Космический мусор: проблемы и пути решения. Космический мусор реферат

Доклад на тему "Космический мусор"

Космический мусор: текущее состояние, проблемы и пути ее решения

1. Введение

Что такое космический мусор? Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Космос нуждается в срочной очистке от мусора. Если обломки и останки спутников и ракет не будут удалены с низкой околоземной орбиты, космические полёты вскоре могут стать слишком опасными для людей и техники.

Целью моей работы является выяснение причин возникновения космического мусора и выявление рядя методов борьбы с космическим мусором.

1. История освоения околоземного космического пространства искусственными спутниками.

4 октября 1957 г. бывший СССР произвел запуск первого в мире искусственного спутника Земли. Первый советский спутник позволил впервые измерить плотность верхней атмосферы, получить данные о распространении радиосигналов в ионосфере, отработать вопросы выведения на орбиту, тепловой режим и др. Спутник представлял собой алюминиевую сферу диаметром 58 см и массой 83,6 кг с четырьмя штыревыми антеннами длинной 2,4-2,9 м. В герметичном корпусе спутника размещались аппаратура и источники электропитания. Начальные параметры орбиты составляли: высота перигея 228 км, высота апогея 947 км, наклонение 65,1 гр. 3 ноября Советский Союз сообщил о выведении на орбиту второго советского спутника. В отдельной герметической кабине находились собака Лайка и телеметрическая система для регистрации ее поведении в невесомости. Спутник был также снабжен научными приборами для исследования излучения Солнца и космических лучей. 6 декабря 1957 г. в США была предпринята попытка запустить спутник «Авангард-1» с помощью ракеты-носителя, разработанной Исследовательской лабораторией ВМФ. После зажигания ракета поднялась над пусковым столом, однако через секунду двигатели выключились и ракета упала на стол, взорвавшись от удара.

31 января 1958 г. был выведен на орбиту спутник «Эксплорер-1», американский ответ на запуск советских спутников. По размерам и массе он не был кандидатом в рекордсмены. Будучи длинной менее 1 м и диаметром только ~15,2 см, он имел массу всего лишь 4,8 кг. Однако его полезный груз был присоеденен к четвертой, последней ступени ракеты-носителя «Юнона-1». Спутник вместе с ракетой на орбите имел длину 205 см и массу 14 кг. На нем были установлены датчики наружной и внутренней температур, датчики эрозии и ударов для определения потоков микрометеоритов и счетчик Гейгера-Мюллера для регистрации проникающих космических лучей.

Важный научный результат полета спутника состоял в открытии окружающих Земля радиационных поясов. Счетчик Гейгера-Мюллера прекратил счет, когда аппарат находился в апогее на высоте 2530 км, высота перигея составляла 360 км.

5 февраля 1958 г. в США была предпринята вторая попытка запустить спутник «Авангард-1», но она также закончилась аварией, как и первая попытка. Наконец 17 марта спутник был выведен на орбиту. В период с декабря 1957 г. по сентябрь 1959 г. было предпринято одиннадцать попыток вывести на орбиту «Авангард-1» только три из них были успешными.

В период с декабря 1957 г. по сентябрь 1959 г. было предпринято одиннадцать попыток вывести на орбиту «Авангард».

Оба спутника внесли много нового в космическую науку и технику (солнечные батареи, новые данные о плотности верхний атмосферы, точное картирование островов в Тихом океане и т.д.) 17 августа 1958 г. в США была предпринята первая попытка послать с мыса Канаверал в окрестности Луны зонд с научной аппаратурой. Она оказалась неудачной. Ракета поднялась и пролетела всего 16 км. Первая ступень ракеты взорвалась на 77 с полета. 11 октября 1958 г. была предпринята вторая попытка запуска лунного зонда «Пионер-1», также оказалась неудачной. Последующие несколько запусков также оказались неудачными, лишь 3 марта 1959 г. «Пионер-4», массой 6,1 кг частично выполнил поставленную задачу: пролетел мимо Луны на расстоянии 60000 км (вместо планируемых 24000 км).

Так же как и при запуске спутника Земли, приоритет в запуске первого зонда принадлежит СССР, 2 января 1959 г. был запущен первый созданный руками человека объект, который был выведен на траекторию, проходящую достаточно близко от Луны, на орбиту спутника Солнца. Таким образом «Луна-1» впервые достигла второй космической скорости. «Луна-1» имела массу 361,3 кг и пролетела мимо Луны на расстоянии 5500 км. На расстоянии 113000 км от Земли с ракетной ступени, пристыкованной к «Луне-1», было выпущено облако паров натрия, образовавшее искусственную комету. Солнечное излучение вызвало яркое свечение паров натрия и оптические системы на Земле сфотографировали облако на фоне созвездия Водолея.

«Луна-2» запущенная 12 сентября 1959 г. совершила первый в мире полет на другое небесное тело. В 390,2-килограммовой сфере размещались приборы, показавшие, что Луна не имеет магнитного поля и радиационного пояса.

Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Луна-3» была запущена 4 октября 1959 г. Вес станции равнялся 435 кг. Основной целью запуска был облет Луны и фотографирование ее обратной, невидимой с Земли, стороны. Фотографирование производилось 7 октября в течение 40 мин с высоты 6200 км над Луной.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.

В настоящее время только две страны — Россия и США имеют возможность и отслеживают всё околоземное космическое пространство в плане техногенного засорения с опорой на свои национальные системы контроля космического пространства.

Двое специалистов космического центра NASA в Хьюстоне выступили предостережением. Джей-Си Лю (J.-C. Liou) и Николас Джонсон (Nicholas Johnson) использовали компьютерную модель под названием LEGEND, чтобы попытаться спрогнозировать то, что случится с космическим мусором в последующие 200 лет. В настоящее время на земной орбите находится больше 9 тысяч объектов искусственного происхождения. Две трети из них — космический хлам. Исследователи сосредоточились на фрагментах, летающих на низкой орбите, на высотах от 200 до 2 тысяч километров над поверхностью Земли. всё больше металла отправляется в космос каждый год: к 2200-му количество ненужных человечеству объектов на орбите должно утроиться.

Поэтому специалисты NASA бьют тревогу: если мы по-прежнему будем полагаться исключительно на гравитацию, чтобы «вернуть» мусор на Землю, то на очистку внеземного пространства потребуются тысячи лет. А своего собственного, простого и дешёвого способа уборки космического мусора у людей нет. Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Так существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора», при экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой»

По данным, опубликованным Управлением ООН по вопросам космического пространства, в октябре 2009 года «Вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков мусора»

Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это НОО, геостационарная орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.

2. Методы уборки и уничтожения КМ.

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. Хотя в ряду других рассматривался, например, проект спутника, который будет искать обломки и испарять их мощным лазерным лучом.[источник не указан 83 дня] Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:

Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».

Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.

Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».

Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.

3. Методы устранения проблем, связанных с орбитальным космическим мусором.

Отработавшие своё спутники представляют реальную опасность для других орбитальных объектов.

Новый метод увода аппаратов-ветеранов с орбиты и их уничтожения предложили на днях инженеры американской корпорации Global Aerospace.Как считают специалисты, оптимальным решением может стать крупный воздушный шар, закреплённый в сложенном состоянии на борту спутника. Когда последний исчерпает свои возможности, шар должен наполниться гелием (либо другим газом). Большая оболочка создаст измеримое аэродинамическое сопротивление даже в разреженных остатках атмосферы.

По расчётам инженеров Global Aerospace, такой шар диаметром 37 метров всего за год в состоянии увести зонд массой 1,2 тонны с начальной орбиты, условно принятой за 830 километров, и заставить его сгореть в атмосфере. В естественных условиях процесс торможения может занять не одно столетие.

Свой проект, получивший название «Лёгкое как паутинка устройство понижения орбиты» ,представители компании презентовали на прошедшей в Канаде конференции по астродинамике.

США построили орбитальный наблюдатель за космическим мусором.

На середину августа 2010 года американские ВВС (USAF) запланировали запуск единственного в своём роде спутника — Space Based Space Surveillance (SBSS). Новый аппарат впервые займётся отслеживанием орбитального мусора непосредственно из космоса.

Однотонный спутник изготовила компания Boeing. Его полезная нагрузка — мощный визуальный сенсор с широким полем зрения и электроникой с низким уровнем шума. Аппарат будет выведен на солнечно-синхронную орбиту высотой 630 километров.

В настоящее время слежение за космическим мусором — осколками аппаратов, неработающими спутниками, верхними ступенями ракет — ведётся при помощи наземных радаров и телескопов. Однако они испытывают помехи со стороны изменчивой «погоды», а кроме того, возможность оперативного наблюдения за конкретным объектом зависит от времени суток.

Космический «глаз» поможет снять эти ограничения и предоставит ВВС США дополнительный инструмент для контроля за полумиллионом орбитальных «мёртвых железок». Заодно SBSS возьмёт «на карандаш» и действующие спутники. Американцы пишут, что намерены отслеживать изменения в орбите любого аппарата, потенциально способного представлять угрозу, например, в качестве перехватчика спутников.

Интерес к теме космического мусора возрос после беспрецедентной аварии в 2009 году, когда в космосе столкнулись действующий американский и выведенный из эксплуатации российский спутники. Наземные службы слежения тогда не сумели предсказать коллизию и увести работающий аппарат в сторону. Также участились случаи близкого прохода космических обломков от МКС, из-за чего порой приходится корректировать её орбиту.

