Экологические проблемы космоса


Очевидно, что для практического освоения космоса необходимо развитие экологического производства в космических условиях, то есть создание искусственной биосферы, обеспечивающей жизнедеятельность людей на других планетах. Человек при этом должен моделировать биосферу Земли, воспроизводить основные функции живого вещества.[ …]

Освоение космоса — это поворот во взаимоотношениях общества и природы. Существующие в земной природе ограничения на деятельность общества в принципе возможно преодолеть путем выхода за пределы планеты: вовлечение в сферу человеческой деятельности новых видов вещества и источников энергии, носящих в своей основе космический характер, вовлечение их в сферу материального производства.[ …]

В информационной деятельности общества благодаря развитию космонавтики уже сейчас наблюдаются революционные сдвиги. Неизмеримо расширились возможности получения информации о космосе. Впервые стало реально получение информации из космоса о Земле, ее биосфере (рис. 4.23).[ …]


Главная задача космонавтики на сегодня — освоение ближнего космоса для научных и производственных целей. Практический интерес представляет использование космического пространства для создания сети солнечных электростанций (в космосе процесс преобразования солнечной энергии в электрическую гораздо эффективнее) и передачи их энергии на Землю, вынос в космос энергоемких и опасных для биосферы производств.[ …]

Данное обстоятельство, конечно, не может ослабить наметившуюся объективную тенденцию к практическому освоению космоса. Оно лишь подчеркивает наивность предположений об относительно простом, непротиворечивом характере освоения просторов космического пространства и ставит новые задачи перед космонавтикой, нацеливая на поиск еще неизвестных возможностей в развитии космической техники.[ …]

В связи с практическим освоением космоса важно отметить иллюзорность двух крайних позиций как делающих ставку на предотвращение экологической угрозы только земными средствами (точка зрения противников освоения космоса), так и рассматривающих освоение космоса в качестве реальной возможности для человечества покинуть Землю в преддверии экологической катастрофы. На самом деле, общество, ранее взаимодействовавшее с природой лишь на Земле, ныне входит в более широкую систему. Начинается формирование системы «Человечество — Земля — Вселенная», ядром которой выступает общество. Люди Земли не собираются, по крайней мере в грядущем столетии, переселяться в космос, а будут использовать космонавтику прежде всего для улучшения жизни на Земле. Если же говорить об астрономических отрезках времени, то, как предполагал еще основоположник космонавтики К. Э. Циолковский, человечество, по-видимому, рано или поздно станет обживать околосолнечное, а затем и галактическое пространство. Возможно, люди тогда смогут превратить Землю в цветущий заповедник, величественный памятник природы.[ …]


Взаимодействие общества и природы долгое время происходило в пределах Земли. Появление космонавтики ознаменовало начало активного познания и преобразования внеземной природы. Социальная экология поэтому не может ориентироваться исключительно на земные проблемы, она должна также учитывать особенности освоения космоса, его влияния на космическую природу и биосферу Земли.[ …]

Человечество переживает решающий момент своей истории. Древняя проблема взаимосвязи человека и природы сейчас приобрела грозное звучание. Технический прогресс привел к существенным изменениям природной среды, истощаются запасы горючих и минеральных ресурсов, происходит загрязнение, деградация биосферы, и все это ставит под вопрос саму возможность существования человека. Поэтому так необходимо, чтобы все люди поняли свою ответственность перед будущим, чтобы каждый житель Земли осознавал свою причастность к истории.[ …]

Задача состоит в том, чтобы преобразить это понимание в конкретные дела и совершить переход к новым формам развития и образу жизни. Человечеству, чтобы выжить, необходимо принять иную модель развития, изменить способ своей жизнедеятельности, провести кардинальные изменения в различных сферах: экономике, культуре, политике, исходя из концепции устойчивого развития.[ …]

Вернуться к оглавлению

Источник: ru-ecology.info

Экологические проблемы космического пространства


  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

1. Введение

1.1. Актуальность проекта

Освоение космоса вот уже более 60 лет приносит огромную практическую пользу, но вместе с тем, при запуске современных космических ракет-носителей и других аппаратов, в атмосферу выделяется большое количество тепла и вредных веществ, которые отрицательно влияют на состояние земной и околоземной среды.

