入り口宇宙探査の6つの宇宙問題。 平和的宇宙探査の問題
この問題の緊急性は明らかです。 地球に近い軌道での有人飛行は、地球の表面、多くの惑星、地表、海洋の広がりの真実の姿を描くのに役立ちました。 彼らは、地球が生命の中心であるという新たな理解と、人間と自然が切り離せない全体であるという理解を与えてくれました。 宇宙飛行学は、重要な国家経済問題を解決する真の機会を提供してきました。 国際システム通信、長期天気予報、海上および航空輸送のナビゲーションの開発。
同時に、宇宙飛行には依然として大きな潜在的な機会が残されています。 多くの科学者によれば、宇宙飛行士は、太陽エネルギーを受け取って処理する宇宙装置を作成したり、エネルギー集約型の産業を宇宙に移転したりすることによって、地球規模のエネルギー問題の解決に貢献できると考えています。 宇宙航行学は、地球規模の地球物理情報システムを構築するためのかなりの機会を開き、その助けを借りて、地球と地球のモデルを開発することができます。 一般理論プロセスは、その表面、大気、地球近傍の空間で発生します。 宇宙探査には他にも魅力的なアプリケーションがたくさんあります。
宇宙航行学の分野で著名な科学者の多くは、宇宙への即時「居住」を主張しています。 同時に、議論として、彼らは地球の周りを飛び回る多くの小惑星や彗星によって私たちの惑星の存在が脅かされているということを私たちに思い出させます。
宇宙探査の世界的な問題の重要な要素は、地球近傍の宇宙に衛星や打ち上げロケットからの破片が存在することであり、これらの破片は宇宙飛行を脅かすだけでなく、もしそれらが地球に落ちた場合にはその住民をも脅かします。 これまで、すべての国による宇宙空間の自由な利用を定めた国際法は、スペースデブリの問題をいかなる形でも規制していなかった。
その結果、今日、地球観測が行われる「低」軌道（高度 150 ～ 2,000 km）や通信に使用される静止軌道（高度 36,000 km）は、一種の「宇宙のゴミ箱」に似ています。 （1994年に）2,676品目を占めていた米国が主にこの責任を負っており、ロシア（2,359品目）と 西ヨーロッパ程度は低いものの (500)。
地球に近い軌道を浄化する方法の 1 つは、使用済みのロケットや衛星を「代替経路」に移すことです。 技術的には地球への帰還も可能だが、現段階ではそのような作戦はコストが高いため除外されている。 遅かれ早かれ、宇宙にあるすべての物体は自然に地球に戻ってきます。 過去数年間、アメリカとロシアの船の破片がいくつか地球上に落下しましたが、幸いなことに死傷者は出ませんでした。 （影響を受けた国が残骸の所有者に金銭請求を提示した例が知られている。）最後に、新しいシールドを保護できる特に強力なシールドの開発が進行中である。 宇宙船飛来物衝突時のさまざまなトラブルを軽減します。
パヴリュキナ・ダリア
スペースデブリの問題は世界中で未解決のままです。
だから何をすべきか？
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プレビュー:
科学的かつ実践的な会議
市立学校法人「中等教育学校第24校」
スペースデブリ: 問題と解決策。
生徒8「A」クラス
パヴリュキナ・ダリア
作業責任者:
生物学の先生
スタセルコ E.O.
ブラーツク、2011
I.はじめに............................................... ...................................................................... ………………
II. 宇宙探査: 展望と課題................................................................................ …………
1.スペースデブリの特徴................................................................... ……………………
2. 軌道上のスペースデブリ................................................... ......................................................................
3. スペースデブリの問題................................................................ ......................................................................
4. 宇宙ロケットの打ち上げが地球近傍環境に及ぼす影響....................................................
5. 解決策................................................................................ ...................................................................... ………………
III. 結論 ................................................................... ...................................................................... ………………
IV.参考文献................................................................................ …………………………………… ........
導入
人類は常に、「標準」、つまり歴史的スケールで非常に限られた期間に観察された特定の平均的な気象条件からのさまざまな気象の逸脱を説明したいという本質的な欲求を持ってきました。
当然のことながら、そのような説明により、いくつかの新種が誘引され、そして現在も誘引されている 人間の活動、大規模かつ目に見える形で私たちの生活に入り込んでいます。 過去に、たとえばラジオに関して、気象への影響の可能性に関して非常に不愉快な発言があったことを思い出すのは適切です。 いずれにせよ、1928年にイギリス人が 合資会社「ラジオ放送」は英国気象協会に、「ラジオが天候悪化を引き起こすという一般大衆の信念に反駁し、悪事への関与という重大な罪をラジオ放送から削除すること」という要求で上訴せざるを得なくなった。この夏の天気。」
