Космическая экология человека и ее перспективы
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кафедра гигиены с курсом питания человека
Дисциплина: «Основы экологии человека»
РЕФЕРАТ
НА ТЕМУ: «Космическая экология человека и ее перспективы»
Исполнитель: студент 208 группы
Лечебного факультета
Теклюк Яков Сергеевич
Преподаватель: Вильмс Елена Анатольевна.
Омск - 2013
Содержание
Вступление……………………………………………………
Основная часть…………………………………………
Заключение……………………………………………………
Список использованных источников……………………………...18-19
ОБЩАЯ ФОРМУЛИРОВКА ПРОБЛЕМЫ (вступление)
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 •
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
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
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
.
ПРОБЛЕМА КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА
С космосом у нас привычно
ассоциируется понятие «
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
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 НА 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
Толчком к дальнейшему исследованию
явлений в ионосфере, сопровождающих
запуски ракетносителей, стало обнаружение
так называемого «Скайлэб-
Данные по ионосферным возмущениям
при запусках мощных ракет-носителей
подтвердили необходимость
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
АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОЗОННЫЙ СЛОЙ
Хотя озонный слой, защищающий Землю
от вредного воздействия коротковолнового
солнечного излучения, располагается
на высотах ~20-50 км, проблема образования
так называемых "озонных дыр"
постоянно упоминается в связи
с запусками мощных ракет-носителей.
До настоящего времени продолжаются
споры между учеными
В середине 70-х годов одна из мощных отраслей промышленности США, производящая аэрозольные упаковки, содержащие фторхлоруглероды (фреоны), оказалась под угрозой ликвидации. В прессе публикации на тему «Атака на фреоны» потеснили на время светские новости и сообщения уголовной хроники, а в редакции газет поступали требования об изъятии упаковок с фреонами из продажи. Губернаторы штатов Орегон и Нью-Йорк выступили с заявлениями о готовности подписать законопроект, запрещающий продажу аэрозольных упаковок.
Причиной всех этих событий стала
статья известных специалистов по аэрономии
Ф. Роланда и М. Молина в журнале
«Нейчур» («Природа»). В этой статье,
названной «О возможных неблагоприятных
последствиях, связанных с попаданием
фторхлоруглеродов в атмосферу»
Однако атака на фреоны натолкнулась
на стойкую защиту фреонов. От «нападающих»
потребовали более точных оценок,
поскольку ряд косвенных
Следует подчеркнуть, что проблема атмосферного озона достаточно сложна и носит комплексный характер. Дело в том, что озон есть лишь отдельное (хотя и очень важное!) звено в сложной системе, которую представляет собой атмосфера. Достаточно сказать, что на содержание малых составляющих в стратосфере, которые могут вступать в реакции с молекулами озона, оказывает влияние до 85 различных реакций одновременно. Параметры ряда важных реакций этой сложной «фотохимической кухни» пока еще не определены.
В связи с этим упрощенные оценки
того или иного эффекта в озонном
слое без учета комплексного характера
всей системы могут скорее обозначать
остроту определенного
Фреоны дают от 50 до 70% общего количества хлора, попадающего в стратосферу. Для сравнения можно указать, что основной естественный источник стратосферного хлора —- вулканические извержения -— обеспечивает поступление от 5 до 30% стратосферного хлора. Таким образом, в стратосфере преобладает хлор антропогенного происхождения, и именно рост антропогенного вклада в общий баланс хлорсодержащих соединений будет определять содержание хлора в стратосфере и его роль в дальнейшей эволюции озоносферы.
По имеющимся оценкам, важную роль в балансе стратосферного озона играют и соединения азота, которые обеспечивают до 70% фотохимического стока молекул озона. Однако в отличие от хлора в общем балансе соединений азота в стратосфере преобладают естественные, а не антропогенные источники.