Разработан солнечный уборщик космического мусора.

Небольшой солнечный парус мог бы не только предоставлять малым спутникам даровую тягу во время выполнения основной миссии, но и сводить с орбиты аппараты, отработавшие свой век. Проверить эту идею на практике призван наноспутник CubeSail, представленный недавно британскими инженерами.

Партнёры в этом проекте: космический центр университета Суррея (Surrey Space Centre), основной разработчик аппарата, компания Surrey Satellite Technology, а также европейский аэрокосмический гигант EADS Astrium, который предоставил финансирование.

Запуск аппарата в космос намечен на конец 2011 года. Он должен выйти на полярную орбиту высотой 700 километров. Там CubeSail развернёт квадратный парус из тонкой полимерной плёнки площадью 25 квадратных метров.

Мы будем контролировать парус при помощи новой техники, без применения ракетных двигателей, — объясняет руководитель проекта доктор Вайос Лаппас (Vaios Lappas) из университета Суррея. — Мы разработали механизм качания, который использует очень маленькие моторы. Он способен смещаться в двух направлениях. Это даст нам возможность изменять взаимное положение центра масс аппарата и паруса. Мы также задействуем маленькие магниты, которые будут взаимодействовать с магнитным полем Земли».

В начале миссии CubeSail попробует использовать парус как движитель, способный изменить параметры орбиты аппарата. По окончании же этого эксперимента управление парусом настроят так, чтобы он тормозил спутник. Помимо «солнечной тяги» этому должно способствовать относительно большое сопротивление атмосферы, следы которой присутствуют даже на таких высотах.

Авторы технологии предполагают, что подобные очень недорогие и лёгкие устройства могут стать стандартным оснащением новых спутников класса до 500 килограммов. Они бы развёртывали парус и работали как тормозная система в конце срока службы, уменьшая тем самым количество мусора в околоземном пространстве (фото Surrey Space Centre).

Более сложные аппараты такого типа могли бы в будущем даже состыковываться со старыми спутниками с той же целью утилизации.

Вакансия космического мусорщика все еще открыта.

«К сожалению, на данный момент эффективных способов уничтожения космического мусора не существует», – считает Эфраим Аким. По его мнению, собирать обломки при помощи американских шаттлов безумно дорого, да и челноки вот уже несколько лет стоят на приколе. Еще большее безумие сжигать космический мусор при помощи лазера, поскольку расплавленный металл, остывая, превратится в смертоносную «шрапнель», которая расползется по орбите, еще больше загрязнив космос. Заменить многоступенчатые ракеты многоразовыми системами тоже пока не представляется возможным, слишком уж они дороги. «Конечно, хорошо запускать и забирать спутники при помощи летающих тарелок. В любой момент взлетел, зацепил его и сел обратно на Землю, – смеется Эфраим Аким. – Увы, человечество подобными техническими устройствами не располагает. Пока они не появились, нам надо всеми силами предотвращать дальнейшее загрязнение космоса, иначе в будущем из-за опасности встречи с космическим мусором его освоение превратится в очень рискованное мероприятие».

Единственное, что пока могут предложить ученые, – тщательное картографирование космической свалки. Но и здесь все не так просто. «На сегодняшний день только два государства в мире способны эффективно отслеживать поведение космического мусора», – считает главный баллистик ЦУП Николай Иванов. Легко догадаться, что это Россия и США, которые, к слову сказать, являются и главными «загрязнителями» космоса. «У нас, как и в Америке, существуют уникальные наземные комплексы, позволяющие обнаруживать на низких орбитах кусочки до нескольких сантиметров в диаметре, но необходимо также совместно разрабатывать меры по их нейтрализации. Было бы неплохо создать международную систему слежения, объединить каталоги объектов, разработать общую систему предупреждений о рисках столкновений, только в этом случае можно реально обезопасить полеты», – продолжает Николай Иванов. «Чтобы на космических дорогах не было аварий, необходимо выработать международные правила космического движения», – вторит ему Эфраим Аким. Первые шаги в этом направлении уже сделаны.

Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных взрывов, сопутствующих полету технологических элементов, увод отработавших ресурс космических аппаратов на орбиты захоронения, торможение об атмосферу и т. п.

В то же время поскольку большинство мер по уменьшению засорения прямо или косвенно затрагивает вопросы формирования облика и конкурентоспособности перспективной космической техники и сопряжены со значительными затратами по проектам её модернизации, перспективные общие нормативы и стандарты по засоренности ОКП необходимо принимать взвешенно и на глобальной основе.

4. Случаи столкновения космических аппаратов с мусором

В 1983 году маленькая песчинка (менее 1 мм в диаметре) оставила серьёзную трещину на иллюминаторе шаттла.

В июле 1996 года на высоте около 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом третьей ступени французской же ракеты Arian.

В 2001 году МКС едва не столкнулась с семикилограммовым прибором, утерянным американскими астронавтами.

29 марта 2006 года в 03:41 (MSK) произошла авария спутника «Экспресс-АМ11»: в результате внешнего воздействия разгерметизирован жидкостный контур системы терморегулирования; космический аппарат получил значительный динамический импульс, потерял ориентацию в пространстве и начал неконтролируемое вращение.По предварительным данным причиной аварии стал «космический мусор».http://www.rscc.ru/ru/news/archive/2006.03.30.html Выводы комиссии подтвердили первую версию произошедшего.

10 февраля 2009 года коммерческий спутник американской компании спутниковой связи Iridium, выведенный на орбиту в 1997 году, столкнулся с военным российским спутником связи «Космос-2251», запущенным в 1993 году и выведенным из эксплуатации в 1995 году.

При столкновении спутника с мусором часто образуется новый мусор (так называемый синдром Кесслера), что в будущем может привести к неконтролируемому росту засорённости космоса.

5. Историческое значение орбитального мусора

Историки науки указывают на то, что некоторые объекты на орбите, рассматриваемые как мусор, будут представлять интерес для космических археологов будущего и поэтому должны быть сохранены.

Российская орбитальная группировка насчитывает более 110 спутников.

Более 110 космических аппаратов входят сегодня в российскую орбитальную группировку, при этом около 80% из них - военного или двойного назначения, сообщил во вторник журналистам командующий Космическими войсками (КВ) генерал-лейтенант Олег Остапенко.

"На сегодняшний день в составе российской орбитальной группировки насчитывается более 110 космических аппаратов. Из них около 80% составляют космические аппараты военного и двойного назначения. Порядка 30% космических аппаратов орбитальной группировки проходят летно-конструкторские испытания", - сказал Остапенко.

2. Заключение

Хотелось бы добавить, что загрязненность космоса с каждым годом продолжает расти, в связи с этим растет риск столкновений причиняющих повреждения КА.

Поскольку с помощью существующих технологий тяжело решить задачу улучшения состояния космической среды, разумным шагом по сохранению космического пространства для будущих поколений в настоящее время есть принятие мер по уменьшению загрязненности.

3. Источники:

http://www.membrana.ru/particles/tag/542

http://ru.wikipedia.org/wiki/Космический_мусор

infourok.ru

Реферат: Космический мусор

Содержание

Введение

. Космический мусор

. Служба контроля космического пространства

. Актуальность проблемы космического мусора

. Экологические решения в конструкциях современных космических аппаратов

. Опасность из космоса

Список использованной литературы

Введение

Современные люди всё более осознают свою ответственность перед будущими поколениями за загрязнение окружающей среды. Сейчас никто уже не рвётся покорять природу как в начале двадцатого века. Человечество стоит перед реализацией безопасного развития. Для этого необходимы новые знания об окружающей среде, новые технологии. Все это немыслимо без изучения экологии. Фундаментом для понимания проблем развития и охраны окружающей среды является базовое экологическое образование. Экологические знания не только объясняют неизвестные стороны действительности, но и предписывают экологические ограничения по отношению к человеческой деятельности.

Немало тревожного написано о загрязнении атмосферы, океана, рек, почвы. Я хочу рассказать о том виде загрязнения, которое пока мало кого беспокоит. Кода-то так же мало беспокоило людей и радиоактивное загрязнение природы. Теперь же на очистку загрязнённых территорий потребуются многомиллиардные затраты. Аналогичная ситуация сейчас складывается с загрязнением околоземного космического пространства.

С 1957 по 1998 год только Россия и США произвели около 5000 запусков космических аппаратов. Кроме того, несколько сотен запусков были совершены и другими странами. На орбиты разных высот выведены десятки тысяч аппаратов различного назначения. Многие из них по-прежнему находятся в космосе. Выработав свой ресурс, они не исчезают с орбиты. Космический мусор находящийся на низких орбитах, постепенно тормозиться атмосферой и сгорает там. Но на некоторых орбитах спутники могут оставаться практически вечно. Фактически вокруг Земли вращается целый музей космических технологий. Кроме того, каждый из запусков оставляет в космосе свой след: это и остатки ракетоносных систем, и оборудование с потерпевших неудачу экспериментов, отделяемые части космических аппаратов.

1. Космический мусор

Отработавшие на высоте 1000 км спутники могут продолжать своё существование в течение многих сотен лет, причём, чем выше их орбита, тем продолжительней срок "жизни" этого мертвого груза. Со временем же они разрушаются, пополняя мусорное облако, роящееся вокруг нашей планеты. Самыми старыми из таких остатков являются обломки второго американского спутника, запущенного ещё в 1958 году.

