Космический мусор — угроза человечеству

Взгляд из космоса

Космический мусор — угроза человечеству

 

 

Работу выполнила:ст.гр.СП-2.11

Патрашова Анастасия Николаевна

Работу проверил: Васенев Вячеслав Иванович

 

 

Москва 2013 год

 

Содержание

 

 

1.Введение…………………………………………………………………….3-4

2.Исследовательская часть…………………………………………………..5

2.1Космический мусор» и причины его возникновения………………….6-8

2.2Причины взрывов космической техники………………………………..9

2.3Распределение космического мусора по высотам орбит………………10

2.4Насколько опасным может быть падение космического мусора……..11

2.5Способы очистки космоса от мусора…………………………………..12-17

2.6Факты……………………………………………………………………..18

3. Решение проблемы. Заключение………………………………………..19

Список используемой литературы…………………………………………..20

 

 

Введение.

К третьему тысячелетию человечество активно изучает и исследует космос. Число космических полетов растет, а вместе с ними растет проблема экологии космоса.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли.

Меня очень заинтересовала эта проблема, я решила больше о ней узнать.

4 октября 1957 года запуском первого в мире искусственного спутника Земли была открыта космическая эра - новая эра в истории человечества. Новые достижения в космонавтике, полеты космических аппаратов и их результаты буквально революционизируют наши знания о Вселенной и создают более прочную базу для ее дальнейшего исследования.
Освоение космоса приносит огромную практическую пользу. Например, теперь в нашем распоряжении надежная спутниковая теле-радио-связь, точные прогнозы погоды и многое другое. В информационной деятельности общества благодаря развитию космонавтики уже сейчас наблюдаются революционные сдвиги. Неизмеримо расширились возможности получения информации о Вселенной. Впервые стало реально получение информации из космоса о Земле, ее биосфере.

Оборотная сторона – негативное воздействие космической техники на среду обитания и само космическое пространство. В результате резкого увеличения числа запусков ракет-носителей и других аппаратов, а также связанных с этим последствий, все чаще происходит загрязнение земной и околоземной среды.

Законы гравитации заставляют большую часть космического мусора накапливаться в околоземном пространстве. Ближние и дальние окрестности нашей планеты постепенно превратились в помойку.
Впервые о масштабном загрязнении космоса ученые заговорили в 1980-х, когда концентрация мусора на орбите Земли достигла такой плотности, что баллистикам требовалось хорошенько поработать, чтобы безопасно разместить среди него тот или иной спутник. В последнее десятилетие ситуация только ухудшилась.

В 1983 году экипаж печально знаменитого шаттла Challenger обнаружил на лобовом стекле своего корабля небольшой кратер всего 2,5 мм в глубину и столько же в ширину. После приземления корабля специалисты тщательно осмотрели повреждения и пришли к выводу, что причиной соударения стала микрочастичка краски, отслоившаяся от какого-то другого космического аппарата. Пострадала от космического мусора и советская орбитальная станция «Салют-7», поверхность которой была буквально испещрена микроскопическими кратерами от соударения с частицами мусора. В июне 1999 года тогда еще необитаемая МКС имела все шансы столкнуться с обломком разгонного блока одной из ракет, уже долгие годы вращавшегося вокруг Земли. К счастью, специалистам российского Центра управления полетами (ЦУП) удалось своевременно скорректировать ее орбиту, и обломок пролетел мимо на расстоянии 6,5 км. В 2001 году МКС пришлось предпринимать специальный маневр, чтобы не столкнуться с семикилограммовым прибором, потерянным во время выхода в открытый космос американскими астронавтами. С тех пор станция уворачивается от космического мусора с завидной регулярностью, несколько раз в год.

Космический мусор представляет опасность и для далеких от космоса землян, падая на их головы в прямом смысле этого слова. В 1978 году таежные области на севере Канады пострадали от падения советского спутника «Космос-594». Годом позже обломки американской космической станции Skylab рассыпались над пустынными районами Австралии.

Всем памятна ситуация и со станцией «Мир», затопленной в Тихом океане. Тогда у десятков тысяч жителей островных государств случился форменный массовый психоз. Люди панически боялись, что «русская громадина» свалится им прямо на голову. А вот для жителей Алтайского края этот кошмар стал реальностью. Именно над этим регионом России пролегают траектории полета ракет, запускаемых с Байконура, и именно сюда валятся обломки первых ступеней с остатками высокотоксичного топлива.
Таким образом, по мнению многих ученых, орбитальный мусор представляет растущую опасность для космических полетов. Если не принять меры по очистке от него сейчас, то через 20-30 лет подобные полеты станут просто невозможными.