Можно сравнить различные антропогенные
источники азота и хлора в
стратосфере для того, чтобы оценить
относительный вклад
Особо надо сказать о влиянии
таких антропогенных
В последние годы исследованиям
озонного слоя уделяется весьма значительное
внимание в связи с обнаружением
и наблюдением в течение
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКОЛОЗЕМНОГО КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
Если бы во времена М. Фарадея, заложившего в середине прошлого века основы учения об электромагнетизме, какая-то цивилизация проводила поиски братьев по разуму, прослушивая электромагнитный эфир, то можно быть уверенными, что в районе Солнечной системы она никаких признаков земной цивилизации не обнаружила бы. Однако в наши дни при таком поиске должно быть зарегистрировано в Солнечной системе «пятно» радиоизлучения, имеющее явно искусственную природу. Искусственное происхождение излучения подтвердилось бы и зависимостями излучений от времени и их спектральными характеристиками.
Это искусственное «радиопятно», так контрастно выделяющееся на фоне радиоизлучения других небесных тел,— - наша планета. Естественное радиоизлучение в окрестности Земли складывается из различных источников: атмосферных электрических помех, теплового радио излучения Земли, космического радиоизлучения, радиоизлучения Солнца и планет. Именно эти источники определяли характеристики электромагнитного эфира во времена М. Фарадея. Однако в настоящее время земная цивилизация обеспечивает значительную долю радиоизлучений в околоземном пространстве.
Можно сказать, что цивилизация «шумит» во всех диапазонах радиоспектра — от очень низкочастотного (менее 30 кГц) до сверхвысокочастотного (более 3 ГГц), заметно изменяя естественную электромагнитную обстановку около Земли.
Источниками искусственных радиоизлучений, хотя и малой интенсивности, являются также спутники и другие космические аппараты, вращающиеся вокруг Земли.
Электромагнитный эфир в наши дни
настолько насыщен
При больших плотностях радиоизлучений
(когда напряженность полей
Общая схема процессов, происходящих
при воздействии мощного
В последнем случае возникают так
называемые нелинейные явления в
ионосфере, связанные с ее нагревом
проходящей радиоволной, а этот нагрев
влечет за собой изменение концентрации
электронов в зоне прохождения радиоволны.
Характер протекания процессов воздействия
существенно зависит от высоты. В
F-области ионосферы нагрев сопровождается
уменьшением плотности плазмы в
результате частичного ухода, «выталкивания»
плазмы из нагретого пространства.
В расположенных ниже Е- и D-областях
нагрев плазмы вызывает увеличение электронной
концентрации за счет того, что в
нагретой плазме менее эффективно идет
процесс электронной
На основании имеющихся данных
можно полагать, что «экологическая
нагрузка» радиоизлучающих
Если нелинейные явления при воздействии мощных ВЧ- и СВЧ-радиоволн проявляются преимущественно в ионосфере, то воздействие мощных низкочастотных излучений особенно заметно в магнитосфере. Некоторые неожиданные последствия такого рода воздействий, имеющие явно антропогенный характер, рассмотрены ниже.
В июне 1980 г. в Будапеште во время очередной XXIII сессии КОСПАР было проведено заседание, тема которого была не совсем обычной даже для этой организации, правилом которой является представление и обсуждение только последних, самых «свежих», данных экспериментальных исследований. «Круглый стол» —- так обычно называют обсуждение актуальных и спорных вопросов -— собрал ученых разных стран и различных •специальностей. Дискуссия, развернувшаяся за «круглым столом», была посвящена вопросу о возможном влиянии электромагнитных излучений промышленных комплексов и систем связи на ионосферу и магнитосферу.
Одним из поводов горячей дискуссии послужил так называемый эффект уикэнда (т. е. «конца недели»), обнаруженный при проведении измерений очень низкочастотных (ОНЧ) электромагнитных излучений на поверхности Земли и в космосе. Оказалось, что аналогичный эффект был обнаружен и при анализе геомагнитных данных.
Интенсивность низкочастотных излучений во время уикэнда (т. е. в субботу и воскресенье) существенно уменьшается по сравнению с рабочими днями.