Свой вклад в увеличение гигантской свалки, вносят и космонавты, теряющие при выходе в открытый космос такие прозаические предметы, как перчатки, отвёртки и даже кинокамеры. Мусорные мешки, использованные за период эксплуатации станции "Мир", тоже кружат в этом вихре. Даже краска летательных аппаратов, разрушаемая в суровых условиях космоса, способна создавать космические "песчинки", которые носятся вокруг Земли и "обстреливают" всё, что встречается на пути.

Но самым мощным источником искусственного загрязнения космоса являются самопроизвольные взрывы на орбитах, которые могут порождать сразу несколько сотен только крупных обломков и меньшее количество мелких.

Одна из причин таких взрывов заключается в том, что в топливных баках космических аппаратов после завершения их эксплуатации остаётся небольшое количество топлива.

Топливные баки со временем разрушаются, а иногда пробиваются какими-либо фрагментами космического мусора, самовоспламеняющиеся же компоненты топлива, смешиваясь, взрываются. С 1961 года, когда было зафиксировано первое космическое разрушение объекта, на орбитах их взорвалось более 130.

2. Служба контроля космического пространства

Сведения о заселенности околоземного пространства объектами искусственного происхождения поступают из специальных Служб контроля космического пространства, функционирующих как в России, так и в США. Они оснащены радиолокационными, оптическими и оптикоэлектронными системами слежения. В их задачи входят наблюдение, отождествление и каталогизация искусственных объектов. Российские и американские каталоги содержат их около 9000. Полученная Службами контроля информация используется для анализа состояния экологической обстановки в космосе.

Кроме того, в обязанности этой службы входит обеспечение непосредственной безопасности космических полетов путем предупреждения о возможных столкновениях, а также определение принадлежности фрагментов космических объектов. Это помогает определить вклад разных стран в засорение космоса и степень их вины на основании Конвенции, принятой 1 сентября 1982 года.

Но, к сожалению, наблюдениям доступны далеко не все обломки, составляющие космический мусор. Наземные радиолокационные системы могут обнаруживать только те объекты, диаметр которых па высоте до 2 000 км составляет не менее нескольких сантиметров, оптическим же телескопам доступны объекты от 1 м на высотах в несколько десятков километров. Все остальные объекты находятся вне зоны контроля, хотя и их количество, и огромные скорости, с которыми они мчатся вокруг Земли, представляют для человеческой активности в космосе опасность более чем реальную.

. Актуальность проблемы космического мусора

Очень долгое время проблема засорения космоса рассматривалась в чисто теоретическом аспекте. Земные орбиты казались слишком огромными и пустыми для того, чтобы быть засоренными. Но число запусков росло с каждым годом, а, следовательно, росла и заселенность орбит. Достаточно сказать, что с 1980 года количество космического мусора увеличилось вдвое. И этот рост может пагубно сказаться на безопасности полетов как пилотируемых, так и автоматических космических аппаратов, особенно же таких дорогостоящих и долгоживущих, как орбитальные станции. Космические скорости порядка нескольких км\с придают частице огромную кинетическую энергию. Частица диаметром 0,5 мм вполне способна пробить скафандр космонавта. Хотя пока вероятность столкновений в космосе сравнительно невелика, она может возрасти, когда на небе станет слишком тесно. Так, например, на период с 2001 по 2002 год был намечен запуск почти 300 спутников, что на 75% больше, чем за два предыдущих года.

Судя по отечественным и зарубежным данным, уже в начале этого века следует ожидать существенного возрастания засорения ближнего космоса, и тогда возникнет реальная угроза столкновения уже между самими элементами космического мусора. Наибольшую опасность в космосе представляют объекты с диаметрами от 1 до 10 см. Мало того, что их очень много и они носятся вокруг Земли с огромными скоростями - до 10 км/с, они еще недоступны для обнаружения Службами контроля, представляя собой настоящие "айсберги" па орбите. Столкновение с ними при условии большой населенности орбит может привести к катастрофическим последствиям. О том, какую опасность представляют крупицы краски, едва различимы человеческим глазом, свидетельствуют уже произошедшие повреждения иллюминаторов на "Салюте-7", станции "Мир" и на американских многоразовых кораблях "Шаттл", на которых за время эксплуатации пришлось заменить уже несколько десятков окон стоимостью по 40000 долларов каждое.

. Экологические решения в конструкциях современных космических аппаратов

Проблема космического мусора обещает обрести совершенно особый характер в связи с запуском Международной Космической Станции (МКС), которая будет самым крупным объектом, собранных в космосе. Едва ли её работа в условиях окружения огромным количеством космического мусора может быть комфортной и безопасной. Орбиту МКС пришлось изменять уже дважды, чтобы избежать столкновения с летающими фрагментами.

А потому конструирование таких объектов, таких как МКС, включает в себя исчерпывающий анализ защиты. Каждая часть космической станции изучается отдельно, в зависимости от того, насколько она уязвима для ударов. Защита строится, исходя из самых современных материалов. Устанавливаются специальные защитные экраны, которые увеличивают вес станции и её стоимость. Такие методы применяются и на космических "челноках".

Но, как известно, избавится от загрязнения окружающей среды гораздо сложнее, чем предотвратить его загрязнение. Для сдерживания этого процесса требуется безотлагательная работа, и принятие специальных мер всеми участвующими в освоении космоса государствами. Уже трижды представители этих стран собирались на специальные форумы, посвящённые проблемам космического мусора. Поднимаются вопросы, связанные с риском для Земли от возвращаемых объектов, также с тем, как уменьшить количество мусора и обезопасить космос.

А так как его очищение в настоящее время не представляется возможным ни технически, ни экономически, то все совместные усилия должны быть направлены на то, чтобы меньше мусорить. Для этого необходимо: предотвращать самопроизвольные взрывы в космосе, то есть избавляться от остатков топлива при завершении работы космического аппарата, и сократить срок пребывания отработавших объектов до 25 лет.

Запретить преднамеренные разрушения космических объектов, находящихся на орбите, производимые иногда для предотвращения падений крупных несгоревший частей космического объекта в населённые районы планеты. Уводить отработавшие спутники с заселённых орбит на более высокие и малоиспользуемые орбиты, иными словами, создать "кладбище космических отходов". Этот процесс весьма проблематичен и связан с тем, что изменение орбиты спутников требует определённого (до 15% массы объекта), что влечёт дополнительные затраты по 20 тысяч долларов за каждый кг. Например, если спутник весит 1000 кг, то сведение его с орбиты обойдётся в 2 млн. долларов.

Дело осложняется тем, что в последнее время значительную долю космических запусков составляют запуски коммерческие, осуществляемые из Европы и России, и частные компании едва ли пойдут на такие затраты. Тем более они не несут за собой никаких обязанностей по ограничению космических обломков.

Некоторые компании запускают целые скопления спутников на низкие орбиты, нисколько не тревожась о возможных столкновениях между ними.

Государственные же космические агентства постоянно проводят множество возможных способов и средств по очистке от мусора околоземного пространства. Ведь сейчас известно, что на околоземной орбите находится более 2000 пассивных объектов больших размеров, и ещё больше количество мелких.

Сейчас рассматриваются варианты использования, с одной стороны, "космических челноков" для захвата и транспортировки крупных объектов, а с другой - космических лазеров, для уничтожения более мелких.

космический мусор экологический аппарат

Если удастся на высоте 2000 километров обнаружить объект размером с теннисный мяч и удержать на нём лазерный луч, это будет большим успехом. В любом случае это весьма дорогое удовольствие. Существуют конкретные проекты. Например, "Орион" разрабатываемый с 1970 года. Суть его в использовании мощного лазера, способного находить и испарять мелкие обломки или отклонять их орбиту, удаляя с пути космического аппарата. Использовать такую "лазерную метлу" планируется для очистки орбиты МКС. Обойдётся это примерно в 200 млн. долларов и продлиться более двух лет.

Так что будем надеяться, что благодаря совместным усилиям ведущих космических держав проблема космического мусора будет успешно решаться, а безопасность комического полётов - неуклонно повышаться.

. Опасность из космоса

Если бы 65 млн. лет назад кто-то мог взглянуть на Землю с высоты 100 км, этот гипотетический наблюдатель увидел бы над районом нынешнего мексиканского полуострова Юкатан грандиозный взрыв, выбросивший за пределы земной атмосферы огромную массу воды в виде гигантской воронки. К каким последствиям может привести падение на Землю даже сравнительно небольшого небесного тела, можно судить по реконструкции этой предполагаемой катастрофы.

По мнениям большинства исследователей, тогда наша планета столкнулась с астероидом, имевшим примерно 10 км в поперечнике. В атмосфере Земли он развалился на обломки, которые, падая на поверхность планеты, произвели страшные разрушения. Взрывы большой мощности вызвали землетрясения, ураганы и наводнения, выжгли всё живое на десятки километров вокруг. На месте взрыва образовался кратер диаметром 180 км и глубиной более 1200 метров Облака пыли, дыма, пара и пепла окутали всю Землю, на годы, затмив Солнце, прошли кислотные дожди. Наступило долговременное похолодание. Это вызвало массовую гибель многих видов растений и животных, в том числе и динозавров. Некоторые учёные считают, что подобные катаклизмы происходили в истории Земли неоднократно, повторяясь, каждые 20-30 миллионов лет.