 

 

Я взяла эту тему и толчком послужило продолжающееся недостаточное или искаженное понимание широкой общественностью опасности для человечества, которую несет загрязнение околоземного космического пространства техногенным мусором. оно сопровождает запуски и функционирование космических аппаратов (ка) и уже происходит самопроизвольно, без непосредственного участия человека: в результате спонтанных взрывов, столкновений и «возрастной» деградации космических объектов (ко).

Прежде,чем рассказать о глобальной проблеме,я решила узнать,что знают о ней люди?

Я провела опрос среди людей 18-30 лет и что у меня получилось:

Утилизация КМ бактериями.

Планируемый в ближайшем будущем космический полет на Марс ставит перед современной наукой ряд важных вопросов. Один из них - как утилизировать органические отходы жизнедеятельности экипажа во время трехлетнего космического путешествия. Поиском решения занимается международный коллектив болгарских, бельгийских и российских ученых. Лучшим вариантом, по их мнению, является утилизация бытовых отходов при помощи особых бактерий.

Международная группа экспертов работает над созданием закрытой экосистемы. В ней органические отходы будут утилизироваться соответствующими бактериями в специальных биореакторах. «Наша цель – при утилизации этих отходов получить воду, которая будет использоваться для космической оранжереи, или какой-либо вид газа, который послужил бы источником энергии Нежелательно, чтобы вместе с кислородом экипаж вдыхал микроорганизмы, которые могут оказаться опасными для здоровья. Поэтому мы выбрали анаэробные и теплолюбивые бактерии, не нуждающиеся в кислороде, бактерии clostridium thermocellum, которые расщепляют преимущественно целлюлозу. Преобладающая часть отходов жизнедеятельности космонавтов – на целлюлозной основе. Первые анаэробные бактерии будут отправлены в космос весной 2009 года, а результаты ожидаются в конце 2010 года.
Йер-Чу Лю, сотрудник Космического центра имени Джонсона, занятый в программе по борьбе с космическим мусором.

 

«Поскольку мировое сообщество постепенно осознает, что необходимо заняться активной борьбой с космическим мусором, фокус исследований в этой области будет смещаться с моделирования и определения засоренности орбиты к разработке средств борьбы с ними, задача станет инженерной, технологической», – считает Лю. Эта проблема является всеобщей, и решать ее не только NASA.

По мнению Лю, критическая точка в засоренности знаменуется тем, что в скором времени столкновения в космосе станут нормальным явлением. А при каждом столкновении двух тел будут образовываться десятки новых. Количество мусора на орбите начнет разрастаться уже без помощи человека.

Выброс энергии при моделировании столкновения спутника с мусором (wikipedia.org)

По мнению Лю, для успешной разработки и выполнения стратегического плана по борьбе с космическим мусором необходимо выполнение четырех условий:

1. Всеобщее согласие о необходимости активной борьбы с мусором.

2. Кооперация. Цели борьбы могут принадлежать другой стране, но угрозу представлять для всех.

3. Сотрудничество. Маловероятно, что на текущем уровне развития технологий одна страна или тем более организация сумеет бороться с космическим мусором.

4. Сотрудничество. Необходимо финансовое сотрудничество всех заинтересованных сторон.

«В течение следующих пяти или десяти лет у нас будет намного больше возможностей по борьбе с мусором», – считает Лю.

В течение последних лет было предложено несколько идей по борьбе с космическим мусором, в числе них были и огромные рыболовные сети, и мыльные пузыри, а лазерные пушки.

Но по мнению Лю, надо исходить из конкретных задач, которые необходимо решить в скором времени. «Нам надо быть более конкретными и понять, с чего начать и зачем это нужно. Нельзя потратить миллиарды долларов, чтобы просто полететь в космос и прихватить там несколько старых аппаратов, не понимая, какая от этого будет польза. Надо разработать четкий план работы», – говорит Лю.