Основные виды антропогенного воздействия на околоземное космическое пространство:

Тепловое загрязнение;

Радиоактивное загрязнение;

Химическое загрязнение;

Загрязнение космическим мусором. [2]


1.2. Цель, задачи и гипотезы проекта

Цель проекта

Теоретически обосновать, какие экологические проблемы присутствуют в космическом пространстве, и изучить способы по их минимизации.

Задачи проекта

Рассмотреть состояние проблемы на основе анализа надежных информационных источников (таких как научная литература, РИА (Российское агентство международной информации), Информационное агентство России «ТАСС», NASA и др.)

Выявить содержание понятия «экологические проблемы космического пространства» и представить данные, дающие представления о масштабах проблемы.

Предложить пути решения проблемы загрязнения космического пространства (см. в разделе «Выводы, практические рекомендации и заключение» пункт 5).

Ознакомить обучающихся школы с результатами работы и представить проект Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке».

Гипотезы

Гипотеза №1: Экологические проблемы на Земле и экология космического пространства взаимосвязаны.


Гипотеза №2: Проблема загрязнения космического пространства мусором может принять масштаб катастрофы.

Гипотеза №3: Возможность избавления от космического мусора существует.

2. Тепловое загрязнение

2.1. Разогрев ионосферы и магнитосферы

Из антропогенных воздействий на околоземное космическое пространство одним из важных является разогрев ионосферы, в которой происходит поглощение части энергии электромагнитного излучения радиопередающих систем. Ионосфера Земли — это слой атмосферы, который подобно пузырю с герметичной мембраной защищает нашу планету от губительных лучей радиации Солнца. [4] Из-за разогрева ионосферы в ней образуются области с пониженной концентрацией электронов ("дыры").

Рисунок 1

Источниками искусственных радиоизлучений, хотя и малой интенсивности, являются спутники и другие космические аппараты, вращающиеся вокруг Земли.

Рисунок 2 Рисунок 3

На основании имеющихся данных можно полагать, что «экологическая нагрузка» радиоизлучающих средств на ионосферу в настоящее время невелика. Если нелинейные явления при воздействии мощных ВЧ- и СВЧ-радиоволн проявляются преимущественно в ионосфере, то воздействие мощных низкочастотных излучений особенно заметно в магнитосфере.[7]


2.2. Антропогенное влияние на климат

2.2.1. Большой коралловый риф

Коралловые рифы – это крупнейшие в мире структуры, созданные на протяжении 250 млн. лет естественным путем живыми существами. [3] Рифам мешает повышение температур океанических вод, индустриальное загрязнение, избыточный рыбный промысел, увеличение количества осадочных пород и концентрации кислот.

На сегодняшний день известно, что 20% мировых коралловых рифов уже вымерли.

Коралловые рифы играют важную роль в поддержании экологического и климатического равновесия на всей планете. Они концентрируют в себе карбонаты, а, значит, и углерод. Температурный режим на планете зависит от соотношения атмосферного углекислого газа и углерода, растворенного в Мировом океане. Поэтому массовая гибель кораллов, несомненно, повлечёт увеличение концентрации углерода в воде, и, соответственно, климатические изменения.


Рисунок 4 Рисунок 5

2.2.2. Таяние ледников

К причинам таяния ледников все ученые относят пренебрежительное отношение к природе. Вырубка лесов, колоссальные объемы выхлопов, загрязнение почвы, воды и воздуха — все, что в итоге привело к развитию парникового эффекта. Специалисты строят самые печальные прогнозы:

К 2040 году Антарктида полностью останется безо льда.

Повышение средней температуры на планете на 2,5 градуса, наблюдаемое в последние 50 лет, приводят к повышению уровня Мирового океана.

Ледниковый покров тает, тем самым увеличиваются объемы водяных паров в атмосфере. Это приводит к усилению парникового эффекта, который, в свою очередь, и влияет на разрушения ледников — настоящий замкнутый круг.

Рисунок 6 Рисунок 7

3. Радиоактивное загрязнение

Радиоактивное заражение местности – заражение местности радиоактивными веществами, приводящее к повышению уровня радиации до опасных для человека значений (свыше 30мкР/час).

К радиоактивному заражению местности приводит выпадение радиоактивных веществ с атмосферными осадками и их перенос с грунтовыми водами после:


боевого применения или испытания ядерного оружия,

аварий связанных, с повреждением или разрушением активной зоны ядерных реакторов, хранилищ радиоактивных материалов на них,

в результате утечки радиоактивных отходов с предприятий, занимающихся их хранением или утилизацией.

Рисунок 8

Радиоактивное загрязнение поверхности Земли происходит также при падении спутников с ядерными установками.

Радиоактивное загрязнение атмосферы чрезвычайно опасно, так как радионуклиды с воздухом попадают в организм и поражают жизненно важные органы человека. Его влияние сказывается не только на ныне живущих поколениях, но и на их потомках за счет появления многочисленных мутаций.

Наибольшее загрязнение атмосферы происходит при взрывах термоядерных устройств. Изотопы, образующиеся при этом, становятся источником радиоактивного распада в течение длительного времени. Самые опасные изотопы стронция-90 [5] (период полураспада 25 лет) и цезия-137 [6] (период полураспада 33 года).

Радиоактивное заражение приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, местности происходит за счёт радиоактивных веществ, выпадающих из облака ядерного взрыва.


Рисунок 9

Небольшое отступление от темы

Первая в мире атомная электростанция была построена в городе Обнинск Калужской области более 60 лет назад, и была невероятным прорывом, который показал, что в мире существует место для мирной ядерной энергетики. АЭС в Обнинске пробыла в эксплуатации с 1954 по 2002 год без единой аварии, она стала моделью стабильности, которой многие сегодняшние атомщики стараются подражать. Когда-то атомная электростанция была первой в мире, а сейчас она работает как музейный комплекс.

Фотография 1 Автор фото: Холопкин А.М.

Отец и дедушка автора проекта работали операторами пульта управления ядерным реактором на Обнинской АЭС.

Да и сам автор проекта родилась в городе мирного атома.

4. Химическое загрязнение

Реактивные двигатели ракет при работе в околоземном космическом пространстве выделяют огромную массу различныхгазообразных химических продуктов. Современные ракеты имеют жидкостные двигатели (у российского «Протона») и твердотопливные (у американского «Шаттла»).


В ракете-носителе «Протон» в качестве горючего используется несимметричный диметилгидразин, а в качестве окислителя – тетраоксид диазота.

Структурная формула несимметричного диметилгидразина

Н2NN(CH3)2 + 2N2O4 = 2CO2 + 3N2 + 4H2O

Уравнение реакции несимметричного диметилгидразина и тетраоксида диазота

В современных твердотопливных двигателях большой мощности чаще всего применяют смесь перхлората аммония (NH4ClO4) в качестве окислителя с алюминием и каучуками. Основные продукты их выброса — вода и диоксид углерода.

Так, в результате пролета одной ракеты «Протон» в космос поступает 100 тонн H2O (воды) и 90 тонн СО2 (углекислого газа), для «Шаттла» эти данные такие – 470 тонн H2O и 110 тонн СО2.

За счет сжигания топлива разных видов на Земле в атмосферу сейчас ежегодно поступает 20 млрд. тонн СО2 и 700 млн. тонн других газообразных соединений и твердых частиц, в том числе 150 млн. тонн сернистого газа (SO3). Этот газ, соединяясь с атмосферной влагой (H2O+SO3=H2SO4), образует серную кислоту (H2SO4), что может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир.

Рисунок 10 Рисунок 11

Российский «Протон» Американский «Шаттл»

5. Загрязнение мусором космического пространства

5.1. Причины появления космического мусора

В результате запусков и функционирования различных космических аппаратов в космосе накапливается огромное количество отработавших свой ресурс спутников, ракет, маневровых ступеней, различных защитных оболочек, отслоившихся частиц краски и прочее.