Ежегодно на Землю выпадает несколько миллионов тонн метеоритного вещества. Большая часть метеоров сгорает в атмосфере. Но некоторые достигают поверхности Земли. Падение наиболее крупных, могут принести немалые разрушения. Системы очистки околоземного пространства, оборудованные системой обнаружения и уничтожения космических объектов, могли бы служить землянам как оборона от опасности падения крупных метеоритов.

Список использованной литературы

1.Журнал "Вокруг Света" октябрь 2003 г.

2.Журнал "Вокруг Света" январь 2002 г.

."Основы Общей Экологии" Н.М. Мамедов, Суравегина И.Т., Глазачёв С.Н. М. "Устойчивый мир" 2000 г.

.Детская энциклопедия Я познаю мир "Экология" А.Е. Чижевский. М., "Астрель" 2003 г.

dodiplom.ru

Реферат Космический мусор

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 Характеристики космического мусора
• 2 Методы защиты КА от столкновений с КМ
• 3 Методы уборки и уничтожения КМ
• 4 Национальные организации
  • 4.1 Россия (СССР)
  • 4.2 США
• 5 Международное сотрудничество
• 6 Международные организации
• 7 Случаи столкновения космических аппаратов с мусором
• 8 Важнейшие события, повысившие засорённость космоса
  • 8.1 Испытание Китаем противоспутниковой ракеты в январе 2007 г
  • 8.2 Ликвидация США неисправного спутника
  • 8.3 Столкновение российского и американского спутников
• 9 Историческое значение орбитального мусора
Примечания

Введение

Распределение мусора в околоземном пространстве

Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Так существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора», при экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой»[1]

По данным, опубликованным Управлением ООН по вопросам космического пространства, в октябре 2009 года «Вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков мусора» [2].

1. Характеристики космического мусора

В настоящее время по разным оценкам в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится до 5000 тонн техногенных объектов. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать 60 000 − 100 000. Из них только порядка 10 % (около 8600 объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами и только около 6 % отслеживаемых объектов — действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, и около 55 % — отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации.

Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением, плоскости которых пересекаются, поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет около 10 км/с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. Примером может послужить первый случай столкновения искусственных спутников: Космос-2251 и Iridium 33, произошедший 10 февраля 2009 года. В результате оба спутника полностью разрушились, образовав свыше 600 обломков. Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет.

Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это НОО, геостационарная орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.[3]

2. Методы защиты КА от столкновений с КМ

Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет.

3. Методы уборки и уничтожения КМ

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. Хотя в ряду других рассматривался, например, проект спутника, который будет искать обломки и испарять их мощным лазерным лучом[источник не указан 218 дней] или наземный лазер, который должен тормозить обломки для входа и последующего сгорания их в атмосфере[4].Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:

• Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».
• Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.
• Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».
• Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.

Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных взрывов, сопутствующих полету технологических элементов, увод отработавших ресурс космических аппаратов на орбиты захоронения, торможение об атмосферу и т. п.

В то же время поскольку большинство мер по уменьшению засорения прямо или косвенно затрагивает вопросы формирования облика и конкурентоспособности перспективной космической техники и сопряжены со значительными затратами по проектам её модернизации, перспективные общие нормативы и стандарты по засоренности ОКП необходимо принимать взвешенно и на глобальной основе.

4. Национальные организации

В настоящее время только две страны — Россия и США имеют возможность и отслеживают всё околоземное космическое пространство в плане техногенного засорения с опорой на свои национальные системы контроля космического пространства.

4.1. Россия (СССР)

В Советском Союзе засоренностью космоса начали заниматься в 1985 году в Министерстве обороны и в Академии наук страны. Уже в 1990 году были получены первые практические оценки и разработана математическая модель засоренности околоземного космического пространства. В 1992 году впервые в стране был создан проект стандартных исходных данных (СИД) для обеспечения работ по созданию космических орбитальных средств.

4.2. США

Сеть по наблюдению за космическим пространством США (англ.) — служба, созданная для отслеживания траекторий объектов на околоземной орбите. Отслеживаются объекты диаметром от нескольких сантиметров.

5. Международное сотрудничество

В целом у проблемы космического мусора как у всякой сложной и актуальной проблемы существует несколько измерений: научное, техническое, юридическое, экологическое и пр. Несмотря на то, что эта тематика привлекает внимание многих национальных исследовательских центров, космических агентств и с различной степенью углубленности периодически обсуждается на многочисленных комитетах и комиссиях международных организаций, таких как Международная астронавтическая федерация (IAF), Комитет по Исследованию Космического пространства Международного совета Научных союзов (COSPAR), Международный телекоммуникационный союз (ITU), Международный институт космического права (ICJ) и других, представляется, что в последнее время совместная скоординированная деятельность двух международных органов в «техническом» и «политико-правовом» измерениях данной проблемы вывела её понимание на качественно новый уровень. Это Межагентский координационный комитет по космическому мусору (IADC) и Научно-технический подкомитет Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях (STCS UN COPUOS).

6. Международные организации

7. Случаи столкновения космических аппаратов с мусором

В 1983 году маленькая песчинка (менее 1 мм в диаметре) оставила серьёзную трещину на иллюминаторе шаттла.[5]

В июле 1996 года на высоте около 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом третьей ступени французской же ракеты Arian.[6]

В 2001 году МКС едва не столкнулась с семикилограммовым прибором, утерянным американскими астронавтами.[5]

29 марта 2006 года в 03:41 (MSK) произошла авария спутника «Экспресс-АМ11»: в результате внешнего воздействия разгерметизирован жидкостный контур системы терморегулирования; космический аппарат получил значительный динамический импульс, потерял ориентацию в пространстве и начал неконтролируемое вращение.[7] По предварительным данным причиной аварии стал «космический мусор».http://www.rscc.ru/ru/news/archive/2006.03.30.html Выводы комиссии подтвердили первую версию произошедшего.[8]

10 февраля 2009 года коммерческий спутник американской компании спутниковой связи Iridium, выведенный на орбиту в 1997 году, столкнулся с военным российским спутником связи «Космос-2251», запущенным в 1993 году и выведенным из эксплуатации в 1995 году.

При столкновении спутника с мусором часто образуется новый мусор (так называемый синдром Кесслера), что в будущем может привести к неконтролируемому росту засорённости космоса.

8. Важнейшие события, повысившие засорённость космоса

8.1. Испытание Китаем противоспутниковой ракеты в январе 2007 г

11 января 2007 г. на высоте 865 км китайская ракета уничтожила отработавший свой срок китайский спутник «Фэнъюнь», столкнувшись с ним встречным курсом. В результате появилось более 2000 новых обломков размером в несколько сантиметров и более, то есть, засорённость космоса поднялась сразу на 22 %.

8.2. Ликвидация США неисправного спутника

20 февраля 2008 г. на высоте 250 км ракета SM-3 уничтожила неисправный спутник-шпион, имеющий в баках около 400 кг ядовитого гидразина (а также из-за опасности рассекречивания). Из-за небольшой высоты большинство осколков, скорее всего, относительно быстро войдёт в атмосферу.

8.3. Столкновение российского и американского спутников

10 февраля 2009 года на высоте около 790 километров над северной частью Сибири зафиксирован первый случай столкновения двух искусственных спутников в космосе. Спутник связи «Космос-2251», запущенный в 1993 году и выведенный из эксплуатации, столкнулся с коммерческим спутником американской компании спутниковой связи Иридиум. В результате столкновения образовалось около 600 обломков, большая часть которых останется на прежней орбите.[9][10]

9. Историческое значение орбитального мусора

Историки науки указывают на то, что некоторые объекты на орбите, рассматриваемые как мусор, будут представлять интерес для космических археологов будущего и поэтому должны быть сохранены.[11]

Примечания

1. Космические новости: Голос России - www.ruvr.ru/main.php?&q=132499&cid=23&p=29.09.2009
2. ООН: Аппаратам на орбите угрожают 300 тыс обломков космического мусора | Наука | Лента новостей "РИА Новости" - www.rian.ru/science/20091002/187328503.html
3. Спутник «Космос-2421» продолжает разрушаться на орбите - rnd.cnews.ru/army/news/line/index_science.shtml?2009/03/27/342196, rnd.cnews.ru, 27.03.09
4. Наземные лазеры хотят использовать для очистки орбиты - blogs.computerra.ru/8961
5. ↑ 12 Околоземной орбите нужна уборка - Наука - GZT.RU - www.gzt.ru/science/2006/01/23/211303.html
6. http://www.popmech.ru/part/print.php?rubricid=4&articleid=493 - www.popmech.ru/part/print.php?rubricid=4&articleid=493
7. http://www.rscc.ru/ru/news/archive/2006.03.29.html - www.rscc.ru/ru/news/archive/2006.03.29.html
8. Названа точная причина поломки спутника "Экспресс АМ11" / ROL - www.rol.ru/news/misc/spacenews/06/04/13_008.htm
9. Столкновение спутников над Сибирью - lenta.ru/news/2009/02/12/collision/ Lenta.ru
10. Космический бум». - tvroscosmos.ru/frm/vestidata/2009/vesti14_02_9_1.php Телесюжет. Телестудия Роскосмоса.
11. Археолог выступил в защиту космического мусора - www.membrana.ru/lenta/?5920 23 мая 2006

wreferat.baza-referat.ru

Космический мусор: проблемы и пути решения.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

 МОУ « СОШ №24»

Космический мусор: проблемы и пути решения.