В особенности надо уделять внимание не крупным и тяжелым объектам. На самом деле, наибольшее значение имеет вероятность столкновения конкретного объекта с рабочими аппаратами и с другим мусором. По мнению Лю, для стабилизации количества космического мусора сейчас надо убирать по 5 крупных и опасных объектов в год.

 

Я не остановилась на мнении одного человека, перечитав много информации, я нашла Интервью с главой отдела Европейского космического агентства Хайнером Клинкрадом и что же он говорит о ситуации в космосе:

— Ну а чем рискуем мы на Земле? Ведь в ближнем космосе собралось уже 6 тыс. т мусора. Не посыплется ли он буквально нам на голову?

— Ежегодно на Землю падает несколько десятков тонн космического мусора. Так, в 2007 году — примерно 70 т. Большая часть этого объема сгорает в атмосфере. И все же части крупных деталей, например отработавшие ступени ракет, достичь поверхности Земли вполне в состоянии. Правда, до сих пор не было случая, чтобы кто-то был серьезно ранен или убит в результате падения на него космического мусора.

— Все ли занимающиеся изучением космоса страны воспринимают наличие космического мусора как проблему? Или же в странах, чьи космические программы начаты сравнительно недавно, существует тенденция считать, что, мол, «сначала мы осуществим наши программы, а уж потом станем думать, что делать с мусором в космосе»?

— Важность проблемы космического мусора понимают все страны. Хотя бы лишь по соображениям маркетинга, ведь все они хотят, чтобы их ракетоносители стали участниками доходного рынка по выводу спутников на орбиту, но покупателей на «грязную» систему, т.е. на носитель, который может усугубить проблему космического мусора, вы не найдете. Впрочем, усилиями международного сообщества ООН уже создан каталог мер, необходимых для предотвращения скапливания в космосе различного рода мусора. Среди этих мер, в частности, слив топлива отслуживших свой срок спутников во избежание возможности взрыва

— Но одни лишь подобные соглашения вряд ли способны решить проблему. Имеются ли технические возможности для уничтожения космического мусора?

— Технически возможны различные варианты. Так, мелкие обломки — в пределах 1 см — можно расстреливать лазерным лучом с Земли. При этом часть массы объекта будет испаряться, в результате чего скорость его движения замедлится, и в конце концов он сгорит в атмосфере.

Крупные же блоки можно было бы выводить с помощью применения твердотопливных двигателей или солнечных парусов на такие орбиты, где они бы в итоге сгорали. В случае с отработавшими свой срок спутниками и верхними ступенями ракет представить себе можно и использование специальных тросов. Тросы эти длиной в несколько километров надо расположить по направлению к центру Земли. Во время движения по околоземной орбите в результате взаимодействия с ее магнитным полем возникнет эффект торможения, что приведет к падению троса вместе с отслужившим свой век спутником.

Конечно, проведение подобных мероприятий и технически, и материально очень затратное дело. Лучшим решением проблемы стало бы предварительное оснащение всех спутников таким оборудованием, благодаря которому после завершения срока своей работы они контролируемо сгорали бы в атмосфере или же автоматически выводились на очень высокую «орбиту-кладбище».

— Однако для осуществления всех подобных мероприятий необходимо абсолютно точно знать месторасположение отдельных объектов мусора. Как организовать подобный контроль?

— До сих пор он в основном осуществлялся Службой наблюдения за космическими объектами США Space Surveillance Network, располагающей системой радаров и телескопов, с помощью которой фиксируются практически все объекты, величина которых превышает 10 см. Впрочем, американцы, как правило, не предоставляли нам информацию о том, с какой точностью они определили данные траекторий движения мусорных обломков.

По этой причине Европа приняла в прошлом году решение создать на базе радаров и телескопов собственную систему контроля. На околоземной орбите программа Space Situational Awareness должна регистрировать объекты размером более 10 см, а на геостационарной орбите, т.е. на высоте 35 786 км, — более 1 м. Программа эта находится сейчас на подготовительном этапе, но есть хорошие предпосылки к тому, что реализована она будет менее чем через десять лет.

— Наверняка дорогой проект?

— Действительно, дорогой. Речь идет о нескольких сотнях миллионов евро. Однако, во-первых, эта система может быть использована и для других целей, например для прогноза космической погоды. Во-вторых, у нас просто нет альтернативы перед лицом перспективы, что космический мусор когда-нибудь просто остановит развитие космонавтики.

 

Факты.

