колонизация марса. КОЛОНИЗАЦИЯ МАРСА. Э. Циолковского космос принесет людям горы хлеба и бездну могущества
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
Аннотация. Выход человека в космос - важный поворот в истории развития человеческого общества. Он расширяет сферу разума, сферу взаимодействия природы и общества. Несомненно, что в будущем человек еще больше освоит космическое пространство, включая все небесные тела Солнечной системы. Сбудется предсказание великого К. Э. Циолковского - космос принесет людям "горы хлеба и бездну могущества». Космические исследования относятся к одному из основных направлений научнотехнической революции. Рассмотрение этого направления в эколого- экономическом аспекте представляет определенный интерес для специалистов, разрабатывающих международные программы сотрудничества в области экологии, науки и техники. Развитие космонавтики уже сегодня позволяет нам отрываться не только мыслями, но и телом от Земли и лететь к ближайшим планетам. На Луне уже оставлены следы человеком, впереди – Марс! На сегодняшний день Марс является наиболее привлекательным объектом для потенциальной колонизации. Стоит начать с того, что это ближайшая планета к Земле (не считая Венеры), полет к которой займет всего 9 месяцев. Кроме того, несмотря на то, что человек не может находиться на поверхности Марса без защитного снаряжения, условия планеты очень похожи на земные. Свою работу я решил посвятить теме освоения Марса, т.к считаю данный вопрос весьма актуальным, новым и перспективным. Введение. Меня всегда интересовало всё, что связано с астрономией и космонавтикой. Мечтал и о полёте к звёздам и о собственном телескопе. Но не сразу начал глубоко задумываться о серьёзных вопросах устройства мира, его эволюции, о нашем месте в этом мире, о нашей роли... Космос с греческого - «мир». В современной науке: Космос — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Хотя часто понимается также само пространство с находящимися в нём небесными телами – звёздами, планетами, облаками вещества. В философии космос - мир в целом, миропорядок, упорядоченная Вселенная в противоположность хаосу. Вселенная - строго не определяемое понятие астрономии и философии. Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной, или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления). Человеку, с его узкими масштабами существования и перемещения на Земле, не всегда удаётся легко и правильно оценивать масштабы космоса. По сегодняшний день он является бесконечным для нас, т.к. мы не видим его края. Но правильно ли будет решить, что космос абсолютно бесконечен в этот миг? Я думаю нет, т.к. открывающиеся новые горизонты видимой Вселенной и новые горизонты знаний могут установить поправку в наши знания о бесконечности Мира в котором мы находимся. Несомненно, важно каждому хотя бы иногда задумываться об этих вопросах и понятиях. Но мне куда интереснее изучать реально наблюдаемые объекты, находящиеся близко и далёко в космическом пространстве. Метеориты, астероиды, кометы, планеты, звёзды, галактики, скопления галактик… А сколько явлений с ними происходящих, сколько удивительных событий происходит каждый миг вокруг нас. Лишь недавно к нам пришло понимание, что мы, люди, состоим из тех же атомов и молекул, что и звёзды и планеты, разница лишь в концентрациях и упорядочивании. Мы есть часть космоса, его продукт. Материя наших организмов будет ещё долго участвовать в кипящем котле космических событий и превращений, даже после нашей смерти. Развитие космонавтики уже сегодня позволяет нам отрываться не только мыслями, но и телом от Земли и лететь к ближайшим планетам. На Луне уже оставлены следы человеком, впереди – Марс! Свою работу я решил посвятить теме освоения Марса, т.к считаю данный вопрос весьма актуальным, новым и перспективным. Глава 1. Знакомство с историей выхода человека в космос. С давних времён люди мечтали полететь в неизвестный им космос. С этой целью, век за веком многие учёные и не только, мечтали совершить полёт в космическое пространство. Много веков прошло с тех пор, когда был изобретен порох и создана первая ракета, применявшаяся главным образом для увеселительных фейерверков в дни больших торжеств. В 1911 году Циолковский произнес свои вещие слова: “Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, с начала робко проникнуть за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все около земное пространство”. И только в середине двадцатого века наступила эра космонавтики, начавшаяся с запуска на орбиту первого искусственного спутника. Это был только первый шаг. После этого космонавтика начала развиваться быстрыми темпами, в результате чего всего через несколько лет в космос были отправлены уже первые живые существа – собаки Белка и Стрелка. 