Рисунок 12

Космический мусор – это все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям. [10] Но они являются опасным фактором воздействия на действующие космические аппараты. Фрагмент диаметром даже в 1см, двигающийся со скоростью 10 км/с по эллиптической орбите вокруг Земли, может пробить противометеоритную защиту МКС, что приведет к нарушению герметичности. Содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные) 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 возможном попадание обломков на населенные пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации, сельскохозяйственные поля. [1]

По данным ЦНИИМАШ, в околоземном пространстве, особенно на низкой орбите, находится огромное количество мелкого мусора, в том числе:

более 23 000 бесполезных объектов диаметром свыше 10 см,

сотни тысяч фрагментов диаметром от 1 см до 10 см,

сотни миллионов частиц диаметром от 1 мм до 1 см,

количество более мелкого космического мусора исчисляется миллиардами.

По расчетам специалистов ЦНИИМАШ, проведенным в первом квартале 2018 года, выявлено 7306 опасных сближений МКС, а также других космических аппаратов с потенциально опасными космическими объектами. [16]

Рисунок 13

Космический мусор на околоземных орбитах, т.е. остатки того, что успели запустить за последние 50 лет, можно представить следующим образом:

Эта компьютерная модель создана сотрудниками NASA

Две основные причины появления космического мусора на орбитах.

Во-первых, это остающиеся там «мертвые» аппараты. Например, спутник, запущенный на орбиту высотой 15 000 км, способен просуществовать на ней 10 000 лет. [14]

Во-вторых, это космические аварии.

К примеру, когда в 1979 году падала американская орбитальная станция «Скайлэб», то она оставила «хвост» металлических и пластиковых осколков протяженностью более 1 000 км. [8]

А в 1986 году в результате взрыва французской ракеты «Ариан», образовалось около 3000 обломков с габаритами, которые можно проследить наземными средствами, а более мелких ‑ неисчислимое количество.

В феврале 2009 года произошло столкновение космических спутников над Сибирью — российского военного аппарата "Космос-2251" и американского аппарата Iridium-33 на высоте около 800 км. Столкнулись телекоммуникационные спутники, вес российского аппарата составлял 950 кг, вес американского – 560 кг. По американским данным, образовались два облака обломков, на орбите находятся 500-600 фрагментов размером более 5 см. [12]

5.2. «Вклад» стран в загрязнение околоземного пространства

Специальные Службы контроля космического пространства, функционирующая как в России, так и в США отслеживают заселенность околоземного пространства объектами искусственного происхождения.

Но, к сожалению, наблюдениям доступны далеко не все обломки, составляющие космический мусор. Наземные радиолокационные системы могут обнаруживать только те объекты, диаметр которых на 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 реальную опасность.

Мною проанализированы различные источники информации, в результате чего была представлена следующая диаграмма, позволяющая наглядно оценить «вклад» различных стран в засорение околоземного пространства крупными неуправляемыми объектами. [9]

Количество космических держав будет неуклонно расти, и к программе космических исследований присоединятся новые участники. Все это неизбежно приведет к увеличению запусков ракет и выведению на орбиты новых космических объектов. И как следствие, увеличение космического мусора.

5.3. Классификация космического мусора

На основании имеющихся сведений мною была составлена схема классификации космического мусора по его типу и размеру:

5.4. Способы избавления от космического мусора

В настоящее время очищение космоса происходит частично естественным путём – торможением обломков в верхних слоях атмосферы, где они и сгорают.

Рисунок 14

Специалистами выдвигаются различные идеи избавления от космического мусора [18], некоторые из них прошли апробацию:

• отправка нашего орбитального мусора на другие планеты;

• мусор снимать с орбит с помощью специальных кораблей;

• создавать и выводить в космос специальные мусоросборники;

перемещение мусора в менее занятые точки на той же или другой орбите;

робот-уборщик космического мусора; [20]

рефабрикатор — 3D-принтер, использующий в качестве сырья переработанный им же мусор; [13]

возвращать мусор на Землю в грузовом отсеке корабля;

• развернуть космопорты для хранения крупных обломков;

• захват космического мусора при помощи сети; [17]

• специальный гарпун для вылавливания вышедших из строя искусственных спутников и космического мусора. [15]

Рисунок 15

Захват космического мусора при помощи сети

При столкновении спутника с мусором часто образуется новый мусор, что приводит к неконтролируемому росту засорённости космоса (так называемый синдром Кесслера). По моделям NASA, на низкой околоземной орбите уже с 2007 года было достаточно крупного мусора и спутников для начала этого синдрома.