реферат

Автор работы:

 ученица 8 «А» класса

 Павлюхина Дарья

Руководитель работы:

учитель биологии

Стаселько Е.О.

Братск, 2011г.

Содержание:

I. Введение  ...................................................................................................................

II. Освоение космоса: перспективы и проблемы.......................................................

1.Характеристика космического мусора.....................................................................

2. Космический мусор на Орбите ...............................................................................

3. Проблемы космического мусора..............................................................................

4. Воздействие  запусков  космических ракет околоземную среду..........................

5. Пути решения.............................................................................................................

III .Заключение...............................................................................................................

IV.Список литературы..................................................................................................

Введение

      Человечеству всегда было присуще стремление дать объяснение различным отклонениям погоды от «нормы», а попросту говоря, от неких средних погодных условий, наблюдаемых на протяжении весьма ограниченного в историческом масштабе отрезка времени.

  Естественно, что для подобных объяснений привлекались и привлекаются некоторые новые виды человеческой деятельности, масштабно и зримо входящие в нашу жизнь. Уместно вспомнить, что в прошлом весьма нелестные высказывания в связи с возможным влиянием на погоду раздавались, например, в адрес радио. Во всяком случае, известно, что в 1928 г. английское акционерное общество «Радиопередача» было вынуждено обратиться в Английское метеорологическое общество с просьбой «…опровергнуть уверенность среди широких кругов населения, что радио вызывает ухудшение погоды, и снять с радиопередач тяжкое обвинение о причастности к дурной погоде нынешнего лета».

    В наши дни в толпе людей, спешаших по своим делам под очередным дождем, нет-нет да и можно услышать сказанное, скорее, в шутку, чем всерьез:”Опять спутник, наверное, запустили – погоду испортили”. В этой связи сразу же следует сказать, что искусственные спутники Земли никакого влияния на погоду не оказывают. И если уж обсуждать космические полеты в связи с погодой, то прежде всего следует говорить о той ценнейшей метеорологической информации, которую получают с помощью спутников и при работе космонавтов на борту орбитальных станций. Для нас стали привычными космические снимки облачного покрова, показываемые по Центральному телевидению в связи с очередным прогнозом погоды. Не вызывает удивления прямое обращение из телевизионной студии к космонавтам, работающим на борту орбитальной станции, с вопросом о вероятности солнечной погоды в ближайшие выходные дни.

Надо сказать, что антропогенные воздействия, связанные с влиянием деятельности человека на погоду, климат и в более широкой постановке на окружающую природную среду, в ряде случаев становятся сейчас сопоставимыми с планетарными масштабами естественных природных процессов.Идет постепенное загрязнение Мирового океана, нарушается естественный влагооборот, происходят, хотя пока и незначительные, изменения в составе атмосферы и т. п. .

  Все это дает основание говорить о том, что космическое пространство постепенно станет своеобразной: частью среды обитания и деятельности человека, произойдет расширение содержания понятия «окружающая природная среда» с включением в это понятие околоземного космического пространства. Таким образом, уже сейчас идет процесс экологизации космоса, под которым понимается «расширение сферы обитания человека, его взаимодействия с природой до космических масштабов, выход сферы взаимодействия общества и природы за пределы планеты, процесс освоения, «социализации» Вселенной».

   С другой стороны, сама космическая техника способна также вызывать определенные возмущения в окружающей космической среде. Это происходит за счет поступления продуктов сгорания ракетного топлива в атмосферу при запусках космических аппаратов, за счет выбросов различных газообразных, жидких и твердых веществ с космических аппаратов при их функционировании на орбитах и при перемещении в космическом пространстве и т. д. Однако имеющиеся данные показывают, что в настоящее время суммарное воздействие на атмосферу, связанное с космической деятельностью человека, значительно меньше влияния, обусловленного его хозяйственной деятельностью на Земле.

   С целью изучения проблемы антропогенных воздействий на околоземное космическое пространство, связанных с деятельностью человека как на Земле, так и в космосе, в 1976 г. по решению КОСПАР (Комитет по космическим исследованиям при Международном совете научных союзов) была создана комиссия по рассмотрению подобных возможных вредных воздействий на космическую среду. На конференции КОСПАР в 1979 г. этой комиссией были сообщены основные направления проводимых исследований, а в 1982 г. опубликованы некоторые предварительные результаты исследований по проблеме антропогенных воздействий на околоземное космическое пространство.

   Меня очень заинтересовал этот вопрос и я хочу на него найти ответ.

Цель работы: изучить проблемы засорения космического пространства.

Задачи работы:

• познакомиться с литературой по данной теме;
• проанализировать литературные источники;
• выявить главную проблему засорения космического пространства;
• найти пути решения проблем засорения космического пространства

Освоение космоса: перспективы и проблемы

   На заре космической эры, в 60-х годах, состоялось несколько научных симпозиумов, участники которых пытались определить перспективы развития космонавтики. Специалисты разных областей, расходясь в деталях воззрений на конкретные пути развития исследований и освоения космического пространства, были единодушны в том, что в условиях мирного развития цивилизации освоение космоса открывает принципиально новые возможности для повышения научно-технического потенциала человечества . В 70-х годах были выдвинуты некоторые принципиально новые идеи и получены новые экспериментальные данные, определившие пути дальнейшего освоения космического пространства.

    Основной тенденцией в освоении околоземного космического пространства, отчетливо проявившейся в 70-е годы, стало решение широкого круга прикладных задач с помощью самой разнообразной космической техники.

   В связи с созданием модульных долговременных орбитальных станций нового поколения и необходимостью сооружения других крупногабаритных космических конструкций (например, многоцелевых космических платформ, орбитальных радиоастрономических комплексов и т. д.) все большую актуальность приобретает проведение в космосе строительно-монтажных работ.

  Перспективным представляется использование (например, в космическом строительстве) материалов внеземного происхождения. На определенном этапе это может оказаться экономически более выгодным по сравнению с доставкой материалов с Земли. В качестве сырья для производства космических строительных материалов рассматриваются минеральные ресурсы Луны и некоторых астероидов. В этой связи уже ведется реальная проработка различных проектов лунных поселений, на базе которых в перспективе могут быть созданы горнодобывающие комплексы и перерабатывающие предприятия.

   Для энергообеспечения лунных поселений предполагается использовать ядерный реактор, планируется создание замкнутых систем жизнеобеспечения, прозрачных куполов для выращивания сельскохозяйственных культур и т. д. Безусловно, промышленное освоение Луны сопряжено с необходимостью решения многих сложнейших технических задач и будет осуществляться поэтапно в течение десятков лет.

    Надо сказать, что прогнозирование путей развития космонавтики в условиях ее стремительного прогресса, постоянного появления новой научно-технической информации, новых идей, проектов и разработок, конечно, является чрезвычайно сложным делом. На наших глазах в течение нескольких последних лет многие крупные космические проекты подвергались кардинальной переоценке.

   Но вне зависимости от конкретных путей дальнейшего развития космонавтики расширение масштабов хозяйственной деятельности человека в космосе в будущем может потребовать решения проблем экологии околоземного космического пространства, являющихся до известной степени характерными и земной экологии: проблемы воздействий космических транспортных средств на околоземное космическое пространство и проблемы его загрязнения выбросами газообразных, жидких и твердых отходов из космических производственных комплексов.

   Конечно, обострения этих проблем можно ожидать, по-видимому, лишь в следующем столетии, однако очень важно уже сейчас глубоко и тщательно изучать все виды антропогенных воздействий на космическую среду, анализировать экологические перспективы деятельности в космосе, поскольку пренебрежение требованиями экологии и охраны окружающей среды может в конечном счете свести на нет плоды технического прогресса.

   Говоря о проблемах, связанных с загрязнением космического пространства, нельзя не упомянуть о выдвигаемых проектах отправки в космос высокотоксичных и радиоактивных отходов наземных промышленных предприятий. Хотя, казалось бы, удаление таких отходов в космос более благоприятно для биосферы Земли, нежели их захоронение в шахтах или в глубинах океана (при условии, конечно, гарантии абсолютной безопасности и надежности самой операции отправки отходов с Земли), однако такие проекты требуют тщательного экологического обследования.

    Околоземное пространство в целом представляет собой весьма динамичную и нестабильную систему, которая под влиянием внешних воздействии может переходить в неустойчивое состояние.

Характеристика космического мусора

   Что же такое космический мусор?

Космический мусор-это вышедшие из строя, однако оставшиеся на орбите спутники, верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, сброшенные топливные баки, фрагменты разрушенных космических объектов, а также пружины, болты, гайки, заглушки и тому подобная мелочь. Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Проблема космического мусора

     С космосом у нас привычно ассоциируется понятие «безбрежный», однако в известном смысле теснота в космосе уже действительно начинает ощущаться, и здесь вновь невольно напрашивается аналогия с земными экологическими проблемами. Подобно тому как при малом количестве автомобилей несколько десятков лет назад не стоял остро вопрос о загрязнении воздуха их. выхлопными газами и очень незначительной была опасность столкновений автомобилей друг с другом, так и относительно малое до настоящего времени число запусков космических аппаратов не вызывает пока серьезных опасений по поводу космических «дорожно-транспортных происшествий».

