Проблемы мирного освоения космоса
Московский Государственный
Реферат
по дисциплине «Демография» на тему:
Проблемы мирного освоения космоса
Выполнили студенты группы У-502 (А):
Аралин Николай, Арсеничев Андрей, Иванова Дарья Проверила: Евгущенко А.М.
Севастополь 2012
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СЦЕНАРИИ МИРНОГО ОСВОЕНИЯ КОСМОСА В БЛИЖАЙШЕМ БУДУЩЕМ
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПЯТСТВИЯ
ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ НОВЫМИ РАЗРАБОТКАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКОЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ВВЕДЕНИЕ
Разработка технологии является решающим фактором эволюции человека на протяжении
последних 50 000 лет. Начиная
с создания первых каменных орудий
и кончая информационной революцией
сегодняшнего дня, человек отличался
от всех остальных известных видов
животных тем, что он активно видоизменял
свою среду обитания и накапливал
навыки, и это позволило ему
защитить себя, выжить и даже процветать.
На протяжении последних 300 лет, с самого
начала промышленной революции, развитие
пошло головокружительными
Эти открытия заложили основу
для покорения человеком
Развитие технологии для целей освоения человеком космического пространства является одновременно и средством, и целью. Благодаря разработке современных технологий в рамках национальных программ исследования космического пространства за последние пятьдесят лет в целом ряде отраслей были созданы новаторские изделия и внедрены новые технологии. Равный (если не больший) вклад работы по исследованию космического пространства внесли в развитие «неосязаемых» технологий – благодаря накопленной сумме знаний по проектированию, организации, практической реализации и управлению сложным комплексом технических работ. Деятельность по освоению космического пространства также стала по всему миру источником, вдохновившим миллионы людей на выбор научных или инженерных профессий. Примеры
положительного влияния этого процесса на жизнь человека неисчислимы.
В данной работе будут приведены перспективы освоения космического пространства в обозримом будущем, а также проанализированы основные проблемы и препятствия которые придется преодолеть человечеству для того, чтобы выйти на новый этап научного и промышленного освоения космоса. В заключение реферата будут даны выводы и рекомендации касательно решения приведенных проблем.
ГЛАВА 1. СЦЕНАРИИ МИРНОГО ОСВОЕНИЯ КОСМОСА В БЛИЖАЙШЕМ БУДУЩЕМ
Освоение космического пространства – это постоянное движение вширь, к границам
человеческого опыта и знания. И теперь, спустя полвека после начала истории освоения космического пространства, мы все еще работаем над ее первой главой. За последние двадцать лет в работах по освоению человеком космического пространства доминировали работы по разработке Международной космической станции (МКС), которые позволили в течение последнего десятилетия проводить исследования на низкой околоземной орбите и накопить опыт проведения продолжительных космических полетов. Вся эта деятельность поможет человечеству в будущем научиться жить и работать в космическом пространстве.
Однако, в конечном счете МКС является лишь промежуточным этапом – но никак не пунктом назначения или конечной целью. Более удаленные и сложные цели в нашей солнечной системе, такие как Луна и Марс, интересуют сегодня основные космические державы и людей всего мира не только в отношении совершения краткосрочных полетов, но и в плане возможной организации постоянных поселений
Некоторые люди рассматривают Марс в качестве конечной цели, в то время как другие ограничивают свои амбиции освоением Луны. Но в любом случае организация постоянного поселения на Луне, вероятнее всего, будет неотъемлемым элементом на критическом пути развития. Поверхность Луны может использоваться как база для разработки и совершенствования средств автономной работы в тяжелых космических условиях, находящаяся в пределах доступности для ее обслуживания с Земли. Постоянно действующая база может стать центром научных исследований, отправной точкой для дальнейших работ по исследованию космического пространства и даже основой для коммерческой деятельности в рамках таких потенциально интересующих рынок проектов, как использование солнечной энергии и добыча гелия-3.
Другие являются сторонниками прямого освоения Марса, минуя Луну. Полеты на Марс (как прямые, так и последующие за деятельностью по освоению Луны) поначалу могут представлять собой краткосрочные экспедиции в научных целях, в то время как возможность организации постоянно действующей базы в значительной степени будет зависеть от условий для организации жизнеобеспечения на месте. Можно также предположить возможность космических полетов к твердым и потенциально подходящим для колонизации лунам и астероидам в пределах солнечной системы.
Вся эта деятельность, скорее
всего, должна осуществляться при поддержке
промежуточных станций, расположенных
в космосе на лунной орбите и в
точках либрации между Землей и Луной.
Все эти экспедиции будут выполняться
с использованием надлежащего сочетания
пилотируемых и автоматических полетов,
причем последние сохранят за собой
ведущую роль в деле освоения периферии
солнечной системы и
В очень долгосрочной перспективе (на 100 лет и более) можно предположить, что реальностью станут такие футуристические концепции, как колонизация космического пространства или начало работ по преобразованию ландшафта Марса, однако возможность их практической реализации по-прежнему не ясна, как по причинам чисто технологического характера, так и по причине того, что перспективы таких проектов зависят от принимаемых сегодня решений.
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПЯТСТВИЯ
Технологические сложности на пути освоения человеком космического пространства являются достаточно комплексными и разнообразными, и настоящая работа не ставит перед собой цель их полного перечисления. В этой главе приводится краткое обсуждение пяти областей техники, которые вероятно станут наиболее важными в будущих работах по освоению человеком космического пространства:
1.Вывод в космическое пространство;
2.Источники энергии и силовые установки;
3.Здоровье и безопасность экипажа;
4.Среда обитания человека и робототехника.
Вывод в космическое пространство
Одной из самых критичных
сложностей технического характера
на пути освоения человеком космического
пространства является решение вопроса
о выводе аппаратов в космическое
пространство. Стоимость вывода
в космос в течение последних
тридцати лет продолжает являться наиболее
существенным препятствием на пути экспансии
и постоянной колонизации космического
пространства. Несмотря на оптимистические
прогнозы, которые делались в 1960-е
и 1970-е годы, стоимость вывода в
космос не подверглась значительному
снижению за последние тридцать лет.
Технологии запуска космических
кораблей не претерпели радикального
изменения со времени программы
кораблей «Аполлон», а многочисленные
попытки разработки систем запуска
следующего поколения либо не были
доведены до конца, либо не оправдали
ожиданий. В Соединенных Штатах
Америки космические корабли
многоразового использования
На сегодняшний день тяговые ракетные двигатели на химическом топливе представляют собой единственное средство для выхода за пределы земной атмосферы. Однако существует вероятность разработки других технологий, которые в долгосрочной перспективе смогут изменить картину и снизить стоимость доставки в космос. Эти концепции в настоящее время не являются подтвержденными на практике, их разработка может потребовать десятилетий, однако в случае их реализации они преобразят задачу доставки в космос.
Энергия и ракетные двигатели
После выхода космического корабля за пределы действия силы земного притяжения, преимущества ракетных двигателей на химическом топливе снижаются, особенно – в случае продолжительных полетов. Новые передовые источники энергии и технологии двигателей потенциально могут сделать пилотируемые полеты более быстрыми и дешевыми. Электронные двигатели, использующие солнечную энергию, использовались для полетов таких автоматических аппаратов, как, например, Deep Space 1. Такие технологии отличаются эффективностью, но и низкой скоростью – подходящей для беспилотных кораблей и, возможно, для непродолжительных полетов, однако они вряд ли будут использоваться для пилотируемых полетов большой продолжительности. Электрические двигательные системы с использованием ядерной энергии в настоящее время находятся на стадии разработки в рамках проекта Prometheus НАСА, и они должны лечь в основу таких запланированных автоматических полетов, как Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO). Применение в этих системах солнечной и атомной энергии обеспечит энергией и сам космический корабль, что позволит выполнять более продолжительные и более сложные полеты ввиду отсутствия потребности в наличии на борту тяжелых источников энергии.
Электропитание бортовых
потребителей Международной космической
станции осуществляется главным
образом от солнечных батарей, и
дальнейший прогресс в области технологии
солнечных элементов позволит нарастить
производство энергии на таких базовых
станциях. Тем не менее, даже при
условии увеличения энергетического
КПД по мере совершенствования солнечных
батарей, возможность использования
солнечной энергии уменьшается
по мере увеличения расстояния до Солнца.
Использование солнечной
Здоровье и безопасность экипажа
Человеческий организм слишком
уязвим, чтобы выжить в условиях
космического вакуума. За пределами
низких околоземных орбит и
Среда обитания человека
Попутно с решением вопроса
о здоровье и безопасности экипажа
возникает вопрос о создании устойчивых
колоний людей в тяжелых
Робототехника
Применение робототехники играет важную роль не только для полностью
автоматических полетов,
но и в качестве важного элемента
в поддержку освоения человеком
космического пространства. Автоматические
полеты призваны стать очень важным
элементом широкой
ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ НОВЫМИ РАЗРАБОТКАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКОЙ
Решение каждой из упомянутых в предыдущей главе технических задач потребует напряженной и целенаправленной работы ученых и инженеров всего мира в течение последующих лет и десятилетий. В поддержку этого широкого процесса разработки новаторских решений должна быть разработана система принятия решений, распределения ресурсов, разработки новых возможностей и выделения финансирования; все это должно осуществляться на основании комплекса юридических и политических норм. Необходимо провести предварительное исследование с целью выявления существующих соответствующих юридических (и политических) норм, а также препятствий и возможностей. Для расцвета новых технологий работа системы должна быть тщательно отлажена. Управление этой системой требует постановки четких задач при проведении каждого из следующих видов деятельности:
1. Разработка стратегии развития технологии
2. Финансирование
3. Сбалансированное
эволюционных, так и революционных технологий.
Разработка стратегии развития технологии
Технологии, необходимые для освоения человеком космического пространства, не представляют собой набор никак не связанных между собой чудес, являющихся плодом мечтаний отдельных гениев или изобретателей. Напротив, как правило эти технологии являются плодом напряженного коллективного труда, связанного с иерархией четко определенной системы и выполняемой задачей.
Перспективный план развития технологии требует разработки и построения такой структуры. Такой перспективный план должен охватывать многочисленные стадии разработки от выдвижения идей до разработки предложения, и основные этапы в нем должны быть соотнесены с ключевыми технологиями. Желательные характеристики стратегии развития технологии включают возможность переконфигурирования, масштабируемость, гибкость и преемственность от одного проекта к другому. Она должна обеспечивать поддержку международному сотрудничеству и гарантировать обязательства международных партнеров по финансированию общей модели. В результате в рамках совместных работ обеспечивается лучшее распределение
финансового бремени, уменьшается доля параллельных разработок и снижается
неэффективность.
Стратегии развития технологии должны также использовать спиральный подход к разработкам, благодаря которому непредвиденные изменения в состоянии развития технологии или более широкого политического контекста не приведут к тому, что проект внезапно станет устаревшим или неприспосабливаемым к изменившимся обстоятельствам.
В стратегических планах должны
также рассматриваться
Финансирование капиталовложений в НИОКР
Освоение человеком
1. Построение инфраструктуры
2. Разработка необходимых технологий
3. Оказание вспомогательных услуг
На каждом этапе некоторые
сопряженные с высоким риском
и (или) значительными затратами
виды деятельности потребуют первоначального
государственного финансирования, однако
начиная с определенного
Политические интересы могут и по-прежнему будут делать стратегии государственного финансирования все более сложными. Например, Европейское космическое агентство (ЕКА) работает по стандартному принципу «только окупаемость», который является действенным средством, гарантирующим странам-членам доход на инвестиции, соответствующий уровню осуществляемого ими финансирования деятельности ЕКА.
Допустимо и даже желательно,
чтобы в будущей деятельности
по освоению космического пространства
частные компании стали играть не
только вспомогательные роли «подрядчика»
государства, но и приняли на себя
руководящую коммерческую роль в
деле разработки решений сложных
технических задач. Государственные
средства будут по-прежнему необходимы
в качестве катализатора активности
частного сектора, но можно предположить,
что космическая деятельность по
истечении определенного
Сбалансированное использование капиталовложений для финансирования как
эволюционных, так и революционных технологий.
Главные технологические проблемы на пути освоения человеком космического пространства были известны ученым и инженерам начиная с 1960-х годов, и усилия по преодолению некоторых из этих проблем осуществлялись медленно и постепенно на протяжении последних тридцати лет. И сегодня основные технологии исследования космического пространства по-прежнему несут в себе многочисленные элементы работ таких первопроходцев, как Королев и фон Браун. Например, несмотря на то, что некоторые страны разработали усовершенствованные ракеты-носители с химическими двигателями и лучшие средства защиты от радиации, начиная с эры кораблей «Аполлон» не были найдены принципиально новые способы доставки аппаратов в космическое пространство или защиты людей от излучения.
В этой и других технологических областях возможные решения, способные обеспечить «прорыв», решив все проблемы и даже полностью изменив картину освоения космоса, по-прежнему призывно маячат далеко на горизонте. Технологические приемы, подобные «космическому лифту», в случае их осуществимости должны значительно снизить стоимость транспортировки материалов на околоземную орбиту. Помимо снижения затрат, такая технология снова потребует возобновления обсуждения проблемы разграничения «воздушного пространства» (которое является суверенной территорией расположенного под ним государства) и «космического пространства». На сегодня конкретное значение высоты для определения этой границы пока не установлено. Однако является ли такая концепция действительно осуществимой или это лишь объект для произведений научной фантастики? Выбор между решениями с высоким риском и прибылью, в сравнении с решениями с низким риском и умеренной прибылью, представляет собой сложную дилемму для тех, кто осуществляет финансирование и принимает решения. Как поделить капиталовложения между эволюционными технологиями, которые в перспективе обещают медленное, но стабильное получение прибыли, и революционными технологиями, которые во многих случаях остаются несбыточной мечтой, но в случае реализации сулят баснословные прибыли?
Эти противоречия реальной жизни и определяют политические решения национальных агентств по исследованию космического пространства и других инвесторов в деятельность по освоению человеком космического пространства.
Разработка сбалансированного
плана исследовательских работ
– задача, которую непременно приходится
решать любой организации, опирающейся
в своей работе на технологию.
Правительственные агентства, занятые
вопросами исследований в области
обороны, безопасности и энергетики,
должны определить правильный баланс
между эволюционными и
Несмотря на то, что невозможность определения оптимального баланса между
капиталовложениями в
НИОКР для разработки эволюционных
и революционных технологий, существует
возможность разработки многоступенчатого
подхода к капиталовложениям, который
обеспечит соответствующий
Проблемы, связанные с технологической политикой
Помимо вопросов управления технологией и новыми разработками существует целый ряд заслуживающих внимания международных политических вопросов, которые будут оказывать влияние на развитие в будущем технологий, используемых при освоении человеком космического пространства. Наиболее важными являются следующие четыре вопроса:
1. Использование ядерной энергии в космосе
2. «Космический мусор» на околоземной орбите
3. Защита планеты
4. Политика в области передачи технологии
Использование ядерной энергии в космосе
В будущем для межпланетных полетов, скорее всего, будет использоваться атомная энергия, если только не будут разработаны термоядерные или другие, пока неизвестные источники энергии. По сравнению с наиболее эффективными химическими ракетами ядерные двигатели являются более надежными и гибкими для полетов на дальние расстояния, и способны снизить стоимость полетов в космос. Полеты с использованием атомной энергии также являются оптимальными при исследованиях за пределами космического пространства, там, где использование солнечных систем получения энергии перестает быть эффективным. Проект Prometheus – это хорошо финансируемая инициатива США по разработке этих технологий для будущих полетов в пределах солнечной системы, таких как Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO). Однако использование атомной энергии в космических целях в настоящее время находит неоднозначные отклики во всем мире. Когда в 1997 г. был запущен космический аппарат по проекту «Кассини/Гюйгенс», использование плутония для производства энергии вызвало неудовольствие во всем мире. В сегодняшней Германии настроенная против использования атомной энергии партия Зеленых является ключевым участником правительственной коалиции страны и активно выступает против использования атомной энергии в космическом пространстве. Кроме того, была принята Резолюция ООН, призывающая к разработке комплекса правил по безопасному применению атомной энергии в космическом пространстве. Однако, до тех пор, пока не будут разработаны альтернативные технологии или не будут полностью решены экологические проблемы, этот вопрос скорее всего не будет снят с повестки дня и его предстоит решить для того, чтобы обеспечить возможность использования атомной энергии в долгосрочной перспективе.
«Космический мусор» на околоземной орбите
На околоземной орбите
накапливается все больше «космического
мусора». Вероятность столкновения
космического аппарата с объектами,
находящимися на околоземной орбите,
остается небольшой, но неуклонно возрастает.
Для исключения значительного роста
скопления количества «космического
мусора» поблизости от Земли необходимо
разработать новые
Защита планеты
Стандарты защиты планеты предназначены не только для защиты небесных тел (таких как Луна и Марс) от загрязнения земным биологическим материалом, но и для защиты Земли от опасности попадания внеземных микробов. Когда работы по освоению космического пространства дойдут до стадии создания постоянных поселений на Луне и на Марсе, эти протоколы приобретут дополнительное значение, и их обязательное применение должно быть потребовано от государств и представителей частного сектора.
Политика в области передачи технологии
Последней и наиболее неотложной
проблемой из области технологической
политики в сфере освоения человеком
космического пространства является вопрос
международной передачи технологий.
Развитие технологии осуществляется наиболее
эффективным образом при
Международные правила торговли оружием (ITAR), провозглашенные и введенные в действие правительством США, предназначены для предотвращения передачи чувствительных технологий странам с враждебными режимами и прочим потенциальным агрессорам или противникам. Однако содержащиеся в правилах ITAR определения настолько широко трактуют понятие «чувствительной технологии», а их практическая реализация осуществляется настолько неэффективно, что они на деле отрицательно сказываются на международном сотрудничестве в области освоения человеком космического пространства. Для того, чтобы международное сообщество могло объединиться в рамках широкой программы исследований и разработки технологий, эти виды горизонтальных барьеров должны быть пересмотрены и, там где это возможно, устранены.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Технологические проблемы, встающие перед деятельностью по освоению космического пространства, являются разнообразными и сложными, а в некоторых случаях, скорее всего, даже непреодолимыми. Основным предварительным условием для преодоления этих проблем, тем не менее, является стремление всех стран мира к постоянному и предоставляемому на конкурентной основе государственному финансированию НИОКР. Однако существует также целый ряд краткосрочных и практических инициатив, которые должны быть рассмотрены для дальнейшей поддержки усилий по достижению этих целей.

- Проблемы мирового океана
- Проблемы мирового океана
- Проблемы мирового океана
- Проблемы мирового океана
- Проблемы мирового океана
- Проблемы мирового океана
- Проблемы Мирового океана
- Проблемы методов правового регулирования земельных правоотношений
- Проблемы методологии теории государства и права
- Проблемы миграции и социальная работа с мигрантами
- Проблемы миграции: обзор российских СМИ
- Проблемы миграционной политики России
- Проблемы мира и разоружения
- Проблемы мира и человека в философской мысли Украины