Даже при условии полного прекращения космических запусков — количество мусора будет расти. [11]

5.5. Способы защиты от космического мусора в космосе

Количество мусора в космосе стремительно растет. Если в 80-х годах прошлого века речь шла о примерно 5 000 объектов, то в наши дни их число уже выросло примерно до 13 000. Причем эта цифра учитывает только обломки размером более 10 сантиметров, а с учетом более мелкого мусора эта цифра может возрасти до нескольких десятков миллионов, полагают японские эксперты.

При этом на низких орбитах отходы, возникшие в процессе освоения человеком космического пространства, несутся со скоростью, которая в десять раз превышает скорость пули — около 25 тыс. км в час. Поэтому их столкновение, например с Международной космической станцией, может привести к непоправимым последствиям.

Так в марте 2009 года экипажу Международной космической станции (впервые в истории МКС) пришлось эвакуироваться на пристыкованный космический корабль "Союз" из-за угрозы столкновения с космическим мусором. Во избежание столкновения с различными объектами в космосе на МКС используется программа «увода» станции от возможного столкновения.

Для защиты станции от мелких высокоскоростных частиц космического мусора и метеороидов применяют специальные экраны. Пробивая такой экран, обломок мусора разрушается и превращается в облако мелких осколков. Получающаяся "пыль" значительно менее опасна для обшивки модулей станции, чем удар исходной частицы. [16]

6. Выводы, практические рекомендации и заключение

Цель моей работы достигнута. Все задачи выполнены. В начале работы над проектом я выдвинула гипотезу овзаимосвязанности экологических проблем на Земле и экологии космического пространства. Гипотеза подтвердилась. Экологические проблемы, такие как, тепловое загрязнение, радиоактивное и химическое загрязнение, наносят вред космическому пространству. Радиоактивные вещества в основном техногенного происхождения, влияют не только на окружающую среду, но и на жизнь самого человека, и на существование жизни в будущем. Загрязнение околоземного космического пространства имеет прямое влияние на климат планеты.

Следующая моя гипотеза, что проблема загрязнения космического пространства мусором может принять масштаб катастрофы, подтверждается статистическими данными из надежных источников, таких как РИА (Российское агентство международной информации), Информационное агентство России «ТАСС», NASA и др.

В третьей гипотезе я предположила существование возможности избавления от космического мусора. Возможно. Однако, потребуется недюжинная изобретательность и много терпения.

Я предлагаю следующие способы решения проблем:

Установить новые международные стандарты.

Начать делать спутники и космические станции более прочными.

Усилить защиту от ударов (как космического мусора, так и метеорных тел).

Оснастить спутники дополнительными системами управления.

Отправить в космос специальный мусоросборник-ловушку многоразового использования, в основе которого вязкая субстанция со слоями разной степени вязкости, чтобы увеличить вероятность застревания в нем космического мусора. Эта ловушка должна двигаться по орбите, которую необходимо очистить от мусора.

Следующая фотография демонстрирует модель придуманной мной ловушки.

Фотография 2 Автор фото: Николаева И.И.

В заключение хочу сказать, исходя из моих исследований, я пришла к выводу, что нужно минимизировать загрязнение и космического пространства, и Земли.

Обучающихся школы я ознакомила со своим проектом.

Данная работа может быть рекомендована к использованию на классных часах, уроках экологии, химии, астрономии и физики.

Фотография 3 Автор фото: Николаева И.И.

Работа содержит 18 машинописных страницы, 2 схемы, 3 фотографии и 15 рисунков (рисунки взяты с сайта pixabay.com, предоставляющего изображения и видео без авторских прав).

7. Список использованных источников и литературы

1. Рыхлова Л.В. Проблема космического мусора / Л. В. Рыхлова // Земля и Вселенная.- 1993 №6.-с.36.

2. Фадин И. М. Экологические аспекты освоения космического пространства / И. М. Фадин // Инженерная экология и экологический менеджмент: учебник / под. ред. Н. И. Иванова и И. М. Фадина. – 2-е изд. – Москва : Логос, 2006. – С. 387-424 .

3. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ecolog/4334/коралловые_рифы

4. https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/140766/ионосфера

5. https://dic.academic.ru/dic.nsf/genetics/12857/стронций_90

6. https://dic.academic.ru/dic.nsf/genetics/2008/цезий_137

7. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/2576/магнитосфера

8. http://encyclopedie_universelle.fracademic.com/177419/Skylab

9. https://indicator.ru/news/2017/10/22/strany-lidery-kosmicheskiy-musor/

10.https://normative_reference_dictionary.academic.ru/29454/космический_мусор

11. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100017146.pdf

12. https://ria.ru/space/20140210/994117885.html

13. https://tass.ru/kosmos/4532045

14. https://tass.ru/kosmos/4920744

15. https://tass.ru/kosmos/5037514

16. https://tass.ru/kosmos/5391063

17. https://tass.ru/plus-one/5599027

18. http://theecology.ru/interesting/kosmicheskiy-musor-problemyi-i-puti-resheniya

19. https://www.iso.org/standard/57239.html

20. https://www.newsru.com/world/16mar2009/kamikadze.html

Источник: school-science.ru

Откуда берется космический мусор

Прежде чем ответить на вопрос о том, сколько мусора в космосе скопилось за все годы его освоения, нужно разобраться со значением этого понятия. Так называют совокупность всех объектов, созданных человеком, которые находятся на орбите планеты. Здесь же учитываются обломки продуктов деятельности, неспособные к дальнейшему использованию из-за повреждений.

Экологические проблемы космоса

Хотя практического значения этот мусор не имеет, он мешает работе и передвижению орбитальных аппаратов, которые передают данные на Землю. Если обломки предметов очень крупные, то они представляют опасность непосредственно человечеству. Большие детали сходят с околопланетной орбиты, частично сгорают или пробивают атмосферу и падают на землю. Это приводит к разрушению жилых и промышленных зданий, транспортных узлов.

Чем опасен мусор на орбите

Проблема космического мусора впервые возникла в 20-х годах прошлого столетия, когда Советский Союз подготавливал к запуску первые орбитальные аппараты. В 1993 году ООН объявила эту опасность официальной после выступления генерального секретаря по поводу влияния программ космоса на окружающую среду. Впервые было отмечено, что скопление мусора ухудшает атмосферу всей планеты, а не какой-то определённой области или страны. То есть у проблемы наблюдается интернациональный характер, поэтому бороться с ней должно всё население Земли.

Экологические проблемы космосаЧеловечество продолжит осваивать космос, поэтому необходимо устранить как можно больше орбитального мусора. Если этого не сделать, то активируется синдром Кесслера или каскадный эффект. При нём в пространстве сталкиваются крупные детали мусора, что приводит к образованию большего количества мелких обломков.

Всё действие происходит по эффекту домино: огромные объекты при контакте разбиваются на меньшие, которые, в свою очередь, также соприкасаются и дробятся при ударе. Такая цепная реакция приводит к появлению новых предметов. Если это будет продолжаться в течение десятков лет, то мусор окутает все низкие орбиты вокруг планеты и сделает их непригодными для космических полётов. Человечество из-за этого потеряет даже малейшие шансы на освоение нового пространства и других планет.

Учёные ООН подсчитали, что уже к 2055 году естественное размножение мусора на орбите Земли принесёт её населению большие проблемы не только по причине невозможности межпланетных путешествий, но и из-за сильного загрязнения атмосферы, образования дыр в озоновом слое.

Видео на тему космического мусора и путей решения проблемы:

Контроль загрязнения

Существует несколько специально разработанных методов исследования количества объектов в космическом пространстве вокруг Земли. Их разделяют на два типа:

  • радиолокационные;
  • оптические.

Экологические проблемы космосаКроме телескопов, используют аппараты для анализа космоса и многофункциональные системы обороны. Ещё в 50-х годах прошлого века Соединённые Штаты Америки и Советский Союз разработали инструменты, позволяющие наблюдать за пространством вокруг планеты. Теперь и в других странах применяют такую аппаратуру для изучения состояния атмосферы Земли и её орбиты. Есть также группа конкретных программ, направленных на обнаружение космического мусора и его дальнейшего устранения.