    Однако в будущем — при строительстве и эксплуатации околоземных производственных комплексов, при промышленном освоении Луны — ситуация может сильно измениться. Потребуется организация широкомасштабных грузовых перевозок на трассе «Земля-космос», на орбитах появятся крупногабаритные объекты, заметно возрастет число искусственных объектов в околоземном космическом пространстве. Поэтому и основы рационального решения будущих космических транспортных проблем, включая их экологический аспект, должны закладываться уже сейчас.

   Современные мощные ракеты-носители при выведении на орбиту полезной нагрузки массой в несколько десятков тонн расходуют топлива в 20—-30 раз больше массы полезного груза. Например, стартовая масса американской ракеты «Сатурн-5» составляла 2900 т, тогда как ее полезный груз — около 100 т. В результате при каждом пуске мощной ракеты выбрасывались в атмосферу сотни тонн продуктов горения.

   За счет сжигания топлива разных видов на Земле в атмосферу сейчас ежегодно поступает более 20 млрд. т углекислого газа и свыше 700 млн. т других газообразных соединений и твердых частиц, в том числе около 150 млн. т сернистого газа. Последний, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, что может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир.

   Ясно, что в глобальном масштабе выбросы в атмосферу, создаваемые при запуске в течение года даже большего количества мощных ракет, ничтожно малы по сравнению с промышленными выбросами.

  Специально изучался и вопрос о возможном загрязнении атмосферы продуктами сгорания спутников, прекращающих свое существование в плотных слоях атмосферы. Правда, расчеты показывают, что даже при планируемом в ближайшие десятилетия расширении космической деятельности сгорание спутников и других космических аппаратов в плотных слоях атмосферы не должно привести к ее сильному загрязнению. Например, ожидаемое увеличение содержания окиси азота в верхней атмосфере составляет не более 0,05%. Не предвидится также существенного накопления в атмосфере различных токсичных соединений за счет такого сгорания.

   Можно, конечно, предполагать возможность локального загрязнения атмосферы (и даже земной поверхности, если продукты сгорания достигнут ее), хотя подобные эффекты не наблюдались. Тем не менее одним из требований, предъявляемых к материалам космических аппаратов, является выделение минимального количества токсичных веществ при сгорании в атмосфере.

Воздействие  запусков  космических ракет околоземную среду

   Уже в 60-х годах исследователи, проводившие наблюдения ионосферы во время запусков мощных ракет-носителей, обратили внимание на необычные явления в ионосфере: после запуска ионосфера, казалось бы, исчезает вблизи следа ракеты, но через час-другой картина нормальной ионосферы восстанавливалась. Было высказано предположение, что газы, выбрасываемые в ионосферу при полете ракеты, «выталкивают» разреженную ионосферную плазму. В результате в ионосфере образуется область с пониженной плотностью плазмы -— «дыра», которая после расплывания облака газа снова затягивается.

      Толчком к дальнейшему исследованию явлений в ионосфере, сопровождающих запуски ракетносителей, стало обнаружение так называемого «Скайлэб-эффекта», который был выявлен при запуске в мае 1973 г. мощной ракеты-носителя «Сатурн-5», выводившей в космос станцию «Скайлэб». Двигатели ракеты-носителя работали до высот 300-—400 км, т. е. в F-области ионосферы, где располагается максимум ионизации ионосферы. Сопоставление же данных по концентрации электронов в ионосфере при запуске станции «Скайлэб» и за сутки до того показало, что эта концентрация после запуска ракеты-носителя уменьшилась на 50%, причем площадь возмущения в ионосфере по данным наблюдений радиомаяков достигла приблизительно 1 млн. кв. км.

   Данные по ионосферным возмущениям при запусках мощных ракет-носителей подтвердили необходимость тщательного и всестороннего исследования воздействий существующих и перспективных транспортных космических систем на околоземную среду. К настоящему времени проведен также ряд экспериментальных исследований и модельных оценок влияния, которое оказывают выбросы двигательных установок этих систем на химический состав атмосферы.

   Так, частицы аэрозоля, выброшенные двигателями ракет-носителей, могут существовать в стратосфере до года и более, что может сказаться на тепловом балансе атмосферы. Кроме того, такие продукты сгорания, как соединения хлора, азота и водорода, являются катализаторами реакций с участием молекул озона и их роль в фотохимическом цикле озона велика, несмотря на их относительно малые концентрации в стратосфере.

   Ионосферу «загрязняют» не только запуски ракет-носителей. При полетах больших космических аппаратов, например орбитальных станций, в результате микротечений и газоотделения материалов, а также работы различных бортовых систем образуется уже упоминавшаяся собственная атмосфера космических аппаратов, параметры которой могут существенно отличаться от характеристик окружающей среды. По измерениям параметров среды возле станции «Скайлэб» и МТКК было зарегистрировано увеличение давления возле этих космических аппаратов на 3—4 порядка по сравнению с давлением в окружающей атмосфере. Были отмечены также заметные изменения в нейтральном и ионном составе, обусловленные газовыделением материалов станции, в электромагнитных излучениях, потоках заряженных частиц.

   Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.

   Вклад в создание космического мусора по странам:

Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.

   Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Так существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора», при экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой»

   По данным, опубликованным Управлением ООН по вопросам космического пространства, в октябре 2009 года «Вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков мусора».

   Российская космонавтика все больше приобретает международное значение. Более половины космических аппаратов в мире выводятся на орбиту российскими ракетами. Космонавтика сегодня - явление социальное. Не случайно и внимание российского руководства - к космической отрасли.

  Не так давно на орбите произошло событие, которое заставило экипаж Международной космической станции оставить работы на станции и укрыться в спускаемом аппарате "Союза". Опасность сближения с космическим мусором миновала, и экипажу не пришлось покидать станцию и возвращаться на Землю. Но эта ситуация вновь обострила внимание к проблеме космического мусора.

Проблема с мусором в космосе стоит достаточно остро. Летчик-космонавт, Герой России Федор Юрчихин в студии телеканала "Вести" задал вопросы по этой актуальной теме космической области Игорю Евгеньевичу Молотову, старшему научному сотруднику Института прикладной математики имени Келдыша - головной организации РАН по проблемам космического мусора.

- Ситуация на МКС - несвоевременный прогноз об опасном сближении. Почему?

- Потому что на этот раз опасное сближение было с объектом, который приближался по высокоэллиптической орбите. Это орбита, которую сложно наблюдать с одной стороны, поэтому она не очень хорошо контролируется.

Пути решения космического мусора.

     Чтобы решить эту проблему надо:

• формирование технологий и конструкций, приводящих к минимизации отходов;
• разработка конструкций космического оборудования, включая служебные системы и научную аппаратуру, приспособленных для использования в космосе после истечения своего ресурса;
• выбор наиболее эффективных направлений применения в космическом полете отходов, образующихся в результате функционирования оборудования и жизнедеятельности экипажа;
• необходимо заранее продумать меры по, ликвидации  космического мусора;
• важно сократить число выводимых в космос аппаратов и использования многоцелевых спутников;
• после выработки ресурса уводить их  в плотные слои  атмосферы, где они сгорят, или на менее «заселенные» орбиты;
• формирование интерьера жилых отсеков, формирование дополнительных средств радиационной защиты, формирование оборудования, используемого на других небесных телах.

Заключение:

  Сперва – леса, озёра и реки, потом – атмосфера, моря и океаны... Человечество не слишком бережно относится к родной планете, иначе проблема загрязнения окружающей среды не стояла бы сегодня так остро. Но если наша Земля имеет всё же ограниченные размеры, то уж Вселенная-то бесконечна, и её, казалось бы, мусором не завалишь. Как  бы не так! Законы гравитации заставляют большую часть космического мусора накапливаться в околоземном пространстве. Между тем, хотя с начала освоения космоса прошло менее полувека, что по меркам Вселенной – исчезающе малый промежуток времени, – человечество за столь короткий срок не только успело произвести более 4-х тысяч запусков ракет-носителей, но и умудрилось изрядно засорить космическое пространство. Если мы не будем заботиться об окружающей среде, то могут погибнуть всё нас окружающее и люди. Космос тоже требует заботы.

Список литературы:

1.http://ru.wikipedia.org

2.http://forumru.

3.http://www.rian.ru

4.http://news.mail.ru

5.http://www.ufolove.ru

6.http://www.ntpo.com

7.http://www.3dnews.ru

8.http://www.vesti.ru

9.http://www.kommtrans.ru

10.http://www.dw-world.de

11.http://mai607.ru

12.http://readings.gmik.ru

nsportal.ru

Реферат - Космический мусор – угроза безопасности космических полетов

КОСМИЧЕСКИЙМУСОР – УГРОЗА БЕЗОПАСНОСТИ КОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТОВ

Д.В.Маринин

Аэрокосмический лицей на базе Национальногоаэрокосмического университета им. Н.Е.Жуковского «ХАИ»

К третьему тысячелетию человечество активно изучает иисследует космос. Число космических полетов растет, но они постоянновталкиваются с рядом проблем. Одной из таких проблем – проблем экологиикосмоса, является вопрос об его загрязненности объектами так называемогокосмического мусора.

Космическиймусор– все антропогенныеобъекты, которые находятся на околоземной орбите или возвращаются в атмосферу,включая фрагменты или части тех объектов, которые закончили свое активноесуществование.

Чтобы уменьшить угрозу столкновений космическиеаппараты совершают маневры отклонения, а это – дополнительный расход топлива иряд других сложностей. По расчетным данным Международная космическая станциябудет вынуждена дважды в год  совершатьманевры, уклоняясь от опасных объектов.

