строениям и людям. В настоящее время созданы международные организации и фонды, занимающиеся проблематикой космического мусора. Основными направлениями их деятельности являются:

• ведение каталогов, наблюдение за объемом и скоростью накопления космического мусора, а также его поведением и орбитой;
• использование математических методов и компьютерного моделирования для разработки методов прогнозирования;
• исследования и создание эффективных защитных систем для противодействия влиянию космического мусора на наземные объекты;
• разработка и внедрение методик по очистке и препятствованию дальнейшего засорения околоземной орбиты.

Ученые уже близки к созданию технологий, позволяющих избежать образования мусора.

Мирное освоение космоса

Практика показала, что освоение космоса невозможно в противоборстве, только совместные усилия международного сообщества и создание рабочих программ, способно привести человечество к успеху. Для достижения целей необходимы совместные усилия в экономической, интеллектуальной, технологической и иных областях. Конец 20-го столетия показал, насколько эффективными могут быть совместные действия.

Уже в 70-е годы в Москве создан «Интерспутник» - организация международного формата, обеспечивающая связь посредством подключения к спутникам. В настоящее время, к услугам организации прибегают государственные и частные компании России и иных государств мира. По всему миру рассредоточены международные обсерватории обеспечивающие ученым возможность вести наблюдения за ближними и дальними объектами.

Мировая энергетика разработала ряд проектов, касающихся получения дешевой солнечной энергии, ученые планируют разместить на гелиоцентрической орбите крупные электростанции, получающие заряд вне зависимости от земного времени. Множество технологий и оборудования, используемых сегодня повсеместно, были разработаны для освоения космоса. В настоящее время ученые научились обнаруживать далекие планеты, фотографировать звезды и скопления, отдаленные от Земли на многие миллионы световых лет.

Под термином «мирное освоение космоса» в первую очередь следует понимать отказ от использования околоземного пространства для разворачивания военных объектов. Еще в 1963 году руководители более сотни стран был составлен и утвержден документ, запрещающий эксперименты с ядерным оружием в космосе, под водой и в атмосфере планеты. Подобные шаги наглядно показывают важность совместного движения по пути к освоению космоса. Уже сегодня можно говорить о начале освоения дальних рубежей космического пространства.

Одной из глобальных целей, преследуемых учеными, является получение навыков использования безвоздушного пространства и невесомости для производства уникальных материалов и сплавов. Космическая энергетика также является прогрессивным направлением, в которое инвестируют как развитые, так и развивающиеся государства. Мирный космос поможет человечеству получить новейшие технологии, развивать медицину и совершенствовать прочие отрасли, в том числе пищевую промышленность. Важно понять и принять тот факт, что космос не должен быть полем боя, его нужно использовать для развития и прогресса всего человечества.

Российское государство в качестве приоритетной задачи ставит развитие и расширение космической программы. Имея огромный технологический потенциал и богатейший опыт, отечественные ученые и корпорация Роскосмос стремятся к выполнению следующих задач:

• сохранить позиции лидера;
• обеспечить регулярное обновление информации о космосе, с целью создания защитных систем и развития науки;
• сотрудничать с мировым сообществом в вопросах освоения космоса;
• обеспечить технологическую оснастку и доступ на орбиту и за ее пределы отечественным летательным аппаратам;
• осуществлять старты со своей территории.

Наша Родина первой в истории человечества открыла дорогу в космос. Космическая эра планеты началась с запуска первого искусственного спутника Земли, запущенного СССР $4$ октября $1957$ г. и первого космонавта мира – Ю.А. Гагарина . Спутник страны Советов измерил плотность верхней атмосферы , получил данные о распространении радиосигналов в ионосфере, позволил отработать вопросы выведения на орбиту и др. Представлял он собой алюминиевую сферу, диаметр которой был всего $58$ см. Масса спутника с четырьмя штыревыми антеннами составляла $83,6$ кг. Длина антенн была $2,4$-$2,9$ м. Внутри спутника находилась аппаратура и источники электропитания.

Второй советский спутник вышел на орбиту $3 $ноября. Это был не просто спутник, в его отдельной герметичной кабине находился пассажир – собака Лайка и телеметрическая система, регистрирующая поведение собаки в невесомости.