今日、次の雨の中で用事を急いでいる大勢の人々の中で、いやいや、真剣というよりも冗談めかして、「またしても衛星が打ち上げられたのでしょう。天気が崩れてしまったのです。」という声が聞こえてきます。 この点に関して、人工地球衛星は気象に何の影響も及ぼさないとすぐに言わなければなりません。 そして、天気に関連して宇宙飛行について議論するのであれば、まず、衛星の助けを借りて、また軌道ステーションに搭乗した宇宙飛行士の作業中に得られる最も貴重な気象情報について話さなければなりません。 次の天気予報に関連して中央テレビで放映される雲量の衛星画像は、私たちにとって馴染みのあるものになりました。 テレビスタジオから軌道ステーション上で作業する宇宙飛行士たちに、次の週末に晴れる可能性について尋ねた直接の訴えは驚くべきことではない。
人間の活動が天候、気候、そしてより広い意味で自然環境に及ぼす影響に伴う人為的影響は、場合によっては地球規模の自然現象に匹敵しつつあると言わざるを得ません。世界の海洋の汚染、自然の水分循環の破壊、まだわずかではありますが、大気の組成の変化など。
これらすべてのことは、宇宙空間が徐々に環境と人間の活動の独自の部分となり、「環境」という概念の内容が拡大していくと言う理由を与えます。 自然環境「この概念には地球に近い空間も含まれています。 このように、緑化空間のプロセスはすでに進行しており、これは「人間の居住範囲、自然との関わりを拡大する」ことを意味します。 宇宙規模、地球の境界を超えた社会と自然の相互作用の範囲の拡大、発展のプロセス、宇宙の「社会化」。
一方で、宇宙技術自体が周囲の宇宙環境に何らかの撹乱を引き起こす可能性もあります。 これは、宇宙船の打ち上げ時にロケット燃料の燃焼生成物が大気中に侵入したり、宇宙船が軌道上で動作したり宇宙空間を移動したりする際に、宇宙船からさまざまな気体、液体、固体の物質が放出されることなどによって発生します。データによると、現時点で人間の宇宙活動に伴う大気への影響の合計は、地球上の経済活動によって引き起こされる影響よりも大幅に小さいことが示されています。
地球上と宇宙の両方での人間の活動に関連した地球近傍空間への人為的影響の問題を研究するために、1976 年に COSPAR (地球環境委員会) の決定により、 宇宙研究国際科学連合評議会では、宇宙環境に対するそのような悪影響の可能性を検討する委員会が設立されました。 1979 年の COSPAR 会議で、この委員会は進行中の研究の主な方向性を報告し、1982 年には地球近傍空間に対する人為的影響の問題に関する研究の予備結果がいくつか発表されました。
私はこの質問にとても興味があるので、答えを見つけたいと思っています。
仕事の目標: スペースデブリの問題を勉強します。
仕事の目標:
- このトピックに関する文献を調べてください。
- 文学資料を分析する。
- 識別する 主な問題宇宙ゴミ。
- 宇宙汚染問題を解決する方法を見つける
宇宙探査：展望と課題
明け方に 宇宙時代、60年代には、いくつかの科学シンポジウムが開催され、その参加者は宇宙飛行学の発展の見通しを決定しようとしました。 さまざまな分野の専門家は、宇宙空間の研究と探査を発展させるための具体的な方法について意見の詳細は分かれたが、文明の平和的発展という条件においては、宇宙探査が根本的に新たな機会を開くという点で一致した。人類の科学的、技術的可能性。 70 年代には、いくつかの根本的に新しいアイデアが提案され、新しい実験データが得られ、それが宇宙のさらなる探査への道を決定しました。
70 年代に明確に現れた地球近傍宇宙の探査における主な傾向は、多種多様な宇宙技術を使用して広範な応用問題を解決することでした。
新世代のモジュール式長期軌道ステーションの創設および他の大型宇宙構造物（例えば、多目的宇宙プラットフォーム、軌道電波天文複合体など）の建設の必要性に関連して、建設および設置作業宇宙における重要性はますます高まっています。
地球外起源の材料の使用（たとえば、宇宙建設）は有望であるように思われます。 ある段階では、地球から資材を運ぶよりも経済的に有利になる可能性があります。 宇宙建築材料の製造原料としては、以下のものが考えられます。 鉱物資源月といくつかの小惑星。 この点に関して、月面定住のためのさまざまなプロジェクトで実際の作業がすでに進行中であり、それに基づいて将来的には鉱山複合体や加工企業が設立される可能性があります。
月面居住地へのエネルギー供給に使用が計画されている 原子炉、閉鎖型生命維持システム、作物を栽培するための透明なドームなどを作成することが計画されています。もちろん、月の産業開発には多くの複雑な技術的問題を解決する必要があり、数十年かけて段階的に実行されます。
もちろん、宇宙飛行の急速な進歩、新しい科学技術情報、新しいアイデア、プロジェクト、開発の絶え間ない出現という状況の中で、宇宙飛行の発展経路を予測することは非常に困難な問題であると言わなければなりません。 私たちの目の前で何回も 近年多くの主要な宇宙プロジェクトが根本的に再評価されています。
しかし、特定のパスとは関係なく、 更なる発展宇宙飛行学によれば、将来的に宇宙における人間の経済活動の規模が拡大するには、ある程度地球生態系の特徴である地球近傍空間の生態系の問題、つまり宇宙船が地球近傍に及ぼす影響の問題を解決する必要があるかもしれない。 - 地球空間と気体、液体、物質の排出による汚染の問題 固形廃棄物宇宙生産複合体から。
もちろん、これらの問題の悪化が予想されるのは、明らかに次の世紀だけですが、宇宙環境に対するあらゆる種類の人為的影響を深く慎重に研究し、宇宙活動の環境見通しを分析することが今非常に重要です。なぜなら、エコロジーと環境保護の要件を無視すると、最終的には技術進歩の成果が台無しになる可能性があるからです。
宇宙汚染に関連する問題について言えば、地上の産業企業からの非常に有毒で放射性廃棄物を宇宙に送る計画のプロジェクトに触れないわけにはいきません。 このような廃棄物を宇宙に除去することは、鉱山や深海に埋めるよりも地球の生物圏にとって好ましいように思われますが（もちろん、地球から廃棄物を送るという作業自体の絶対的な安全性と信頼性が保証されることが前提となります） )、そのようなプロジェクトには慎重な環境配慮が必要です。
地球近傍の空間は全体として非常に動的で不安定なシステムであり、外部からの影響を受けると不安定な状態に変化する可能性があります。
スペースデブリの特徴
スペースデブリとは何ですか?