Поскольку природа вряд ли «живет» в такт с недельным циклом деятельности человека, естественно предположить, что обнаруженный эффект уикэнда в уровнях геомагнитной активности и ОНЧ-излучений представляет собой своеобразное «эхо» производственной деятельности земной цивилизации.
Чем же можно объяснит ОНЧ-излучение?Этот вопрос можно было бы решить довольно просто постановкой всего лишь одного эксперимента. Для этого достаточно было бы просто выключить на Земле все источники ОНЧ-излучений, т. е. электростанции, промышленные предприятия, и посмотреть, что при этом «делается» в околоземном пространстве.
Увы, такой «простой» эксперимент за пределами возможностей не только ученых, но и цивилизации. Но выход может быть найден на пути тщательных патрульных наблюдений и измерений параметров околоземной среды, а также путем постановки специальных контролируемых экспериментов с ОНЧ-излучениями.
МОНИТОРИНГ ОКОЛОЗЕМНОГО КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
Хотя экология околоземного пространства как наука сама по себе еще только зарождается и ее представления и методология в окончательном виде пока не определены, в то же время она уже достигла определенной степени «зрелости», характеризуемой переходом от наблюдения к эксперименту, к активным методам исследования окружающего мира. Действительно, в настоящее время происходит постепенный переход к использованию активных методов исследований околоземной среды, когда околоземное пространство из объекта наблюдений превращается в своего рода гигантскую природную лабораторию, используемую учеными для различных целей.
Можно сравнить околоземное космическое
пространство со своеобразной плазменной
установкой, которая открывает уникальные
возможности для
Термин «активные эксперименты»
В зависимости от степени возмущения среды активные эксперименты могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся эксперименты типа меченых атомов, которые практически не возмущают среду, а в основном «трассируют» процессы и явления. Эксперименты второй группы предполагают осуществление локальных «дозированных» возмущений среды.
Наконец, что весьма важно, активные
эксперименты дают информацию для оценки
масштабов антропогенных
Понятие «экологические границы» используется
для обозначения ограничений
«...на такие воздействия, которые
приводят к нежелательным возмущениям
планетарной и космической
Ценную информацию для решения проблем экологии околоземного пространства дали и эксперименты по воздействию на ионосферную и магнитосферную плазмы мощных радиоизлучений, результаты которых были рассмотрены нами ранее.
Таким образом, хотя сегодня экспериментальная
экология околоземного пространства делает
свои первые шаги, она, безусловно, будет
развиваться дальше в связи с
ее огромным значением для изучения
и прогноза антропогенных явлений
в околоземном пространстве, для
определения «экологических границ»
исследовательской и
Рассматривая околоземное
Согласно представлениям о мониторинге
природной среды, развитым в работе
, важнейшими задачами мониторинга
являются наблюдение и контроль состояния
природной среды с помощью
существующих геофизических служб;
оценка качества природной среды
с помощью системы
Мониторинг базируется на системе
наблюдений и контроля природной
среды. Для контроля загрязнении
в нашей стране создана и функционирует
Общегосударственная система
Все возрастающую роль в комплексном мониторинге природной среды играют дистанционные методы исследований, наблюдения и контроля с использованием космической техники.
В рамках космического мониторинга
проводятся наблюдения и контроль загрязнений
и антропогенных воздействий
на биосферу, для чего используются
снимки, получаемые на борту орбитальных
станций, и данные дистанционного зондирования
земной поверхности и атмосферы
Земли с борта различных
Возвращаясь к проблемам экологии
околоземного космического пространства,
отметим, что целесообразно для
обозначения всего круга

- Космическая энергетика
- Космическая эра
- Космические войска
- Космические войска и их функции
- Космические корабли
- Космические лучи
- Космические лучи
- Космическая и земная радиация
- Космическая медицина
- Космическая программа Японии
- Космическая роль растений
- Космическая связь
- Космическая связь
- Космическая утопия Циолковского