В ответ на запуск советских спутников $6$ декабря $1957$ г. США предприняли попытку запустить свой спутник «Авангард-1 ». На околоземную орбиту спутник должна была доставить ракета-носитель, разработанная исследовательской лабораторией ВМФ. Поднявшись над пусковым столом, через секунду ракета упала, взорвавшись от удара. Эксперимент неудачно завершился.

В следующем $1958$ г. американцы вывели на орбиту спутник «Эксплорер-1 ». Имея длину менее $1$ метра, диаметр $15,2$ см, а массу $4,8$ кг, спутник совсем не являлся кандидатом в рекордсмены. Вместе с ракетой-носителем, выводившей его на орбиту, масса увеличивалась до $14$ кг. Спутник был оснащен датчиками для определения наружной и внутренней температур, датчиками эрозии и ударов для определения потоков микрометеоритов, а также счетчиком Гейгера-Мюллера, позволявшим регистрировать проникающие космические лучи.

Вторая попытка вывести на орбиту «Авангард-1 » в феврале $1958$ г. как и первая – закончилась неудачей, и только $17 $марта спутник был выведен на орбиту. Чтобы вывести на орбиту «Авангард-1» американцы предприняли $11$ попыток с декабря $1957$ по сентябрь $1959$ гг. Успешными оказались только три попытки. Благодаря спутникам космическая наука получила новые данные о плотности верхних слоёв атмосферы, получено точное картирование островов в Тихом океане.

США в августе $1958$ г. с мыса Канаверал попробовали запустить в окрестности Луны зонд с научной аппаратурой, но, ракета-носитель, пролетев $77$ км, взорвалась.

Вторая попытка запуска лунного зонда «Пионер-1 »в октябре $1958$ г. тоже не удалась. Неудачными были и последующие запуски.

Только «Пионер-4 », запущенный в марте $1959$ г., сумел частично выполнить поставленную задачу – пролетел мимо Луны на расстоянии $ 60$ тыс. км вместо запланированных $ 24$ тыс.

Получается, что приоритет в запуске первого зонда тоже принадлежал СССР. Американцы стремились обогнать СССР в освоении космоса и после неудачи с запуском искусственного спутника Земли взоры перевели на Луну. Постановление советского Правительства о пусках станций к Луне вышло в сентябре $1958$ г.

Первый пуск ракеты-носителя «Восток-Л » был осуществлен в январе $1959$ г. Ракета вывела на траекторию полета к Луне автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Луна-1 ». Пройдя на расстоянии $6$ тыс. км от лунной поверхности «Луна-1» вышла на гелиоцентрическую орбиту и стала первым в мире космическим аппаратом, который достиг второй космической скорости, преодолев земное притяжение, и, став искусственным спутником Солнца. Главная цель, которая заключалась в перелете с одного небесного тела на другое, не была достигнута, но, тем не менее, это был огромный прорыв в освоении космического пространства. Наука получила практическую информацию в области космических полетов к другим небесным телам. Всё это было учтено.

И вот с космодрома Байконур $12$ сентября $1959$ г. был произведен запуск автоматической межпланетной станции «Луна-2 », которая уже $14 $сентября достигла поверхности Луны, совершив первый в истории полет с одного небесного тела на другое. На лунную поверхность был доставлен вымпел, на котором было начертано «СССР ».

Проблема космического мусора

Определение 1

Все неисправные искусственные объекты и их части, являющиеся опасным фактором воздействия на космические аппараты, включая пилотируемые, называются космическим мусором

Космический мусор представляет для Земли непосредственную и прямую опасность в виде выпадения обломков на населенные пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и др.

Вокруг нашей планеты с огромной скоростью, иногда $27$ тыс. км/час, по своей собственной траектории вращаются неработающие спутники, космические аппараты и их обломки, отработанные ступени ракет, различный технический хлам и др.

Мусор на орбите Земли начал появляться с конца $1950$-х годов, это время запуска первых ракет и искусственных спутников и трудно представить, сколько его накопилось почти за $60$ лет освоения околоземного космического пространства. Эта, первоначально теоретическая проблема свой официальный статус получила в декабре $1993$ г. после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду». Проблема космического мусора имеет глобальный характер, потому что не может быть засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства планеты. Катастрофический рост орбитального мусора способен привести к невозможности дальнейшего освоения космоса. Данные Управления ООН по вопросам космического пространства называют цифру техногенных объектов в $300$ тыс. общей массой до $5$ тыс. тонн. Количество подобных объектов, диаметром более $1$ см, может достигать $100$ тыс., а обнаружена небольшая их часть.