12 апреля 1961 года в космос отправился первый человек. Это был наш соотечественник – Юрий Алексеевич Гагарин. Весь мир запомнил его слова, произнесённые им перед полётом: “Поехали”! Гагаринский полёт перевернул весь мир, дал надежду людям на будущее. Гагарин и его последователи в течение сравнительно короткого периода времени превратили космическое пространство в обычное рабочее место. Начали создаваться новые космические корабли, к планетам солнечной системы стартовали автоматические аппараты, на орбиту выводились космические станции, человек вышел в открытый космос и побывал на Луне. Таким образом, в 1958-1960 годы первая серия советских АМС осуществляла перелет до Луны и фотографирование обратной стороны. В 1962-1968 годах отрабатывались выполнение мягкой посадки и обращение вокруг орбиты Луны. В 1969-1976 годах на Луну доставлялись луноходы и научное оборудование, а также были взяты пробы грунта. В рамках этой программы было запущено 42 космических аппарата, из которых 15 выполнили возложенные на них задачи. Аналогичная серия исследований прошла в США, которые запустили 33 космических аппарата. Американцы вырвались вперед за счет программы «Apollo», предусматривающей подготовку высадки астронавтов на Луну. В 1961-1972 годах по ней было выполнено 27 полетов, а в 1969-1972 годах было проведено 7 экспедиций. Во время этих полетов экипажи экспедиций проработали на около 300 часов, в том числе на поверхности Луны 80 часов и собрала 400 кг образцов лунного грунта. К 1998 году по советской и американской программе было выполнено 62 и 64 запуска, в том числе 33 и 47 успешных. Один спутник к Луне был запущен Японией. Всего исследование Луны потребовало 127 запусков. Исследование Марса началось с неудачного запуска советского аппарата «Марс 1960А» в октябре 1960 года. Было еще несколько запусков, один из которых во время Карибского кризиса чуть было не стал причиной начала глобальной ядерной войны. Первого успеха в исследовании Марса добились американцы 14 июля 1965 года, когда аппарат «Mariner-4» прошел в 9846 км от поверхности Марса и передал первые изображения поверхности планеты. До 2003 года в исследовании Марса было выполнено запусков: СССР – 18 США – 15 Япония – 1 Всего было сделано 35 запусков, в том числе 15 удачных. Глава 2. На сегодняшний день Марс является наиболее привлекательным объектом для потенциальной колонизации. Стоит начать с того, что это ближайшая планета к Земле (не считая Венеры), полет к которой займет всего 9 месяцев. Кроме того, несмотря на то, что человек не может находиться на поверхности Марса без защитного снаряжения, условия планеты очень похожи на земные. Во-первых, площадь поверхности Марса практически равна площади суши на Земле. Во-вторых, марсианские сутки схожи с земными и длятся 24 часа 39 минут и 35 секунд. Кроме того, Марс и Земля имеют почти одинаковые наклон оси к плоскости эклиптики, следствие чего на Марсе тоже происходит смена времен года. Главным фактором в возможности потенциальной колонизации планеты является наличие на Марсе атмосферы, хоть и не очень плотной, что гарантирует некоторую защиту от радиации, а также облегчает посадку космического корабля. Также в результате недавних исследований было подтверждено наличие воды на планете, что дает ученым повод утверждать о вероятности возникновения и поддержания жизни. Плюс к этому, стоит отметить тот факт, что марсианский грунт по своим параметрам очень напоминает земной, Поэтому учеными теоретически рассматривается возможность выращивания на поверхности планеты растений. Однако стоит отметить факторы, которые способны сильно затруднить колонизацию красной планеты. Во-первых, это сила тяжести, которая более чем в два с половиной раза меньше земной. Во-вторых, это низкая температура (максимально воздух прогревается на экваторе до +30 градусов по Цельсию, при этом зимой на полюсах температура может опускаться до -123 градусов). При этом для