Степень влияния загрязненности космическогопространства на функционирование космических систем определяется четырьмяфакторами: временем нахождения на орбите, районами по предположению, высотойорбиты, наклоном плоскости орбиты. Для примерного представления об объектахзагрязнения космического пространства, разрабатывают математические модели егозасоренности. Они описывают распределение загрязняющих объектов в пространстве,их движение и физические характеристики (размер, массу, плотность и др.).Разрабатываемые модели бывают двух видов: краткосрочные (период до 10 лет) и долгосрочные(до 100 лет). Модели засоренности принимают во внимание рост числа орбитальныхобъектов в результате запусков, маневрирование (засоренность, связана свключением ракетных двигателей твердого топлива), разрушение (взрывы истолкновения) т.д. Кроме того, целью долгосрочных моделирований  является составление прогнозов количестваобъектов как функции времени. Тенденции, установленные на основе долгосрочныхмоделей, заключаются в следующем:

·<span Times New Roman"">                         

·<span Times New Roman"">                         

·<span Times New Roman"">                         

Избежать этого можно путем уменьшения нагрузки нанижнюю околоземную орбиту. Также проблема состоит в возращении в атмосферуЗемли космических объектов. За последние 40 лет их отмечено более 16000. Втечение последних 5-ти лет примерно раз в неделю  происходит попадание в атмосферу объекта сплощадью поперечного сечения около 1м2. Вхождение того или иногообъекта в атмосферу связано не только с опасностью механического удара, но и свозможностью химического либо радиологического заражения окружающей среды.

Мероприятияпо уменьшению загрязненности и защите от космического мусора

В настоящее время около 12% всего каталогизированногокомического мусора составляют объекты, которые отделяются в процессе штатнойпроцедуры запуска спутников на орбиту и дальнейшей их эксплуатации. В основномэто крепежные детали, заглушки и т.д. Мероприятия по уменьшению загрязненноститакими объектами принимать относительно нетрудно, как технически, так иэкономически. В тоже время возможны ситуации, когда отделение деталей безвыходноиз-за технических причин. В ходе полета может происходить неспециальноеобразование мелкого мусора: выбросы шлаков при работе двигателей на твердомтопливе, отделение частиц краски вследствие эрозии, вытек теплоносителя и т.п.Необходимо принимать меры по  уменьшениюпроцесса образования мелкого мусора. Осколки, образовавшиеся в результатеразрушения КА, составляют 43% состава орбитальных объектов и 85% космическогомусора размером более 5см. Основной причиной разрушения космических аппаратовявляются взрывы и столкновения. Анализ разрушения КА показал, что спуск сорбиты либо пассивация (выброс энергии) после реализации космическим аппаратомсвоей задачи позволяет предотвратить большую часть таких случаев. К числуэффективных мер можно отнести сжигание или продувание неиспользованноготоплива, разрядку аккумуляторных батарей, освобождение жидкостей из-поддавления. Вероятность случайного столкновения КА на околоземной орбите хотя ине значительна, но все-таки есть. Примером такого случая было столкновение осколка,образовавшегося в результате взрыва верхней ступени ракеты-носителя «Ариан», сдействующим французским спутником CERISE, врезультате была нарушена его работоспособность. Можно сказать, что увеличениечисла и размеров спутников на орбите ведет к повышению вероятностистолкновений. Что касается спутников, которые заканчивают свою программу, тозначительному уменьшению вероятности столкновений будет влиять их перевод нанижнюю орбиту или контролированное возвращение в атмосферу.

С точки зрения на современный уровень засоренностиоколоземного пространства, следует применить концепции прямой и непрямойзащиты. Защита от частиц размером 0,1-1 см может осуществляться за счетприменения экранных конструкций. Защита от частиц размером более 1см можетосуществляться за счет принятия специальных мер при проектировании КА,заключающихся в расположении жизненно важных систем в так называемых мертвыхзонах относительно направления удара потоком мусора. Что касается экранныхконструкций, то они бывают разного типа: это и простые одношаровые выносныеэкраны, размещающиеся перед корпусом аппарата, и сложные многошаровые  конструкции из металла и керамики.  Также ориентируя определенным образомкосмический корабль, космонавты могут использовать его в качестве экранной защиты.Такая практика уже применялась на орбитальной станции «Мир». Для кораблей«Шаттл» орбитальная степень ориентируется таким образом, чтоб его хвостоваячасть была повернута в направление движения. Работы в космосе происходят такимобразом, чтоб космонавты были защищены корпусом станции.

Одной из важнейших мер по уменьшению засоренностиявляется информирования об опасностях, связанных с загрязненностью космическогопространства и  о многочисленных источникахобразования космического мусора. Экономически оправданным является применениямер по уменьшению загрязнения на ранних стадиях конструирования КА. Сиспользованием долгосрочных имитационных моделей космической среды ведетсяработа для оправдания эффективности разных сценариев и затрат связанных с ихиспользованием. Исследования позволяют оценить, какое влияние оказывает разногорода практика в этой области. Такжепроблема столкновений и взрывов связана с неконтролируемыми запусками различныхкосмических аппаратов. Для решения этой проблемы необходимо установить контрольза материалами, технологиями производства и запуска космических аппаратов. Воизбежание столкновений КА, что является основой появления крупных частеймусора, целесообразно ввести прогнозируемые расчеты для установления безопасныхстартовых окон, исключающих пересечение траектории полета КА с пилотируемымикораблями, находящимися на орбите.

В короткосрочной перспективе наибольшую пользу можетпринести исключение случайных взрывов КА. Эффективной мерой предотвращениятаких разрушений является пассивация аппаратов в конце программы полета. Вдолгосрочной перспективе при отсутствии мероприятий по уменьшению засоренностииз-за нагромождения объектов на орбите может значительно возрасти опасность дляпроведения космических операций в области, как низкой, так и высокойоколоземной орбиты. Мероприятия поснижению загрязненности и защиты космоса могут влиять на конструкции КА, ихстоимость и эксплуатацию. Экономически выгоднее предвидеть и внедрить этиизменения на ранних этапах проектирования и производства КА и ракетоносителей.

Хотелось бы добавить, что загрязненность космоса скаждым годом продолжает расти, в связи с этим растет риск столкновенийпричиняющих повреждения КА. Поскольку с помощью существующих технологий тяжелорешить задачу улучшения состояния космической среды, разумным шагом посохранению космического пространства для будущих поколений в настоящее времяесть принятие мер по уменьшению загрязненности.

www.ronl.ru

Космический мусор — реферат

МИНИСТЕРСТВО  НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт  природных ресурсов

Кафедра « Гэоэкологии и геохимии»

Реферат по дисциплине «Дистанционные методы исследования» на тему:

«Космический мусор»

                                                                                               Выполнил: студент гр.2Л10

Кажумуханова М.З.                                                                                                                 

                                                                 Проверил:  доцент каф.ГЭГХ                  Архангельская Т.А.

                                                     Томск – 2012 План реферата:

Введение

1. Космический мусор
2. Методы защиты и уничтожения космического мусора
3. Правила космического движения
4. Национальные организации
1. Россия (СССР)
2. США
5. Международное сотрудничество
6. Случаи столкновения космических аппаратов с космическим мусором
7. Важнейшие события, повысившие засорённость космоса 
1. Испытание Китаем противоспутниковой ракеты в январе 2007 г 
2. Ликвидация США неисправного спутника 
3. Столкновение российского и американского спутников
8. Историческое значение орбитального мусора

Заключение

Введение

Цель этого реферата  – показать «подводную часть космического айсберга», рассказать о малоизвестных фактах космической деятельности человечества и проанализировать негативные стороны  этой деятельности. Влияние запусков ракет на поверхность планеты.

В нашем мире все взаимосвязано, как человек зависит от космоса, так и космос зависит от человечества. Сейчас мы находимся на таком уровне технического прогресса, который позволяет нам выходить в открытый космос, с помощью космических аппаратов изучать все планеты Солнечной системы, их спутники, астероиды и кометы.

Сегодня ни одна развитая страна мира не может обойтись без мобильной  связи, телевидения, радиосвязи, средств  наблюдения за опасными участками земной поверхности, космической навигации, космической разведки и т.п. И  все это заслуги искусственных  спутников Земли и космонавтики.

У космических исследований есть также  и «обратная сторона»: запуски  ракет, разрушение и падение фрагментов космических аппаратов приводят к серьезным экологическим проблемам  на Земле и в космосе.

Угрозу для жителей планеты  представляют:

Ø  падение первых ступеней ракет

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

Ø  выбросы в атмосферу продуктов сгорания (После этого на больших площадях наблюдаются обильные кислотные дожди)

Ø  мощные акустические, электромагнитные и оптические излучения от крупных ракет

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

Ø  влияние на погоду и климат

Весь опыт человечества показывает: к чему бы человек не прикоснулся непременно, наряду с несомненными благами появляются новые проблемы, в том числе и экологического характера. Уже сейчас экологическая проблема геокосмоса стоит перед человечеством. Вот один из ярких примеров нарушения экологического равновесия. Жители алтайского села Саратан рассказали, что первые несчастья у них начались в 1959 г. На альпийских лугах Алтая стали находить крупные обломки какой-то техники (многие думали инопланетной, о Байконуре в селе еще ничего не знали). Постепенно была уничтожена растительность. Из окрестных лесов ушли животные. Наступила мертвая тишина. Жители алтайских сел стали рано седеть, страдать от заболеваний почек, печени, гипертонии, наблюдались случаи выпадения волос, зарегистрировано много случаев онкологических и странных психических заболеваний. Были отмечены случаи рождения детей-уродов. Столичные врачи связывали все это с воздействием ракетного топлива гептила, но правду больным не сообщали – это в СССР было государственной тайной.