Все обнаруженные объекты внесены в каталоги , например, каталог Стратегического командования США таких объектов на $2013$ г. содержал $16,6$ тыс., большая часть которых была создана СССР, США, КНР. В российском каталоге на $2014$ г. было зафиксировано $15,8$ тыс. объектов космического мусора. Большая их скорость создает угрозу столкновения с действующими космическими летательными аппаратами. И такие примеры есть, когда столкнулись два искусственных спутника – Космос $2251$ и Iridium $33$. Столкновение произошло $10 $ февраля $2009$ г. Спутники были полностью разрушены и образовали более $600$ обломков.

Разные страны вносят свой вклад в создание космического мусора:

1. Китайского космического мусора – $40$ %;
2. США дают $27,5$ %;
3. Россия захламляет космос на $25,5$ %;
4. На остальные страны приходится $7$ %.

Есть оценки на 2014 г.:

1. Россия –$39,7$ %;
2. США – $28,9$ %;
3. КНР – $22,8$ %.

Если размеры космического мусора в поперечнике более $1$ см, то эффективных мер защиты от них не существует, поэтому чтобы обеспечить решение проблемы по проблематике космического мусора международное сотрудничество развивается по приоритетным направлениям.

Они заключаются в следующем:

1. Обязательный экологический мониторинг околоземного космического пространства – наблюдение за мусором и ведение каталога объектов космического мусора;
2. Использование математического моделирования и создание международных информационных систем с целью прогноза засоренности;
3. Разработка средств и способов защиты космических аппаратов от воздействия космического мусора;
4. Внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности околоземного пространства.
5. В ближайшем будущем внимание должно быть уделено мерам контроля, которые бы исключили его образование.

Мирное освоение космоса

Эра освоения космоса требует выполнения космических программ, а это значит, что многие страны должны сконцентрировать свои технические, экономические, интеллектуальные усилия, поэтому вторая половина $XX$ века стала ареной многостороннего международного сотрудничества. Освоение космоса – это ещё одна глобальная проблема. В $70$-е годы была создана международная организация «Интерспутник», штаб-квартира которой располагалась в Москве. Сегодня космической связью через эту систему пользуются более $100$ частных и государственных компаний стран мира. Астрономы всего мира принимают участие в наблюдениях на современных орбитальных обсерваториях. Пока в проектах существуют космические солнечные электростанции, которые планируют разместить на гелиоцентрической орбите. Все новейшие достижения науки и техники, производства и управления лежат в основе освоения космоса. Современная техника позволяет фотографировать далекие планеты и их спутники, проводить исследования и передавать важные данные на Землю.

Замечание 1

Мирное освоение космоса означает, прежде всего, отказ от военных программ.

В $1963$ г. более $100 $стран мира подписали в Москве Договор о запрещении испытаний в космосе, атмосфере, под водой ядерного оружия. Космос никому не принадлежит, а это значит, что его мирное освоение является общей задачей и проблемой всех стран. Человечество вышло за границу атмосферы Земли и приступило к освоению дальнего космического пространства.

Одним из направлений использования космического пространства является космическое производство . Это направление включает в себя разработку новых материалов, альтернативных источников энергии, космических технологий. Они необходимы для того, чтобы получить новые сплавы, вырастить кристаллы, создать медицинские препараты, провести монтажные и сварочные работы и др.

Человечество обязано сделать космос не полем боя, а фундаментом для нового Грядущего. На протяжении многих лет космос являлся пространством военно-политического соперничества, а сегодня его надо превратить в арену мирного сотрудничества. Для всего человечества очень важно то, чтобы освоение космического пространства было исключительно мирным. Стратегическим приоритетом России является всемерное расширение и углубление работы в космосе. Страна имеет уникальный космический потенциал, особенно по космическим полетам большой длительности. В марте этого года глава Роскосмоса А. Перминов на встрече с Президентом России говорил о задачах, стоящих перед космической отраслью России.

Задачи носят следующий характер:

1. Россия должна сохранить лидирующее положение в космонавтике;
2. Обеспечить экономику страны, оборону, безопасность, науку необходимой космической информацией;
3. Влиться в мировой космический сектор;
4. Обеспечить независимый доступ в космическое пространство со своей 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.