планеты характерны большие годовые колебания температуры. Магнитное поле планеты приблизительно в 800 раз слабее, чем на Земле. Что касается атмосферного давления, то на Марсе оно слишком мало, чтобы колонисты смогли находиться на поверхности без специального костюма. Атмосфера Марса на 95 процентов состоит из углекислого газа, поэтому на начальных этапах терраформирования планеты требуется растительность, с помощью которой можно бы было увеличить содержание кислорода. Кстати давление углекислого газа может оказаться достаточным для поддержания жизни растительности на планете без дополнительного терраформирования. Тем не менее для успешной колонизации планеты без предварительного терраформирования не обойтись. Во-первых, необходимо достичь на Марсе атмосферного давления, при котором стало бы возможным существование воды в жидком виде. Во-вторых, необходимо создать озоновый слой, который бы защищал поверхность от излучения. Плюс к этому, нужно повысить температуру на экваторе до минимум +10 градусов. При удачном террафомировании наиболее благоприятными местами для создания колоний станут низменности в экваториальной зоне. Среди подобных мест ученые отмечают в первую очередь впадину Эллада (наивысшее давление на планете), а также долину Маринера (наибольшие минимальные температуры). План колонизации Марса привлекает человечество в первую очередь из-за большого запаса различных полезных ископаемых на планете: меди, железа, вольфрама, рения, урана и других. Сама добыча этих элементов может проходить гораздо плодотворнее, чем на Земле, так как, например, благодаря отсутствию биосферы и высокому фону излучения можно широкомасштабно применять термоядерные заряды для вскрытия рудных тел. Несмотря на то, что условия на Марсе максимально приближены к земным, колонизация красное планеты требует предварительного этапа по терраформированию. Тем не менее, план по террафомированию Марса, по мнению многих ученых, является потенциально осуществимым в относительно ближайшем будущем, так как многие факторы способствуют зарождению жизни именно здесь. Во-первых, стоит отметить большой запас кислорода на Марсе, в основном в соединении углекислого газа в полярных шапках, а также в соединении Н2О2 (реголиты). При нагревании реголитов выделяет кислород, которым можно дышать, а при нагреве углекислого газа он переходит в газообразную форму и потом может быть использован для фотосинтеза. Кроме того, углекислый газ в форме газа будет создавать парниковый эффект и повышать температуру. Для выделения углекислого газа и создания парникового эффекта ученые предлагают растопить шапку на южном полюсе. В результате испарения углекислого газа повысится атмосферное давление, достаточное для удержания воды в жидком состоянии. В результате фотосинтеза атмосфера постепенно будет насыщаться кислородом, что способствует созданию озонового слоя, защищающего поверхность от радиации. Для этого необходимо будет завести на Марс растения, которые могли бы существовать в суровых условиях климата красной планеты. Возможно, это могут стать генномодифицированные лишайники. Однако вернемся к самой первой задаче – растопить южную полярную шапку. Для этого необходимо повысить температуру поверхности на 4 градуса по Цельсию. Данный результат может быть достигнут различными способами. Например, можно построить на планете различные промышленные предприятия, которые выбрасывали бы в атмосферу газы, создающие парниковый эффект. Создать парниковый эффект можно и с помощью доставленного на Марс в больших количествах газа тетрафтометана, однако данное решение проблемы обойдется значительно дороже. Еще один способ разогреть планету – бомбардировка поверхности астероидами из Главного пояса, однако это требует сложных и предельно точных расчетов. Некоторые специалисты рассматривают опцию обрушения на поверхность Марса для достижения той же цели. Однако стоит иметь в виду, что бомбардировка астероидами и обрушение спутника могут повлиять на скорость вращения, а также изменить наклон оси планеты. Некоторые ученые предлагают использовать специальные зеркала – солнечные паруса, - которые бы увеличивали количество солнечного излучения, получаемого планетой (при этом подобные зеркала должны располагаться в точке Лагранжа, где суммарное притяжение небесных объектов равно нулю). Разогреть планету можно и с помощью бактерий, которые способны вырабатывать кислород и метан (или же аммиак) в присутствии воды и углекислого газа (или же воды и азота соответственно). Дело в том, что аммиак и метан относятся к парниковым газам, причем эффект, вызываемый этими газа гораздо сильнее, чем эффект углекислого газа. При этом метан и аммиак способны защищать поверхность планеты от пагубного солнечного изучения. Для того чтобы еще больше повысить температуру на поверхности красной планеты, можно заселить ее темными бактериями, которые бы не только вырабатывали парниковые газы, но и отлично поглощали свет (таким образом уменьшив отражательную способность поверхности красной планеты). Глава 3. Пилотируемый полет на Марс – это уже давно не вымысел фантастов, а уже четко обозначенная перспектива, серьезно рассматриваемая правительствами многих стран. Однако, несмотря на радужные планы ученых-астрономов, многие специалисты продолжают утверждать о невозможности осуществления полета, а тем более организации колонии на красной планете, ссылаясь на различные факторы, пагубно влияющие на здоровье человека. Рассмотрим для начала сам полет на Марс, который на современном этапе развития технологий займет около 9 месяцев. Основная опасность для космонавтов заключается в солнечной радиации, которая способно разрушить ткани человека. Наиболее опасным является солнечный ветер, частицы которого при попадании в организм повреждают структуру ДНК, что в свою очередь может привести к необратимым клеточным мутациям. Конечно, существуют специальные костюмы, которые защищают от радиации, но ученые не уверены, смогут ли такие костюмы защищать человека при столь долговременном пребывании в межпланетном космическом пространстве. Многие специалисты говорят о высокой опасности развития рака у космонавтов. При этом опасность увеличивается при возникновении сильных вспышек на Солнце. Другим неблагоприятным фактором полета станет попадание человека в невесомость на длительный срок, в результате чего его организм заметно перестраивается. При наблюдении за человеком в состоянии невесомости были замечены следующие изменения: кровь приливает к верхней части тела, сердце начинает более усиленно перекачивать кровь, организм воспринимает это как показатель избытка жидкости в организме, в результате чего он начинает выделять гормоны для «урегулирования» водно-солевого обмена. Вследствие всего этого организм человека теряет много жидкости. Кроме этого, при длительном нахождении в состоянии невесомости мышцы слабеют, а кости теряют кальций и калий. По расчетам ученых, после 8 месяц нахождения в космосе человеку потребуется более двух лет на восстановления. Стоит отметить также и психологический аспект длительного полета. Нахождение в замкнутом пространстве и ограниченность контактов могут привести возросшей агрессии и, как следствие, к конфликтам между космонавтами. Однако ученые предлагают решить это созданием на корабле условий, максимально приближенных к земным, а также тщательным отбором команды в зависимости от психологического здоровья, а также на основе веры, убеждений, образа жизни и других аспектов. Кроме всего прочего, многие специалисты утверждают об опасности поломок техники во время столь длительного полета. Что же касается непосредственного нахождения человека на поверхности красной планеты, то здесь также существует множество неблагоприятных факторов. В первую очередь, это все то же губительное солнечное излучение. К сожалению, на данный момент человечеству не известны медицинские препараты, которые смогли бы полностью защитить человека от вредного воздействия радиации. Однако учеными рассматривается возможность сооружения так называемых убежищ – кают, защищенных толстыми металлическими стенками, которые способны заметно снизить дозу радиации. Другая проблема на Марсе – это слабая гравитация, в результате которой организм начинает перестраиваться, нарушается кровообращение, происходит обезвоживание организма, ослабление костной и мышечной массы. Данные симптомы наблюдаются уже при полете в космическом корабле (при нулевой гравитации), а при переходе от нулевой гравитации к марсианской организм испытывает новый стресс, способный повлечь за собой необратимые последствия. Ученые предлагают начать постепенную адаптацию к марсианской гравитации еще в корабле за два месяца до посадки. Слабое магнитное поле на Марсе также оказывает пагубное воздействие на организм, в результате чего у человека нарушается работа вегетативно-нервной системы. Поэтому при посадке на Марс в лагере космонавтов необходимо будет создать искусственное магнитное поле. Данный вопрос также изучен не до конца. Кроме всего прочего, о космонавтов при длительной работе в космосе сбивается 24- часовой цикл человеческой жизнедеятельности, в результате чего нарушается работа пищеварительной системы, обмен веществ, а также возрастает вероятность развития декомпрессионной болезни, в результате которой может происходить закупорка мелких сосудов . И еще одним отрицательным фактором, который может помешать первой экспедиции на Марс, это марсианские песчаные бури, которые до сих пор до конца не изучены. На данный момент нет возможности предсказывать песчаные бури с помощью метеорологического спутника, поэтому вся экспедиция на поверхности планеты становится сама по себе очень опасной. Кроме того, отдельно стоит отметить пагубное воздействие на организм человека марсианской пыли. Частицы марсианской пыли слишком малы, чтобы полностью изолироваться от них. Плюс к этому, в ней могут содержаться соли хромовой кислоты, которые способны нанести сильный вред организму человека. И наконец, электростатические свойства марсианской пыли (в результате трения) способны вывести из строя технику. Все вышеперечисленные факторы заставляют серьезно задуматься о необходимости организации марсианской экспедиции даже в отдаленном будущем. Однако уже сейчас силы ученых брошены на решение многих проблем, и вполне возможно, что скоро миссия полета на Марс станет вполне осуществимой, учитывая все его аспекты: технические, физиологические и психологические. Значение выхода человека в космос. С развитием космических полетов расширяется и область приложения человеческой деятельности. Выход в космос — величайшее завоевание человечества, победа разума над силами природы. Если раньше все приложения научных знаний и технических достижений ограничивались земными рамками, то с началом освоения космического пространства человек начал постепенно вовлекать космос в сферу своей практики. Космические полеты не только открывают возможность все более глубокого познания окружающего нас мира. Уже сегодня есть ряд чисто практических задач, имеющих важное народнохозяйственное значение, которые наиболее успешно могут быть решены с помощью космической техники. Одной из таких задач является космическое телевидение. В Советском Союзе действует система «Орбита», которая с помощью искусственных спутниковретрансляторов типа «Молния» позволяет передавать на большие расстояния телевизионные программы и телефонные переговоры. Космические линии связи более выгодны, чем наземные радиорелейные линии, состоящие из цепочки приемопередающих станций. Так, для того чтобы создать радиорелейную линию Москва-Владивосток, пришлось бы построить около двухсот приемопередающих станций. Эти станции надо обслуживать, отапливать, питать электроэнергией. В настоящее время телевизионные передачи из Москвы на Дальний Восток осуществляются через космос с помощью всего лишь двух наземных станций — передающей и приемной и одного космического ретранслятора. К тому же спутникретранслятор получает энергию, необходимую для работы его бортовой аппаратуры, от Солнца с помощью солнечных батарей. Космические линии связи непрерывно совершенствуются. Ведутся опыты передачи телевизионных сигналов непосредственно со спутников-ретрансляторов на коллективные антенны. И недалеко время, когда вся территория нашей страны будет охвачена передачами Центрального телевидения. Не менее важное народнохозяйственное значение имеют и метеоспутники. В Советском Союзе на протяжении нескольких лет действует система «Метеор». Два метеоспутника движутся по околоземным орбитам с таким расчетом, чтобы в течение суток дважды осмотреть всю поверхность нашей планеты. Специальная аппаратура, установленная на борту этих спутников, позволяет фиксировать различные параметры, характеризующие состояние земной атмосферы, и получать оперативную информацию о развитии явлений погоды. В частности, с борта метеоспутников осуществляется систематическое фотографирование облачных систем, что позволяет своевременно обнаруживать зарождение циклонов и антициклонов, а также возникновение ураганов и тайфунов. Благодаря применению метеоспутников оперативные прогнозы погоды в последние годы стали значительно более точными и надежными. Кроме того, изучение атмосферных явлений из космоса позволит ученым более глубоко разобраться в закономерностях сложных процессов, протекающих в воздушной оболочке нашей планеты. Вывод: выход в космос занимает совершенно особое место в ряду научнотехнических достижений человечества. Он знаменует собой принципиально новые отношения между земным обществом и природой, выступающей в данном случае в масштабах Вселенной. Вывод: Исследование Луны, Марса и планет дальнего космоса показали двойственный результат. С одной стороны, это грандиозный прорыв науки, эпохальные достижения в изучении Солнечной системы и получение колоссального объема знаний. С научной точки зрения программа исследования дальнего космоса увенчалась полным успехом и создала многообещающий задел на будущее.Весьма заманчивы и перспективы осуществления в будущем на борту специализированных орбитальных станций своеобразного космического производства. Дело в том, что в условиях невесомости и космического вакуума появляется возможность осуществлять необычные технологические процессы, недостижимые в земных условиях, в частности производить особо чистые вещества, синтез некоторых химических соединений, в том числе ценных лекарственных препаратов, получать необычные сплавы, вырабатывать особо точные детали, например идеальные по форме шарики для шарикоподшипников. Не исключена возможность, что со временем в космос будут вынесены и энергетические установки, выделяющие в процессе работы тепло, углекислый газ и вредные примеси и тем самым загрязняющие окружающую земную среду. Выход в Солнечную систему и открытое межзвёздное пространство, освоение безграничных ресурсов космоса с помощью новой формы физического движения – управления гравитацией, выведет человечество на качественно новый уровень космической формы существования. Это, в свою очередь, откроет путь к удовлетворению потребности в непрерывном технологическом прогрессе и всех остальных отраслей мирового производства, развитие которых уже сегодня начинает сдерживаться массой экологических проблем глобального, планетарного характера. Перед странами и народами откроется огромная арена взаимовыгодного международного сотрудничества, способного обеспечить всеобщий мир, гарантированное выживание и экологическую безопасность всех и каждого. Заключение. Наше время не зря называют временем научно-технического прогресса. Особенно возросли в наши дни темпы развития науки и техники. У каждого из открытий и изобретений были не только горячие сторонники, но и рьяные противники. Видимо иначе не могло и быть. Прогресс человечества всегда происходил и происходит в борьбе противоположностей. Кто-то из великих остроумно подметил три стадии утверждения нового. Сначала о новом говорят: «Этого не может быть!» Через некоторое время можно услышать: «Здесь что-то есть...» И, наконец, приходит момент, когда даже рьяный скептик искренне удивляется: «А разве могло быть иначе?!» Нечто похожее было и с освоением космического пространства. Первый советский искусственный спутник Земли многие на Западе встретили с нескрываемым скептизмом и недоверием. Мол, что из того, что на космическую орбиту заброшено несколько килограммов металла, какая польза от этого эксперимента, что принесет он миру и человечеству? А меньше чем через четыре года мир был удивлен и потрясен неслыханным событием: гражданин первой социалистической страны Юрий Алексеевич Гагарин совершил беспримерный облет Земли на космическом корабле «Восток». День этот и имя человека, который первым разорвал цепи земного притяжения, навсегда вошли в память человечества. В достижениях сегодняшней космонавтики живет мысль первого Сергея Павловича Королева главного конструктора космоса академика. Именно к сегодняшнему дню относятся его слова: «Это будущее, хотя и не столь близкое, но реальное, поскольку оно опирается на уже достигнутое». 1. Аннотация. 2. Глава 1. 3. Глава 2. 4. Глава 3. 5. Вывод. 6. Заключение. Илон Рив Маск - Основатель, совладелец, генеральный директор и главный инженер компании SpaceX; генеральный директор и главный идейный вдохновитель компании Tesla, также был членом совета директоров компании SolarCity, основанной его двоюродными братьями, до её слияния с Tesla. |