С каждым годом на орбите Земли  скапливается все больше мусора.

1. Космический мусор.

Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы, объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникациии т. п.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая  возникла по существу сразу после  запусков первых искусственных спутников  Земли в конце пятидесятых  годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения  космоса становится понятной при  рассмотрении возможных сценариев  освоения космоса в будущем. Так существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора», при экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой»

По данным, опубликованным Управлением ООН по вопросам космического пространства, в октябре 2009 года «Вокруг  Земли вращается около 300 тысяч  обломков мусора» .

В настоящее время по разным оценкам в районе низких околоземных  орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится до 5000 тонн техногенных объектов. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать 60 000 − 100 000. Из них только порядка 10 % (около 8600 объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами и только около 6 % отслеживаемых объектов — действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, и около 55 % — отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации.

Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким  наклонением, плоскости которых  пересекаются, поэтому средняя относительная  скорость их взаимного пролета составляет около 10 км/с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. Примером может послужить первый случай столкновения искусственных спутников: Космос-2251 и Iridium 33, произошедший 10 февраля 2009 года. В результате оба спутника полностью разрушились, образовав свыше 600 обломков. Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет.

Наиболее засорены те области  орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических  аппаратов. Это НОО, геостационарная  орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.

2. Методы защиты  и уничтожения космического мусора.

Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет.

Эффективных практических мер  по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. Хотя в ряду других рассматривался, например, проект спутника, который будет искать обломки и испарять их мощным лазерным лучом или наземный лазер, который должен тормозить обломки для входа и последующего сгорания их в атмосфере. Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:

• Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».
• Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.
• Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».
• Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.

Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем  будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных  взрывов, сопутствующих полету технологических  элементов, увод отработавших ресурс космических  аппаратов на орбиты захоронения, торможение об атмосферу и т. п.

В то же время поскольку  большинство мер по уменьшению засорения  прямо или косвенно затрагивает  вопросы формирования облика и конкурентоспособности  перспективной космической техники  и сопряжены со значительными  затратами по проектам её модернизации, перспективные общие нормативы  и стандарты по засоренности ОКП  необходимо принимать взвешенно  и на глобальной основе.

3. Правила космического  движения.   «Предотвращением дальнейшего загрязнения космического пространства занимаются несколько международных комиссий, в том числе под эгидой ООН, – рассказывает ученый секретарь Совета по космосу РАН Александр Алферов. – Правда, они сталкиваются с неповоротливостью ряда агентств, предпочитающих все очень тщательно взвесить, прежде чем идти на сотрудничество. Дело в том, что многие спутники принадлежат военным ведомствам и полную информацию о них получить весьма сложно. Нельзя сбрасывать со счетов и коммерческую сторону вопроса». Впрочем, приватизация космоса играет на руку тем, кто ратует за его чистоту. «Космос постепенно превращается в зону вложения капитала, а коммерсантов всегда интересовали вопросы страхования рисков и возмещения потерь в результате тех или иных форс-мажорных обстоятельств, – считает Александр Багров. – Без выработки единых правовых норм достичь этого не удастся. К примеру, кто должен отвечать, если старый безжизненный спутник или разгонный блок ракеты, запущенной одним государством, протаранит автоматическую станцию, принадлежащую другой стране? Пока на этот вопрос ответа нет, хотя подобные прецеденты уже имели место». И хотя частные космические компании делают только первые шаги, сам факт их появления на свет подтолкнул к выработке единых международных правил. «В настоящее время интенсивно вырабатываются новые требования к космической технике, определяются зоны работы спутников и оговариваются методики захоронения выработавших свой срок аппаратов», – рассказывает Эфраим Аким.  Одним из первых реальных достижений в деле борьбы с космическим мусором стала выработка новых международных стандартов в отношении искусственных спутников Земли. Теперь на их борту должны присутствовать резервные запасы топлива, чтобы по истечении срока работы увести аппараты в специально отведенные районы околоземных орбит или направить к Земле. Желательно также оснащать спутники дополнительными системами управления, способными в случае поражения аппарата частицами мусора уводить его с рабочих орбит. Предполагается, что «кладбища спутников» будут располагаться на 200–300 км выше зоны геостационарных орбит. «Конечно, внедрение новых стандартов идет очень медленно, – признает Эфраим Аким, – ведь они связаны с существенными затратами. Изменение в конструкции спутников влечет за собой дополнительные многомиллионные вложения, что нравится не всем аэрокосмическим корпорациям. Но без этих мер на данный момент просто не обойтись, и все это понимают».  Другой важный шаг – внесение в международные правила использования космоса требования оснащать разгонные блоки ракет системами слива топлива. Оказавшись в космосе, после завершения маневра управляющая электроника в обязательном порядке должна открыть клапаны и выбросить излишки горючего. К сожалению, и этого порой недостаточно. Из-за особенностей топлива и невозможности полностью выбросить его из резервуаров взрываются даже «опустошенные» баки. А значит, должны быть предприняты меры по совершенствованию конструкции космических ракет.

yaneuch.ru

Реферат - Проблема космического мусора

Тематическое направление

«Человек и космос: новые подходы»

Тема проекта

Проблема космического мусора

Цель этой статьи – показать «подводную часть космического айсберга», рассказать о малоизвестных фактах космической деятельности человечества и проанализировать негативные стороны этой деятельности. Влияние запусков ракет на поверхность планеты.

В нашем мире все взаимосвязано, как человек зависит от космоса, так и космос зависит от человечества.Сейчас мы находимся на таком уровне технического прогресса, который позволяет нам выходить в открытый космос, с помощью космических аппаратов изучать все планеты Солнечной системы, их спутники, астероиды и кометы.

Сегодня ни одна развитая страна мира не может обойтись без мобильной связи, телевидения, радиосвязи, средств наблюдения за опасными участками земной поверхности, космической навигации, космической разведки и т.п. И все это заслуги искусственных спутников Земли и космонавтики.

У космических исследований есть также и «обратная сторона»: запуски ракет, разрушение и падение фрагментов космических аппаратов приводят к серьезным экологическим проблемам на Земле и в космосе.

Угрозу для жителей планеты представляют:

— падение первых ступеней ракет

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

— выбросыв атмосферупродуктов сгорания (После этого на больших площадях наблюдаются обильные кислотные дожди)

— мощные акустические, электромагнитные и оптические излучения от крупных ракет

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

— влияние на погоду и климат

Весь опыт человечества показывает: к чему бы человек не прикоснулся непременно, наряду с несомненными благами появляются новые проблемы, в том числе и экологического характера. Уже сейчас экологическая проблема геокосмоса стоит перед человечеством. Вот один из ярких примеров нарушения экологического равновесия. Жители алтайского села Саратан рассказали, что первые несчастья у них начались в 1959 г. На альпийских лугах Алтая стали находить крупные обломки какой-то техники (многие думали инопланетной, о Байконуре в селе еще ничего не знали). Постепенно была уничтожена растительность. Из окрестных лесов ушли животные. Наступила мертвая тишина. Жители алтайских сел стали рано седеть, страдать от заболеваний почек, печени, гипертонии, наблюдались случаи выпадения волос, зарегистрировано много случаев онкологических и странных психических заболеваний. Были отмечены случаи рождения детей-уродов. Столичные врачи связывали все это с воздействием ракетного топлива гептила, но правду больным не сообщали – это в СССР было государственной тайной.

С каждым годом на орбите Земли скапливается все больше мусора.

На графике наглядно показано, что космос тогда, в середине 60-х годов XX века, казался безбрежным, и никому не приходило в голову, что его можно «засорить». Но прошло несколько десятилетий, и в геокосмосе стало тесно от космического мусора. Этот мусор состоит из закончивших свою активную работу искусственных спутников Земли, последних ступеней ракет, разгонных блоков, обломков ракет и спутников, возникших в результате преднамеренных и аварийных взрывов.

Экологические последствия космонавтики проявляются на поверхности планеты, в приземной атмосфере, в озоносфере, в верхней атмосфере и геокосмосе. Их уровень опасности зависит от массы стартующих ракет, частоты запусков, вида ракетного топлива, используемых технологий и т. п.

Угрозу для жителей планеты представляют падение первых ступеней ракет и отработавших свой срок космических аппаратов.

Космический мусор имеет свойство саморазмножаться в результате его дальнейшего дробления при столкновениях двух фрагментов мусора. Уже сейчас космический мусор представляет серьезную опасность для пилотируемых полетов и нормального функционирования КА.

Проблема минимизации экологического ущерба от космической деятельности человечества должна решаться комплексно.

космический угроза деятельность человечество

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Классификация кранов реферат
• 
  Диетические столы реферат
• 
  Ольфакторная система реферат
• 
  Фидель кастро реферат
• 
  Реферат умение учиться
• 
  Реферат рамзес 2
• 
  Реферат мгновенная скорость
• 
  Реферат инструментальные материалы
• 
  Реферат вакуумные выключатели
• 
  Реферат агентский договор
• 
  Рамзес 2 реферат