Система, созданная в СССР, сегодня усовершенствована, она позволяет увидеть разные объекты на орбите с учётом показаний некоторых исследовательских лабораторий и Системы Раннего Оповещения.

К 2025 году в Российской Федерации запланировано создание нескольких специальных устройств, которые смогут заняться уборкой неиспользуемых предметов, находящихся на околопланетных орбитах. Будет создана специальная область захоронения, куда каждые полгода смогут перемещаться десятки обнаруженных объектов.

Видео о примерах борьбы с космическим мусором:

Сколько мусора на орбите

Самая низкая орбита расположена на расстоянии 2 тыс. км от Земли. По данным 2009 года, на ней находилось более 220 000 предметов, созданных человеком. Их суммарная масса превышает 5000 тонн. С помощью метода экстраполяции было установлено, что среди этого мусора объекты диаметром более 1 см числились в количестве от 60 до 100 тыс. единиц. При этом всего 10−12 таких обломков было найдено и уничтожено специальной аппаратурой.

В 2017 году была проведена Европейская конференция, где обсуждались проблемы, связанные с большим количеством космического мусора вокруг Земли. На собрании присутствовали более 300 учёных, представляющих разные страны. Они определяли наиболее действенные способы устранения ненужных объектов с орбиты планеты. В результате проведённой конференции выявили 750 000 обломков с диаметром больше 1 см и 166 млн предметов меньшего размера.

Мусор на орбите может двигаться со скоростью более 10 метров за секунду. Это указывает на значительную кинетическую энергию. При столкновении маленького обломка с космическими аппаратами возникают серьёзные повреждения. В некоторых случаях спутники и другие устройства теряют свою работоспособность.

За 39,8% всего космического мусора отвечает Российская Федерация. Она стоит на первом месте по «продуктивности» выброса в пространство неиспользуемых объектов. На втором месте находится США, затем — Китайская Народная Республика (по 28,7 и 22,9% соответственно). Остальные страны мира в совокупности выбрасывают не более 8%.

Случаи столкновения космических аппаратов с мусором, видео:

NASA для наглядности создало компьютерную модель расположения мусора на планетной орбите. На ней можно увидеть и неработающие спутники, которые остались в пространстве, и сброшенные ступени ракет-носителей, и остальные обломки объектов.

Как избавиться от космического мусора

Учёные пока не разработали эффективного метода борьбы с накопившимися в космосе отходами. Но так как эта проблема остаётся актуальной, есть несколько способов её решить:

  • Экологические проблемы космосапостоянно наблюдать за космическим пространством;
  • использовать математические методы и модели для определения новых обломков;
  • повысить безопасность аппаратов, которые запускаются на орбиты;
  • создать методики, способные предотвращать накопление мусора.

Необходимо постоянно и всесторонне наблюдать за состоянием атмосферы, пространством вокруг планеты и геостационарными орбитами. Также нужно вовремя фиксировать уже имеющиеся объекты. Математические модели позволяют выявить расположение обломков и угрозу перед полётом космической аппаратуры. С помощью физических методов можно избежать неожиданного приближения предметов и их падения на планету. Дополнительно необходимо обезопасить корпусы спутников и устройств, которые могут столкнуться с мусором.

Экологические проблемы космоса

В разработке есть несколько методов, способных снизить засорённость космического пространства около Земли. Но все эти способы нельзя претворить в жизнь из-за их экономической неэффективности.

Европейское Космическое Агентство предлагает несколько вариантов решения проблемы:

  • захват мусора сетями;
  • использование реактивных двигателей для транспортировки;
  • применение солнечного паруса;
  • обстрел реактивной струёй.

Согласно этим методам обломки мусора будут захватываться специальными сетями и доставляться на орбиту захоронения для дальнейшей утилизации. Более затратным станет способ с использованием реактивных двигателей. Их нужно крепить к каждому объекту для транспортировки в особую зону.

Возможные методы уборки космоса от мусора:

Обломки вокруг Земли особо опасны для нормального функционирования космических аппаратов, а с их увеличением снижается возможность освоения человеком пространства вне планеты. Поэтому отходы в космосе — это центральная в современной космонавтике проблема, которую необходимо устранить в ближайшее десятилетие.

Источник: othodynet.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.