Космический «Титаник»

Самый крупный объект, упавший на Землю за последние 500 лет – космический мусор, а если быть более точным, то орбитальная станция «Мир», которая была затоплена в Тихом океане 23 марта 2001 года. По оценкам специалистов, станция потеряла не более 15% от своего веса во время прохождения плотных слоев атмосферы, а это значит, что сегодня на океаническом дне покоится 105 689-тонная махина!

«Не входи, убьет!»

Гигантская орбитальная свалка находится в непрерывном движении. На скорости 9 834 м/c останки космических аппаратов сталкиваются друг с другом, при этом непредсказуемым образом меняя свое направление и порождая еще большее число более мелкого космического мусора. 2 мм осколок, образовавшийся в результате такого столкновения, оставит кратер глубиной 3-4 мм на обшивке шаттла или пройдет, словно нож сквозь масло, через защищенное скафандром тело астронавта.

Мусор атакует»

Шанс быть раздавленным упавшим из космоса мусором составляет 20 миллиардов к одному. В 1997 году жительница Оклахомы Лотти Вильямс (Lottie Williams), получившая прозвище счастливчик, была атакована 10 x 13 см обломком одной из ступеней ракеты-носителя «Дельта-2», который угодил ей в правое плечо. Женщина отделалась легким испугом и на несколько дней даже стала настоящей знаменитостью.

 

Заключение

В результате данной исследовательской деятельности я наметил план разрешения проблемы утилизации космического мусора:

Необходимо создать международную систему слежения, объединить каталоги объектов, разработать общую систему предупреждений о рисках столкновений;

Необходимо выработать международные правила космического движения;

Выработать новые, единые требования к космической технике, определить зоны работы спутников;

Обязательно еще до запуска в космос оговорить методику захоронения выработавших свой срок аппаратов.

Внести в международные правила использования космоса требования оснащать разгонные блоки ракет системами слива топлива;

Объединить усилия ученых разных стран по разработке технологии сбора и утилизации космического мусора.

Следует совершенствовать конструкции спутников, космических кораблей и ракет, чтобы от них оставалось как можно меньше космического мусора.

Разумеется, это только часть предлагаемых мер по обеспечению безопасности космической деятельности. И главное, что осознали космические державы и международные организации – это то, что процесс засорения космоса имеет глобальный международный характер. Не может быть засорения национального околоземного пространства, есть засорение окружающей Землю космической среды.

 

«Каждая проблема имеет решение. Единственная трудность заключается в том, чтобы его найти».

Эвви Неф.

 

 

Список используемой литературы

Интернет ресурсы.

 

http://www.rgo.ru/gagarin/plany-i-problemy/problemy/kosmicheskij-musor/

http://www.cosmos-journal.ru/articles/248

http://astronomer.ru/forum/index.php?topic=65.45

http://www.eco-nomos.ru/2011/03/musor-9/

http://nsportal.ru/ap/drugoe/library/kosmicheskii-musor-kak-istochnik-zasoreniya-okolozemnogo-prostranstva

http://www.iki.rssi.ru/books/2012veniaminov.pdf

http://ves-elo.ru/index.php/interesno/54-a-vy-ne-znali/3189-fakty-o-kosmicheskom-musore.html

http://nsportal.ru/ap/drugoe/library/shkolnaya-nauchno-prakticheskaya-konferentsiya-kosmos-glazami-deteidoklad-na-temu-

http://otherreferats.allbest.ru/air/00095386_0.html

http://do.gendocs.ru/docs/index-215620.html

 

Взгляд из космоса

Космический мусор — угроза человечеству

 

 

Работу выполнила:ст.гр.СП-2.11

Патрашова Анастасия Николаевна

Работу проверил: Васенев Вячеслав Иванович

 

 

Москва 2013 год

 

Содержание

 

 

1.Введение…………………………………………………………………….3-4

2.Исследовательская часть…………………………………………………..5

2.1Космический мусор» и причины его возникновения………………….6-8

2.2Причины взрывов космической техники………………………………..9

2.3Распределение космического мусора по высотам орбит………………10

2.4Насколько опасным может быть падение космического мусора……..11

2.5Способы очистки космоса от мусора…………………………………..12-17

2.6Факты……………………………………………………………………..18

3. Решение проблемы. Заключение………………………………………..19

Список используемой литературы…………………………………………..20

 

 

Введение.