スペースデブリ―これらは、軌道上に残された失敗した衛星、打ち上げロケットの上段と上段、廃棄された燃料タンク、破壊された宇宙物体の破片、およびばね、ボルト、ナット、プラグ、および同様の小さな品目です。 スペースデブリとは、すでに欠陥があり、機能せず、二度と有用な目的を果たすことができない、宇宙に存在するすべての人工物体とその破片を指しますが、機能する宇宙船、特に有人宇宙船に影響を与える危険な要素です。 場合によっては、大きいスペースデブリ、または危険物質（核、有毒物質など）を搭載したスペースデブリは、制御されずに軌道を外れ、高密度の層を通過する際に不完全燃焼した場合、地球に直接の危険をもたらす可能性があります。地球の大気と破片が降り注ぐ 和解、産業施設、交通通信など
スペースデブリ問題
私たちは通常、「無限」という概念を宇宙と結び付けますが、ある意味で宇宙の狭さはすでに実際に感じられ始めており、ここでもまた地上のものとの類似性が無意識に示唆されます。 環境問題。 数十年前の少数の自動車と同様に、大気汚染の問題は差し迫った問題ではありませんでした。 排気ガスや自動車同士の衝突の危険性は非常にわずかであり、これまでの宇宙船の打ち上げ数が比較的少ないため、宇宙での「交通事故」についての深刻な懸念はまだ生じていない。
しかし、将来的には、地球近傍の生産施設の建設と運営中、月の産業開発中に、状況は大きく変わる可能性があります。 地球から宇宙へのルートでは大規模な貨物輸送を組織する必要があり、軌道上には大型の物体が出現し、地球近傍宇宙の人工物体の数は大幅に増加します。 したがって、環境面を含めた将来の宇宙輸送問題に対する合理的な解決策の基礎を今築かなければなりません。
最新の強力な打ち上げロケットは、数十トンの重量のペイロードを軌道に打ち上げる際、ペイロードの質量の 20 ～ 30 倍の燃料を消費します。 たとえば、開始ミサ アメリカのロケットサターン 5 の重量は 2,900 トンで、ペイロードは約 100 トンであったため、強力なロケットが打ち上げられるたびに、数百トンの燃焼生成物が大気中に放出されました。
地球上でのさまざまな種類の燃料の燃焼により、現在、約 1 億 5,000 トンの二酸化硫黄を含む、200 億トンを超える二酸化炭素と、7 億トンを超えるその他の気体化合物および固体粒子が大気中に放出されています。 後者は、大気中の湿気と結合して、 硫酸、いわゆる損失につながる可能性があります 酸性雨動植物に悪影響を及ぼします。
地球規模で見ると、1 年間でさらに多くの打ち上げによる排出量が増加していることは明らかです。 強力なミサイル、産業排出量と比較すると無視できます。
大気の緻密な層に存在しなくなる人工衛星の燃焼生成物による大気汚染の可能性の問題も特別に研究されました。 確かに、今後数十年間に宇宙活動の拡大が計画されているとしても、大気の密な層での衛星や他の宇宙船の燃焼が深刻な汚染を引き起こすことはないはずであることが計算によって示されています。 たとえば、上層大気中の一酸化窒素の予想される増加は 0.05% にすぎません。 このような燃焼により、大気中にさまざまな有毒化合物が大量に蓄積することも予想されません。
もちろん、そのような影響は観察されていないが、大気（燃焼生成物が地表に到達した場合には地表も）の局所的汚染の可能性を想定することはできる。 それにもかかわらず、宇宙船の材料に対する要件の 1 つは、最小限の量を割り当てることです。 有害物質大気中で燃焼すると。
宇宙ロケットの打ち上げが地球近傍環境に及ぼす影響
すでに 60 年代には、強力な打ち上げロケットの打ち上げ中に電離層の観測を行っていた研究者たちが、電離層における異常な現象に注目していました。打ち上げ後、電離層はロケットの後流近くで消えたように見えましたが、1 ～ 2 時間後にはその様子が見えなくなりました。正常な電離層が回復しました。 ロケット飛行中に電離層に放出されるガスが、希薄化した電離層プラズマを「押し出す」ことが示唆されています。 その結果、プラズマ密度が低下した領域、つまり「穴」が電離層に形成され、ガス雲が広がると再び閉じます。
打ち上げロケットに伴う電離層の現象をさらに研究するきっかけとなったのは、いわゆる「スカイラブ効果」の発見でした。これは、1973 年 5 月の強力なサターン 5 ロケットの打ち上げ中に確認され、スカイラブ ステーションを打ち上げました。空間。 打ち上げロケットのエンジンは、高度 300 ～ 400 km、つまり電離層の電離が最大になる電離層の F 領域まで動作しました。 スカイラブステーションの打ち上げ中と前日の電離層の電子濃度に関するデータを比較したところ、打ち上げロケット打ち上げ後のこの濃度は50％減少し、電離層の擾乱の領域が減少したことがわかりました。電波ビーコンの観測によれば、その面積は約100万平方メートルに達した。 km。
強力な打ち上げロケットの打ち上げ中の電離層の擾乱に関するデータは、既存および将来の宇宙輸送システムが地球近傍の環境に及ぼす影響を徹底的かつ包括的に研究する必要性を裏付けています。 現在までに、これらのシステムの推進システムからの排出物が地球に与える影響についての多くの実験研究とモデル評価が行われています。 化学組成雰囲気。
したがって、打ち上げロケットのエンジンから放出されたエアロゾル粒子は、成層圏に最長 1 年以上存在する可能性があり、影響を与える可能性があります。 熱バランス雰囲気。 さらに、塩素、窒素、水素の化合物などの燃焼生成物は、成層圏での濃度が比較的低いにもかかわらず、オゾン分子が関与する反応の触媒であり、光化学オゾンサイクルにおけるそれらの役割は大きい。
電離層が「汚染」されるのは打ち上げロケットだけではありません。 軌道ステーションなどの大型宇宙船の飛行中、材料の微小電流とガス分離、およびさまざまな搭載システムの動作の結果として、すでに述べた宇宙船自体の大気が形成され、そのパラメータは大幅に異なる可能性があります。環境の特性から。 スカイラブ ステーションと MTSC 付近の環境パラメーターの測定に基づくと、これらの宇宙船付近の圧力の上昇が、周囲の大気の圧力と比較して 3 ～ 4 桁も記録されました。 ステーション物質のガス放出により、中性およびイオン組成の顕著な変化も観察されました。 電磁放射、荷電粒子の流れ。
公式ステータス 国際レベル「宇宙活動が地球に及ぼす影響」と題した国連事務総長の報告書を受けて、同機関はこの報告書を受け取った。 環境» 1993 年 12 月 10 日、問題は国際的なものであることが特に指摘され、 グローバルキャラクター：地球に近い国家空間の汚染はありませんが、地球の宇宙空間の汚染は存在し、その発展に直接的または間接的に関与するすべての国に同様に悪影響を及ぼします。
国別のスペースデブリ生成への貢献:
中国 - 40%; 米国 - 27.5%; ロシア - 25.5%; 他の国 - 7%。
将来の宇宙探査で考えられるシナリオを考慮すると、人工スペースデブリの強度を軽減するための対策の必要性が明らかになります。 したがって、地球低軌道（LEO）の既存の汚染状況を推定すると、中期的には物体と「スペースデブリ」の粒子の相互衝突から生じる可能性がある、いわゆる「カスケード効果」の推定値がある。将来の爆発（全スペースデブリの42％）における軌道の数を減らすための対策を考慮したとしても、その他の人工デブリを減らすための対策を考慮しても、長期的には軌道上のデブリの数が壊滅的に増加する可能性があります。 LEO では天体が破壊され、その結果、さらなる宇宙探査は実質的に不可能になります。 「2055年以降、人類の宇宙活動の残骸の自己再生産プロセスが深刻な問題になる」と想定される
ロシアの宇宙飛行学はますます進歩している 国際的な重要性。 世界の半数以上の宇宙船が軌道に打ち上げられています ロシアのミサイル。 今日の宇宙飛行は社会現象です。 ロシア指導部が宇宙産業に注目しているのは偶然ではない。
少し前に、軌道上で国際宇宙船の乗組員が強制的に死亡する出来事が発生しました。 宇宙ステーションステーションで仕事を終えて、ソユーズ降下モジュールに避難します。 スペースデブリ接近の危険は去り、乗組員はステーションを離れて地球に戻る必要はなかった。 しかし、この状況により、スペースデブリの問題への注目が再び高まっています。
宇宙のデブリの問題は非常に深刻です。 パイロットの宇宙飛行士でロシアの英雄フョードル・ユルチヒンは、ヴェスティTVチャンネルのスタジオで、宇宙分野のこの時事的なテーマについて、ケルディシュ応用数学研究所の上級研究員イーゴリ・エフゲニエヴィチ・モロトフに質問した。スペースデブリの問題についてのロシア科学アカデミー。
ISS の状況は、危険な接近の時機を逸した予測です。 なぜ？
なぜなら、今回の危険な接近は、高度な楕円軌道で接近する物体によるものだったからです。 これは一方から観察するのが難しい軌道なので、あまり制御されていません。
スペースデブリを解決する方法。
この問題を解決するには、次のことを行う必要があります。
- 廃棄物の最小化につながる技術と設計の形成。
- サービスシステムや科学機器など、耐用年数が経過した後の宇宙での使用に適した宇宙機器設計の開発。
- 機器の動作や乗組員の生活の結果として発生する廃棄物を宇宙飛行で使用するための最も効果的なエリアの選択。
- スペースデブリの除去対策を事前に考えておく必要がある。
- 宇宙に打ち上げられる車両の数と多目的衛星の使用を減らすことが重要です。
- 資源を使い果たした後、それらを大気の密な層に運び、そこで燃焼するか、「人口の少ない」軌道に送り込みます。
- 居住区画の内部の形成、追加の放射線防護装置の形成、他の天体で使用される装置の形成。
結論：
まず、森林、湖、川、そして大気、海、海洋...人類は故郷の惑星についてあまり注意していません。そうでなければ、環境汚染の問題は今日これほど深刻にはならないでしょう。 しかし、私たちの地球が依然として有限な大きさであるとすれば、宇宙は無限であり、ゴミで満たされることはできないように思われるでしょう。 たとえそれがどんなものであっても！ 重力の法則により、ほとんどのスペースデブリは地球に近い空間に蓄積されます。 一方、宇宙探査が始まってからまだ半世紀も経っていないが、これは宇宙の標準からすると消え去るほど短い期間であるが、人類はこのような短期間に4,000以上の実験を行うことができただけでなく、ロケットの打ち上げだけでなく、宇宙空間を著しく汚染することにも成功しました。 私たちが環境に配慮しなければ、私たちの周りのすべてのものや人々が死ぬ可能性があります。 スペースにも注意が必要です。
参考文献:
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12.http://readings.gmik.ru
プレビュー:
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スライドのキャプション:
スペースデブリ: 問題と解決策。
研究の目的: スペースデブリの問題を研究すること。
研究の目的: このトピックに関する文献を知ること。 文学資料を分析します。 宇宙汚染の主な問題を特定します。 問題を解決する方法を見つけます。
宇宙ゴミ？
軌道上のスペースデブリ。 国別のスペースデブリの生成への寄与: 中国 - 40%。 米国 - 27.5%; ロシア - 25.5%; 他の国 - 7%。
スペースデブリ問題。 「フランスの偵察衛星は、私たちの惑星の近くに蓄積した「星の破片」の犠牲者となった」というのは最初のことだ。 宇宙事故！ スペースデブリは天気予報の精度を低下させます。 3月末、新しい通信衛星Express-AM11が運用を停止し、その結果、ロシア東部地域でテレビ放送が中断され、インターネットに深刻な障害が発生した。 空のゴミ捨て場 - 地球上のトラブル
スペースデブリを解決する方法。 スペースデブリを除去するための対策を事前に考えておく必要がある。 宇宙に打ち上げられる車両の数と多目的衛星の使用を減らすことが重要です。 資源を使い果たした後、それらを大気の密な層に運び、そこで燃えるか、「人口の少ない」軌道に運びます。
結論: 私たちが環境に配慮しなければ、私たちの周りのすべてのものと人々が死ぬ可能性があります。 スペースにも注意が必要です。
参考文献のリスト: http://ru.wikipedia.org http://forumru. http://www.rian.ru http://news.mail.ru http://www.ufolove.ru http://www.ntpo.com http://www.3dnews.ru http://www .vesti.ru http://www.kommtrans.ru http://www.dw-world.de http://mai607.ru http://readings.gmik.ru
私たちは地球に生まれました。 ここに泊まりますか？ もちろん違います。 私たち全員が同じ惑星に座って、飛べない恐竜の仲間入りをするために良い隕石の衝突を待っているべきではありません。 そして、天気がどのように変化しているかに気づきましたか？
人類はアフリカから生まれました。 しかし、私たち全員がそこに留まったわけではありません。私たちの祖先は何千年もの間、大陸中に定住し、その後そこを去りました。 そして海に来ると、彼らは船を作り、はるか遠くの島々まで航海しましたが、その存在を知りませんでした。 なぜ？ おそらく同じ理由で、私たちは月や星を見て「そこには何があるのだろう？」と疑問に思います。 そこに着くことができるでしょうか？ 結局のところ、これが私たち人間なのです。
もちろん、宇宙は海面よりも人間にとって限りなく敵対的です。 地球の重力から離れることは、岸から押し出すよりも難しく、費用もかかります。 これらの最初のボートは当時の最先端の技術でした。 船員たちは高価で危険な航海を慎重に計画し、地平線の彼方に何があるのかを探ろうとして多くの人が命を落としました。 ではなぜ続けるのでしょうか？
小さな便利な製品から、無数の死を防ぎ、病人や負傷者の無数の命を救った発見に至るまで、無数のテクノロジーについて話すことができます。
私たち全員にとって、同族を殺さないプロジェクトに取り組むことがいかに簡単で楽しいかについて話すことができます。それは私たちが故郷の惑星を理解し、生きる方法を模索し、そして最も重要なことにそこで生き残るのに役立ちます。
そこから抜け出すことについて話し合えるかもしれない 太陽系幸運にも人類が次の55億年を生き延び、太陽が地球を焼き上げるほどに膨張すれば、さらに遠くに行くことはかなり良い計画だ。
私たちはこれらすべてについて話すことができます。宇宙ステーションや月面基地、火星の都市や木星の衛星に居住地を建設するために、私たちがこの惑星からさらに遠くに定住する方法を見つけなければならない理由についてです。 これらすべての理由により、私たちは太陽の向こうの星々を見て、「そこに着くことができるだろうか？」と言うようになります。 我々はなります？
これは大規模かつ複雑で、ほとんど不可能なプロジェクトです。 しかし、いつから人々はそれを止めたのでしょうか？ 私たちは地球に生まれました。 ここに泊まりますか？ もちろん違います。
問題: 離陸。 重力に逆らう
地球からの離陸は離婚のようなものです。荷物を減らしてより速く移動したいと考えます。 しかし 強力な力特に重力は反対です。 地球の表面にある物体が自由に飛行したい場合、時速 35,000 km を超える速度で離陸する必要があります。
これは、金銭面で深刻な「おっと」をもたらします。 探査車「キュリオシティ」を打ち上げるだけでも、ミッション予算の10分の1にあたる2億ドルがかかり、ミッションの乗組員は生命維持に必要な装備を負担することになる。 特殊金属合金などの複合材料は重量を軽減できます。 より効率的で強力な燃料を追加し、必要な加速を実現します。
しかし、お金を節約する最善の方法は、ロケットを再利用できるようにすることです。 「飛行回数が増えれば増えるほど、経済的利益も大きくなります」とNASAの先進概念室の技術アシスタント、レス・ジョンソン氏は言う。 「これはコストを大幅に削減するための道です。」 たとえば、スペースXはファルコン9ロケットを再利用可能にしようとしている。 宇宙に行く回数が増えれば増えるほど、料金は安くなります。
問題: 渇望。 私たちは遅すぎる
宇宙を飛ぶのは簡単です。 結局のところ、それは真空です。 何もあなたを遅らせることはありません。 しかし、どうやって加速するのでしょうか？ これは何か難しいことです。 物体の質量が大きいほど、それを動かすのに必要な力も大きくなり、ロケットは非常に巨大になります。 最初の一押しには化学燃料が適していますが、貴重な灯油は数分で燃え尽きてしまいます。 この後、木星の衛星への旅には5年から7年かかります。 しかし、それには長い時間がかかります。 私たちは宇宙推進方法の革命を必要としています。
問題: 宇宙ゴミ。 あそこに地雷原があるよ
おめでとう！ ロケットを軌道に打ち上げることに成功しました。 しかし、あなたが宇宙空間に突入する前に、彗星のふりをしたいくつかの古い衛星があなたの後ろからやって来て、あなたの燃料タンクに体当たりしようとします。 そしてもうロケットはありません。
これはスペースデブリの問題であり、非常に関係があります。 米国の宇宙監視ネットワークは、時速 35,000 km を超える速度で地球の周りを飛び回る 17,000 個の物体 (それぞれサッカーの大きさ) を監視しています。 直径 10 センチメートルまでの破片を数えると、その数は 50 万個を超え、カメラ カバー、ペイントの汚れ、これらすべてが重要なシステムに穴を開く可能性があります。
金属とケブラーの層である強力なシールドは、小さな破片からあなたを守ることはできますが、衛星全体からあなたを守ることはできません。 そのうちの 4000 個が地球の周りを周回していますが、そのほとんどはすでにその目的を果たしています。 Mission Control は最も危険の少ないルートを選択しますが、追跡は完璧ではありません。
衛星を軌道から取り除くことは非現実的です。衛星を 1 つ捕捉するだけでも、ミッション全体が必要になります。 したがって、今後はすべての衛星が自ら軌道を離脱しなければなりません。 過剰な燃料を燃焼させてから、ブースターやソーラーセイルを使って軌道を離脱し、大気圏で燃え尽きます。 新たな打ち上げの90%に試験プログラムを組み込むと、ケスラー症候群が起きるだろう。1つの衝突が他の衝突を引き起こし、徐々に軌道上のすべての破片を巻き込み、誰も飛行できなくなる。 脅威が差し迫った状態になるまでには 1 世紀かかるかもしれませんが、宇宙で戦争が勃発した場合はさらに短くなります。 もし誰かが敵の衛星を撃ち落とし始めたら、「それは大惨事になるだろう」と欧州宇宙機関の宇宙ゴミ担当責任者、ホルガー・クラッグ氏は言う。 宇宙旅行の明るい未来には世界平和が不可欠です。
問題: ナビゲーション。 宇宙にはGPSはない
カリフォルニア、オーストラリア、スペインにあるアンテナの集合体であるディープ スペース ネットワークは、宇宙における唯一のナビゲーション ツールです。 学生探査機からカイパーベルトを飛行するニューホライズンズまで、あらゆるものがこのネットワークに依存して運用されています。 超高精度の原子時計は、信号がネットワークから宇宙船に到達して戻ってくるまでにかかる時間を決定し、ナビゲーターはこれを使用して宇宙船の位置を決定します。
しかし、ミッションの数が増えると、ネットワークが過負荷になります。 スイッチが詰まっていることが多いです。 NASA は負荷を軽減するために迅速に取り組んでいます。 デバイス自体の原子時計により送信時間が半分に短縮され、一方向通信を使用して距離を測定できるようになります。 増加したレーザー スループット写真やビデオなどの大きなデータ パケットを処理できるようになります。
しかし、ロケットが地球から遠ざかるほど、これらの方法の信頼性は低くなります。 もちろん、電波は光の速度で伝わりますが、深宇宙への送信には依然として数時間かかります。 そして、星はどこに行くべきかを教えてくれますが、星はあまりにも遠すぎて、あなたがどこにいるかを教えてくれません。 深宇宙航行の専門家ジョセフ・グウィンは、将来のミッションに向けて、地上制御を必要とせずに、ターゲットと近くの物体の画像を収集し、それらの相対位置を使用して宇宙船の座標を三角測量する自律システムを設計したいと考えています。 「地球上のGPSのようなものになるでしょう」とグウィンは言う。 「GPS受信機を車に設置すれば問題は解決します。」 彼はそれを Deep Space Positioning System - 略して DPS と呼んでいます。
問題: スペースが広い。 ワープドライブはまだ存在しません
人類がこれまでに作った最速のものは、ヘリオス 2 です。ヘリオス 2 はすでに消滅していますが、もし音が宇宙を伝わるとしたら、時速 252,000 km/h 以上で太陽を通過する音が聞こえるでしょう。 これは弾丸の 100 倍の速度ですが、その速度でも、地球に最も近い天の隣に到達するには 19,000 年かかります。 そのような時代に遭遇する唯一のものは老衰による死であるため、まだ誰もそこまで行こうとさえ考えていません。
時間を超えるには多くのエネルギーが必要です。 適切な核融合エンジンを構築していると仮定すると、核融合をサポートするためにヘリウム 3 を探すために木星を採掘する必要があるかもしれません。 物質と反物質が消滅すると、より多くの排気ガスが生成されますが、このプロセスを制御することは非常に困難です。 「地球ではこんなことはしないでしょう」と、宇宙に関する突飛なアイデアに取り組んでいるレス・ジョンソン氏は言う。 「宇宙ならそうだ、だから何かあったとしても大陸は滅ぼされないよ」 太陽エネルギーについてはどうですか？ 必要なのは小さな州ほどの大きさの帆だけだ。
物理学を使用して宇宙のソース コードを解読する方がはるかにエレガントです。 理論上のアルクビエール ドライブでは、船の前方の空間が圧縮され、後方で膨張するため、その間にある物質 (船がある場所) が効果的に光より速く移動する可能性があります。
しかし、言うは易く行うは難し。 人類は、すべての理論計算を調整するために、大型ハドロン衝突型加速器の規模で動作する複数のアインシュタインを必要とするでしょう。 ある日、すべてを変えるような発見をする可能性は十分にあります。 しかし、誰も偶然に賭けません。 なぜなら、発見の瞬間には資金が必要だからです。 しかし、素粒子物理学者と NASA には余分な資金がありません。
問題: 地球は 1 つだけです。 大胆に前進するのではなく、大胆に留まる
数十年前、SF作家キム・スタンリー・ロビンソンは、人口過多で息苦しい地球上に科学者たちが建設した、火星に未来のユートピアを描いた。 彼の火星三部作は、太陽系への植民地化について説得力のある主張をしました。 しかし実際のところ、科学のためではないにしても、なぜ私たちは宇宙に進出しなければならないのでしょうか?
研究への渇望は私たちの心の中に潜んでいます - 私たちの多くはそのようなマニフェストについて何度も聞いたことがあるでしょう。 しかし、科学者たちは長い間、船員の上着を超えてきました。 「発見者の用語は 20 ～ 30 年前に流行しました」と NASA で研究の優先順位を設定しているハイディ フンメル氏は言います。 昨年7月にニューホライズンズ号が冥王星を通過して以来、「私たちは太陽系内のすべての環境サンプルを少なくとも1回は検査してきました」と彼女は言う。 もちろん、人間は砂場を掘り下げて遠い世界の地質を研究することができますが、ロボットがそれを行っているため、その必要はありません。
研究意欲についてはどうでしょうか？ 歴史はよく知っています。 西部への拡大は大規模な土地収奪であり、偉大な探検家たちは主に資源や宝を求めて行動しました。 人の放浪願望は、政治的または経済的背景に対してのみ最も強く現れます。 もちろん、差し迫った地球の破壊が何らかの動機を与えるかもしれません。 地球の資源は枯渇しつつあり、小惑星の開発はもはや無意味ではないようです。 気候は変化しており、宇宙はすでに少し良くなっているように見えます。
もちろん、そのような見通しに良いことは何もありません。 「モラルハザードがあります」とロビンソンは言う。 「人々は、地球をめちゃくちゃにしても、いつでも火星や恒星に行けると考えています。」 これは破壊的です。」 私たちが知る限り、宇宙で居住可能な場所は地球だけです。 もし私たちがこの地球を離れるとしたら、それは気まぐれからではなく、必然から起こるでしょう。
最初の宇宙飛行が始まるまでは、地球に近い空間はすべて、さらには「遠い」空間である宇宙は未知のものと考えられていました。 そして、彼らは宇宙と地球、つまりその最も小さな粒子との間には、切っても切れない関係と一体性があることを認識し始めました。 地球人は、自分たちが宇宙で起こるすべてのプロセスの参加者であると考えるようになりました。 地球の生物圏と宇宙環境の密接な相互作用は、宇宙で起こっているプロセスが地球に影響を与えていると主張する根拠を与えます。
私たちの地球への影響。 宇宙活動を展開する場合、宇宙飛行を環境重視にする必要があります。宇宙飛行の欠如は取り返しのつかない結果を招く可能性があるためです。
理論的宇宙航行学の基礎が誕生した時点で、すでに環境的側面が役割を果たしていたことに留意すべきである。 重要な役割、そして何よりも、K.E.の作品で。 ツィオルコフスキー。 彼の意見では、人間が宇宙に進出すること自体が、地上のものとは異なる全く新しい生態学的「ニッチ」の発展を表している。
近宇宙 (または地球近傍空間) は、地表大気の上に位置する地球のガス状のエンベロープであり、その挙動は太陽紫外線の直接的な影響によって決定されますが、大気の状態は主に太陽の影響を受けます。地球の表面。
最近まで、科学者たちは、近宇宙探査が地球上の天候、気候、その他の生活条件にほとんど影響を与えないと信じていました。 したがって、環境を考慮せずに宇宙開発が行われたことは驚くべきことではありません。 オゾンホールの出現により、科学者たちは立ち止まりました。 しかし、研究が示しているように、オゾン層を保護するという問題は、地球近傍の空間、そして何よりも、上層大気を形成するその部分を保護し、合理的に利用するという、より一般的な問題のほんの一部にすぎません。オゾンはその成分の 1 つにすぎません。 高層大気への相対的な衝撃力という観点から見ると、宇宙ロケットの打ち上げは爆発に似ています。 原爆地表の大気中で。
宇宙は人類にとってはまだ人が住んでいない新しい環境です。 しかしここでも、環境汚染という永遠の問題が、今度は宇宙で発生しました。 宇宙船の破片による地球近傍空間の汚染の問題もあります。 さらに、観測可能なスペースデブリと観測できないスペースデブリ（量は不明）は区別されます。 スペースデブリは、軌道上の宇宙船の運用とその後の意図的な破壊中に発生します。 これには、使用済みの宇宙船、上部ステージ、パイロボルトアダプター、カバー、フェアリング、打ち上げロケットの最終ステージなどの取り外し可能な構造要素も含まれます。
最新のデータによると、近宇宙には3000トンのスペースデブリが存在しており、これは200キロメートル以上の上層大気全体の質量の約1％に相当します。 増加するスペースデブリは、宇宙ステーションや人類のミッションに深刻な脅威をもたらします。 すでに今日、宇宙技術の開発者は、自らが引き起こした問題を考慮に入れることを余儀なくされています。 スペースデブリは宇宙飛行士や宇宙技術だけでなく、地球人にとっても危険です。 専門家らは、地表に到達した宇宙船の破片150個のうち、1個が重傷を負ったり、場合によっては死亡する可能性があると試算している。 したがって、ごく近い将来に人類がスペースデブリと戦うための効果的な対策を講じなければ、人類の歴史における宇宙時代は間もなく不名誉な終わりを迎えることになるかもしれません。
宇宙空間はいかなる国家の管轄下にもありません。 これは最も純粋な形で国際的な保護対象です。 したがって、産業宇宙探査の過程で生じる重要な問題の 1 つは、環境および地球近傍空間に対する人為的影響の許容限界の特定の要素を決定することです。 今日、宇宙技術が環境に悪影響を及ぼしていることを認めないわけにはいきません（オゾン層の破壊、金属酸化物、炭素、窒素による大気汚染、使用済み宇宙船の部品による近宇宙の汚染）。 したがって、環境の観点からその影響の結果を研究することは非常に重要です。
結論
環境汚染、天然資源の枯渇、生態系における生態学的つながりの破壊は、世界的な問題となっています。 そして、世界の主要な生態学者によれば、人類が現在の発展の道を歩み続ければ、2～3世代後には人類の死は避けられないという。
地球は図書館のようなものです。 私たちが彼女の本をすべて読んで心に栄養を与え、新しい著者のアイデアで自分を豊かにした後でも、それは同じ状態のままであるはずです。 人生は最も価値のある本です。 私たちは彼女に愛を持って接しなければなりませんが、傷を付けないようにしてください
先祖たちの言語を解読できる人々の手に渡され、彼らが息子や娘たちに残そうとしている世界に敬意を表したいと願っています。
大宇宙の探検や、太陽系だけでなくその先の他の惑星への飛行について話す人は、実際には自分が地球の不可欠な部分であることを忘れています。 そして、私たちの体が本来の青い惑星の外でどのように動作するか、そして宇宙探査で一般的にどのような問題が発生するかはまだ不明です。 （Webサイト）
方法は推測できますが。 かつてロシアの宇宙飛行士が、軌道上では記憶力よりも鉛筆の方がはるかに役に立つと冗談を言ったのは偶然ではない。 そして、これはまだ地球の軌道上にありますが、他の惑星への飛行はどうなるでしょうか...
有人宇宙探査の問題点
NASAは現在、単細胞双子宇宙飛行士を対象とした長期実験を行っている。 1人目は丸1年をISSで過ごし、2人目は当時地球で静かに暮らしていた。 NASA職員らは、スコット氏が国際宇宙ステーションから帰還したにもかかわらず、結論を出すことを急いでおらず、最終的な結果は2017年にのみ期待できると述べていることに注意してください。
しかし、地球上の宇宙飛行学の発展はこの問題の解決に大きく依存するため、多くの国の研究者がこの問題を長い間研究してきました。 そして科学は、他の多くの人々は言うまでもなく、人がどのくらいの期間地球から離れていられるのかという疑問さえ未だに答えることができていない。
第一に、人は慣れ親しんだものなしでは長期間生き続けることはできませんが、これまでのところ宇宙探査におけるこの問題は解決されていません。 第二に、現代の技術では、文字通りあらゆるものに浸透する放射線やその他の宇宙放射線の影響から宇宙飛行士を守ることはできません。 たとえば、ISS 上の宇宙飛行士は、たとえ 目を閉じてこれらの光線が視神経に当たると「明るい閃光が見える」のです。 しかし、そのような放射線は宇宙では人の全身を貫通し、免疫システムやDNAにさえ影響を与える可能性があります。 この場合、宇宙飛行士を保護するものは自動的に二次放射線源となります。
宇宙が人間の健康に与える影響
コロラド大学の研究者らは最近、（スペースシャトル・アトランティス号に乗って）軌道上で２週間過ごしたマウスを検査した。 たった2週間！ そしてこのために 短時間げっ歯類の体に不快な変化が起こり、それらはすべて肝臓損傷の兆候を伴って地球に戻ってきました。 カレン・ヨンシャー教授は、これまで宇宙研究者たちは、それが地球にとってこれほど破壊的なものになるとは想像すらしていなかった、と指摘しています。 内臓人間も含め、地球上に生きているすべてのもの。 宇宙飛行士が糖尿病に似た症状を抱えて軌道から帰還することが多いのは偶然ではありません。 もちろん、地球ではすぐに治療を受けますが、宇宙に長期滞在し、さらには故郷の惑星から遠く離れた場所に滞在すると、人はどうなるでしょうか？ 宇宙が人間に与える影響の問題は完全に解決されるのでしょうか？
ちなみに、人々は他の惑星への長期または生涯にわたる飛行を計画しているため、科学者は常にこの問題、つまり宇宙での受胎と生殖に興味を持っています。 たとえば、無重力状態では、卵はまったく異なる方法で分割されます。つまり、2、4、8などではなく、2、3、5に分割されます。 、これは、受胎がないか、妊娠の初期段階で中絶されることに相当します。
確かに、先日中国の科学者が「 センセーショナルな発言「彼らは微重力条件下で哺乳類の胚の発生を達成することができた。 そして、ジャーナリストのチェン・インチーによる記事「科学における大きな飛躍 - 胚は宇宙で成長する」という野心的なように聞こえるが、多くの研究者はこの情報に非常に懐疑的だった。
有人宇宙探査に関する残念な結果
つまり、NASA による双子の宇宙飛行士による実験の結果を待たずとも、要約すると、残念な結論を導くことができます。つまり、人類はまだ深宇宙への飛行の準備ができておらず、それがいつ起こるかはまだわかりません。 研究者の中には、火星やその他の壮大な宇宙計画は言うまでもなく、私たちは月への飛行の準備さえできていないと主張する人さえいます（このことから、アメリカ人は月に一度も飛行したことがないと結論付けることができます）。
UFO研究家たちは、今度は、我々がこれから行おうとしているような宇宙空間の克服は行き止まりであるという他の科学者の権威ある意見を主張している。 彼らの確固たる信念によれば、開発された人々はまったく異なる方法で宇宙を旅します。たとえば、ワームホール（神聖な宇宙の任意の地点に瞬時に移動できる時空間の穴）を使用します。 おそらく私たちの理解を超えた、より高度な方法があるかもしれません。 これまでのところ、地球の宇宙ロケットは、地球に近い軌道を独占的に、カタツムリのような速度（ビッグスペースの基準による）の移動から、これらの原始的な装置における宇宙飛行士の完全な脆弱性まで、あらゆる点で独占的にマスターしていると主張しています...