К третьему тысячелетию человечество активно изучает и исследует космос. Число космических полетов растет, а вместе с ними растет проблема экологии космоса.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли.

Меня очень заинтересовала эта проблема, я решила больше о ней узнать.

4 октября 1957 года запуском первого в мире искусственного спутника Земли была открыта космическая эра - новая эра в истории человечества. Новые достижения в космонавтике, полеты космических аппаратов и их результаты буквально революционизируют наши знания о Вселенной и создают более прочную базу для ее дальнейшего исследования.
Освоение космоса приносит огромную практическую пользу. Например, теперь в нашем распоряжении надежная спутниковая теле-радио-связь, точные прогнозы погоды и многое другое. В информационной деятельности общества благодаря развитию космонавтики уже сейчас наблюдаются революционные сдвиги. Неизмеримо расширились возможности получения информации о Вселенной. Впервые стало реально получение информации из космоса о Земле, ее биосфере.

Оборотная сторона – негативное воздействие космической техники на среду обитания и само космическое пространство. В результате резкого увеличения числа запусков ракет-носителей и других аппаратов, а также связанных с этим последствий, все чаще происходит загрязнение земной и околоземной среды.

Законы гравитации заставляют большую часть космического мусора накапливаться в околоземном пространстве. Ближние и дальние окрестности нашей планеты постепенно превратились в помойку.
Впервые о масштабном загрязнении космоса ученые заговорили в 1980-х, когда концентрация мусора на орбите Земли достигла такой плотности, что баллистикам требовалось хорошенько поработать, чтобы безопасно разместить среди него тот или иной спутник. В последнее десятилетие ситуация только ухудшилась.

В 1983 году экипаж печально знаменитого шаттла Challenger обнаружил на лобовом стекле своего корабля небольшой кратер всего 2,5 мм в глубину и столько же в ширину. После приземления корабля специалисты тщательно осмотрели повреждения и пришли к выводу, что причиной соударения стала микрочастичка краски, отслоившаяся от какого-то другого космического аппарата. Пострадала от космического мусора и советская орбитальная станция «Салют-7», поверхность которой была буквально испещрена микроскопическими кратерами от соударения с частицами мусора. В июне 1999 года тогда еще необитаемая МКС имела все шансы столкнуться с обломком разгонного блока одной из ракет, уже долгие годы вращавшегося вокруг Земли. К счастью, специалистам российского Центра управления полетами (ЦУП) удалось своевременно скорректировать ее орбиту, и обломок пролетел мимо на расстоянии 6,5 км. В 2001 году МКС пришлось предпринимать специальный маневр, чтобы не столкнуться с семикилограммовым прибором, потерянным во время выхода в открытый космос американскими астронавтами. С тех пор станция уворачивается от космического мусора с завидной регулярностью, несколько раз в год.

Космический мусор представляет опасность и для далеких от космоса землян, падая на их головы в прямом смысле этого слова. В 1978 году таежные области на севере Канады пострадали от падения советского спутника «Космос-594». Годом позже обломки американской космической станции Skylab рассыпались над пустынными районами Австралии.

Всем памятна ситуация и со станцией «Мир», затопленной в Тихом океане. Тогда у десятков тысяч жителей островных государств случился форменный массовый психоз. Люди панически боялись, что «русская громадина» свалится им прямо на голову. А вот для жителей Алтайского края этот кошмар стал реальностью. Именно над этим регионом России пролегают траектории полета ракет, запускаемых с Байконура, и именно сюда валятся обломки первых ступеней с остатками высокотоксичного топлива.
Таким образом, по мнению многих ученых, орбитальный мусор представляет растущую опасность для космических полетов. Если не принять меры по очистке от него сейчас, то через 20-30 лет подобные полеты станут просто невозможными.

 

 

Я взяла эту тему и толчком послужило продолжающееся недостаточное или искаженное понимание широкой общественностью опасности для человечества, которую несет загрязнение околоземного космического пространства техногенным мусором. оно сопровождает запуски и функционирование космических аппаратов (ка) и уже происходит самопроизвольно, без непосредственного участия человека: в результате спонтанных взрывов, столкновений и «возрастной» деградации космических объектов (ко).

Прежде,чем рассказать о глобальной проблеме,я решила узнать,что знают о ней люди?

Я провела опрос среди людей 18-30 лет и что у меня получилось: