Факторы космического пространства реферат

Обновлено: 05.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Министерство образования и молодёжной политики ЧР

на тему: “Космическая биология и медицина”.

ученица 10 класса,

член кружка “Юный

эколог” при МБОУ

1.Понятие слов космическая биология и медицина.

2. Возникновение космической биологии.

3.Условия, которые необходимы космонавту во время полета на космическом корабле.

4.Человеческий организм во время невесомости.

5.Первые экспериментальные попытки медико-биологических космических исследований в полёт космос.

6.Первый полёт человека в космос.

7.Факторы, которые воздействуют на организм человека в космическом полёте.

8.Чему принадлежит ведущая роль в возникновении специфических реакций?

9.Задачи космической биологии и медицины.

1.Космическая биология - наука, которая изучает биологическое действие различных факторов космического пространства на живые организмы, разрабатывает методы и меры по обеспечению нормальной жизнедеятельности в космическом полете, занимается поисками форм жизни, что, вероятно, существует не только на Земле, и разрабатывает меры против заноса земных форм жизни на другие планеты и в космос. Круг этой молодой космической науки чрезвычайно широкое, а сами проблемы - достаточно специфичны. Здесь и разработка биологических и физико-химических методов обеспечения необходимых жизненных условий в кабинах космических кораблей, и изучение физиологического действия невесомости, возникающего при орбитального полета космического аппарата, биологического действия космической радиации, и исследования длительного пребывания в замкнутом экологическом сред и многое другое.

Космическая медицина — область медицины, изучающая влияние факторов космического полета на состояние здоровья и работоспособность человека. Кроме того, космическая медицина обосновывает медицинские требования к системам жизнеобеспечения и управления космических аппаратов; разрабатывает методы отбора, подготовки космонавтов и мероприятия по профилактике и лечению заболеваний, обусловленных полетом, а также средства спасения космонавтов.

Космическая медицина тесно связана с космической биологией (см.), авиационной медициной, физиологией, психологией, кибернетикой и другими дисциплинами.

3.Исследования в области космической медицины проводятся в наземных условиях, во время полетов самолетов и космических кораблей. Важнейшим вкладом в космическую медицину являются медико-биологические данные, полученные при выполнении программ космических исследований в Советском Союзе и США.

Имитируя на Земле различные космические факторы, например низкий барометрическое давление или отсутствие кислорода, столь необходимого человеку для дыхания, ученые изучают действие этих факторов на человека и предлагают меры. Действие таких факторов на организм человека ученые хорошо знают. Здесь нужны герметичные кабины, кислородные приборы и скафандры. А вот влияние космической радиации изучены еще недостаточно. Его выясняют на животных, посылая их в длительные космические рейсы.

Или же температурные условия космоса. Оказывается, что в кабине корабля надо все время поддерживать определенный температурный режим. А метеорная опасность. Или страшная она? И здесь принадлежит все изучить, разработать определенные рекомендации по защите космонавтов. Одним словом, космос - это среда, где человек может существовать, лишь применив определенные защитные устройства.

По рекомендациям космической биологии разработан целый комплекс мероприятий, обеспечивающих безопасность полета.

Во время полета на космическом корабле космонавта ждут: шум на активном участке, когда работают мощные ракетные двигатели; вибрации, что в этот момент сотрясают тело ракеты; перегрузки, обусловленные колоссальным ускорением; невесомость, которая возникает после выведения корабля на орбиту.

Исследования в лаборатории, а затем и в космосе положительно ответили на эти вопросы. Организм приспосабливается к невесомости. Но ученых беспокоят и переходные периоды - переходы от перегрузок к невесомости и наоборот. И оказывается, что человек хуже переносит именно переход от состояния пропавшей веса к перегрузкам.

В будущем освоения космического пространства невозможно без космических рейсов, которые продлятся по несколько недель, месяцев и даже лет. И здесь особенно важными становятся исследования, направленные на обеспечение необходимых условий для жизни и деятельности космонавтов-исследователей в полете и безопасности подобных путешествий в космическом пространстве.

Но для этого нужно разработать методы и принципы обеспечения условий для жизни космонавтов, в частности создать системы частичного или полного круговорота веществ в замкнутом объеме кабин космических кораблей. Подразумевается регенерация газовой среды, воды, синтез продуктов питания с использованием биологических и химических методов, утилизация продуктов жизнедеятельности человека, животных и растений и т.п.. Осуществляются поиски эффективных методов обеспечения безопасности самих полетов, безопасности выхода космонавтов из корабля в аварийных ситуациях или при посадке корабля на поверхность другого небесного тела. Над этими проблемами работает космическая биология и космическая медицина.

И это далеко не все. Надо подробно изучить радиационную обстановку, где пролегать трассы будущих полетов. Возможно, потребуется и искусственная гравитация на корабле, ведь при длительных путешествиях невесомость может отрицательно повлиять на организм. Приобретенный опыт показывает, что нужны дальнейшие исследования как по уточнению методов отбора космонавтов, так и с их специальной подготовки. Поскольку длительные рейсы требовать, чтобы экипаж кораблей состоял из нескольких человек, при комплектовании надо обязательно учитывать психологическую совместимость его членов. Следует всесторонне обосновать и режим труда и распределение обязанностей между членами экипажа.

5.Родилась эта молодая наука в нашей стране в 1948 p., когда советские ученые сделали первую экспериментальную попытку медико-биологических космических исследований.

На следующем этапе надо выяснить вопросы безопасности полета живых организмов на ракетах. Затем для биологических экспериментов использовали искусственные спутники Земли. Уже через месяц после запуска первого советского искусственного спутника в космическое пространство взлетел второй искусственный спутник с космическим пассажиром - собакой Лайкой. Полет Лайки принес науке ценные сведения о влиянии невесомости и перегрузок на живой организм.

6.И вот 12 апреля 1961 г. Первый советский человек, Ю. А. Гагарин, в космосе. Триумф, который по праву разделяет с другими науками и космическая биология.

.
Подъем — перегрузка. Врачи должны выбрать лучшую, позу для пилота.
Высота 15 тысяч метров, давление 07 миллиметров ртутного столба — дыхание невозможно, даже если будет чистый кислород…
19 тысяч метров в организме закипают жидкости, барометрическое давление становится равным давлению водяных паров в организме.
24 тысячи метров и выше — поддерживать давление внутри с помощью компрессоров извне уже нельзя; нужны герметические кабины с химической регенерацией состава воздуха.
36—40 тысяч метров — начинает проявляться поражающее действие космических лучей. Еще выше — добавляется действие ультрафиолетовых лучей.
100 тысяч метров — опасность метеоритов. Еще выше — полная тишина. Не распространяются звуковые волны. Исчезает рассеивание света. Темно. Очень темно! Абсолютная чернота!
Пропадает ощущение глубины пространства. Необычные восприятия со стороны органов чувств заставляют подумать о защите психики космонавта.
Орбита! Состояние невесомости!. Оно и отражается на жизненно важных функциях организма — кровообращении, дыхании, пищеварении, но влияет на координацию движений и также требует своей доли заботы со стороны космических медиков.
Не учтешь любой из действующих факторов космического полета — и это может привести к большим неприятностям для экипажа корабля.
В космическую медицину входят почти все медицинские и биологические науки. Она самая молодая, но одна из наиболее всеобъемлющих.
Будущее — за космической медициной, медициной здоровых людей. Ведь сплошь здоровые люди — это тоже космическое достижение!

В успешном развитии космической биологии и медицины большую роль играет участие в космических полетах врачей-исследователей. Они проводят сложные медико-биологические исследования, строго контролируют состояние здоровья космонавтов и своевременно принимают меры по профилактике и лечению заболеваний, что приобретает особое значение в длительных космических полетах. В связи с созданием орбитальных медико-биологических лабораторий планируется расширить участие врачей в космических полетах и привлечь биологов различных специальностей для проведения в космосе экспериментов на животных и растительных организмах.

7.В космическом полете на организм человека воздействует комплекс факторов, связанных с динамикой полета (ускорения, вибрация, шум, невесомость), пребыванием в герметичном помещении ограниченного объема (измененная газовая среда, гипокинезия, нервно-эмоциональное напряжение и т.д.), а также факторы космического пространствакак среды обитания (космическое излучение, ультрафиолетовое излучение и др.).

В начале и конце космического полета на организм оказывают влияние линейные ускорения (см. Авиационная медицина). Их величины, градиент нарастания, время и направление действия в период запуска и выведения КЛА на околоземную орбиту зависят от особенностей ракетно-космического комплекса, а в период возвращения на Землю — от баллистических характеристик полета и типа КЛА. Выполнение маневров на орбите также сопровождается воздействием ускорений на организм, однако их величины при полетах современных КЛА незначительны.

Основные сведения о влиянии ускорений на организм человека и способах защиты от их неблагоприятного действия были получены при исследованиях в области авиационной медицины, космическая биология и медицина лишь дополнили эти сведения. Было установлено, что пребывание в условиях невесомости, особенно длительное время, приводит к снижению устойчивости организма к действию ускорений. В связи с этим за несколько суток до спуска с орбиты космонавты переходят на специальный режим физических тренировок, а непосредственно перед спуском получают водно-солевые добавки для увеличения степени гидратации организма и объема циркулирующей крови. Разработаны специальные кресла — ложементы и противоперегрузочные костюмы, что обеспечивает повышение переносимости ускорений при возвращении космонавтов на Землю.

Среди всех факторов космического полета постоянным и практически невоспроизводимым в лабораторных условиях является невесомость. Влияние ее на организм многообразно. Возникают как неспецифические адаптационные реакции, характерные для хронического стресса, так и разнообразные специфические изменения, обусловленные нарушением взаимодействия сенсорных систем организма, перераспределением крови в верхнюю половину тела, уменьшением динамических и практически полным снятием статических нагрузок на опорно-двигательный аппарат.

В начальный период адаптации к невесомости (занимает в среднем около 7 суток) примерно у каждого второго космонавта возникают головокружение, тошнота, дискоординация движений, нарушение восприятия положения тела в пространстве, ощущение прилива крови к голове, затруднение носового дыхания, ухудшение аппетита. В ряде случаев это приводит к снижению общей работоспособности, что затрудняет выполнение профессиональных обязанностей. Уже на начальном этапе полета появляются начальные признаки изменений в мышцах и костях конечностей.

По мере увеличения продолжительности пребывания в условиях невесомости многие неприятные ощущения исчезают или сглаживаются. Одновременно с этим практически у всех космонавтов, если не принять должных мер, прогрессируют изменения состояния сердечно-сосудистой системы, обмена веществ, мышечной и костной ткани. Для предупреждения неблагоприятных сдвигов используется широкий комплекс профилактических мер и средств: вакуумная емкость, велоэргометр, бегущая дорожка, тренировочно-нагрузочные костюмы, электромиостимулятор, тренировочные эспандеры, прием солевых добавок и т.д. Это позволяет поддерживать хорошее состояние здоровья и высокий уровень работоспособности членов экипажей в длительных космических полетах.

Неизбежным сопутствующим фактором любого космического полета является гипокинезия — ограничение двигательной активности, которая, несмотря на интенсивные физические тренировки во время полета, приводит в условиях невесомости к общей детренированности и астенизации организма. Многочисленные исследования показали, что длительная гипокинезия, создаваемая пребыванием в постели с наклоном головного конца (—6°), оказывает на организм человека практически такое же влияние, как и длительная невесомость. Этот способ моделирования в лабораторных условиях некоторых физиологических эффектов невесомости широко используется в СССР и США. Максимальная длительность такого модельного эксперимента, проведенного в Институте медико-биологических проблем МЗ СССР, составила один год.

Специфической проблемой является исследование воздействия на организм космических излучений. Дозиметрические и радиобиологические эксперименты позволили создать и внедрить в практику систему обеспечения радиационной безопасности космических полетов, которая включает средства дозиметрического контроля и локальной защиты, радиозащитные препараты (радиопротекторы).

9/В задачи космической биологии и медицины входит изучение биологических принципов и методов создания искусственной среды обитания на космических кораблях и станциях. Для этого отбирают живые организмы, перспективные для включения их в качестве звеньев в замкнутую экологическую систему, исследуют продуктивность и устойчивость популяций этих организмов, моделируют экспериментальные единые системы живых и неживых компонентов — биогеоценозы, определяют их функциональные характеристики и возможности практического использования в космических полетах.

Успешно развивается и такое направление космической биологии и медицины, как экзобиология, изучающая наличие, распространение, особенности и эволюцию живой материи во Вселенной. На основании наземных модельных экспериментов и исследований в космосе получены данные, свидетельствующие о теоретической возможности существования органической материи за пределами биосферы. Проводится также программа поиска внеземных цивилизаций путем регистрации и анализа радиосигналов, идущих из космоса.

Достижения в области космической биологии и медицины внесли существенный вклад в решение проблем общей биологии и медицины. Расширились представления о границах жизни в пределах биосферы, а созданные экспериментальные модели искусственных биогеоценозов — относительно замкнутым круговоротом веществ позволили дать определенную количественную оценку антропогенных воздействий на биосферу. Большое влияние космическая биология оказала на экологию, в первую очередь экологию человека и изучение взаимосвязи процессов жизнедеятельности с абиотическими факторами окружающей среды. Проведенные исследования позволили лучше познать биологию человека и животных, механизмы регуляции и функционирования многих систем организма.

Земля, прежде всего, является космическим телом - планетой, которая обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Поэтому человек на протяжении всей своей жизни, подвержен воздействию многих космических факторов.
Человек – сложная целостная система, которая в свою очередь является компонентом более сложных систем – биологической и социальной. Закономерности физиологических процессов непосредственно влияют на социальную жизнь и, наоборот.
Ученые самых разных наук пытаются разобраться в природе человеческой сущности, объединенные поиском психологических закономерностей, осознанием его творческой самореализацией, смысла жизни, стараются найти наиболее оптимальные способы для удовлетворения человеческих потребностей.

Вложенные файлы: 1 файл

БЖД реферат.docx

Человек – сложная целостная система, которая в свою очередь является компонентом более сложных систем – биологической и социальной. Закономерности физиологических процессов непосредственно влияют на социальную жизнь и, наоборот.

Ученые самых разных наук пытаются разобраться в природе человеческой сущности, объединенные поиском психологических закономерностей, осознанием его творческой самореализацией, смысла жизни, стараются найти наиболее оптимальные способы для удовлетворения человеческих потребностей.

Благодаря достижениям науки и техники мы теперь, казалось бы, меньше зависим от природы в своих насущных потребностях, поэтому склонны забывать, что зависимость эта сохранилась. Разрушающее влияние на природу научно-технического прогресса настолько велико, что это становится опасным для самого человека.

К счастью, наше общество пришло к пониманию, что живая природа - главное достояние нашей Земли и человек -часть живой природы, не существующий вне ее и подчиняющийся всем фундаментальным биологическим законам.

Цель контрольной работы – рассмотреть наиболее значимые факторы, влияющие на человека из космоса.

Космические лучи — это элементарные заряженные частицы, с колоссальной скоростью движущиеся в магнитных и электрических полях межзвездных пространств. Происхождение их до конца еще не выяснено.

Миллиарды таких частиц гари своем движении в космическом пространстве встречаются с земной атмосферой. Здесь они претерпевают многообразные превращения, итогом которых является ионизация воздуха и образование так называемых вторичных космических лучей (обломки атомов и ядер, электромагнитные излучения). До Земли эти космические лучи доходят в очень ослабленном и измененном виде. Поэтому природе не надо было приспосабливать земные организмы к воздействию первичных космических лучей.

Межпланетное магнитное поле.

Самым мощным источником различных форм энергии, оказывающих влияние на Землю, является Солнце. Солнечной активностью называют комплекс явлений, происходящих в атмосфере Солнца. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции, в результате которых возникают электромагнитные излучения широкого диапазона. Время от времени на его поверхности появляются очаги повышенной активности в виде пятен и протуберанцев. Совершаются мощные взрывы, которые сопровождаются выбросом элементарных частиц. Непрерывное расширение верхней части солнечной атмосферы сопровождается корпускулярным излучением. Скорость этого расширения по мере удаления от Солнца увеличивается. На расстоянии нескольких десятков солнечных радиусов оно достигает 400 км/с. Это так называемый спокойный солнечный ветер. Он увлекает за собой магнитное поле Солнца, вытягивая его силовые линии (см. рис. 1). Солнечный ветер содержит небольшое количество энергии. Вместе с тем он играет значительную роль в передаче к Земле возмущений, обусловленных явлениями солнечной активности. Активность Солнца по отношению к Земле периодически изменяется. Различают циклы суточные, годовые, 5—6- летние, 11-летние, 80-90-летние и многовековые. Периоды максимальной активности приходятся на 7-17 лет, минимальной — на 9—14 лет.

Результаты многочисленных исследований показывают, что нервная система обладает наибольшей чувствительностью к изменению солнечной активности. Впервые это свойство было обнаружено A.JI. Чижевским; его наблюдения основывались на изучении величины электрических потенциалов кожи в периоды повышенной солнечной активности.

Обнаружена зависимость обострения таких заболеваний, как шизофрения, эпилепсия и маниакально-депрессивные состояния, от солнечной активности.

Земля имеет постоянное магнитное поле, на которое накладываются периодические и случайные изменения. Полагают, что они обусловлены электрическими явлениями в атмосфере. Периодические изменения магнитного поля Земли могут быть связаны с солнечной активностью и иметь вековую, годовую, сезонную и суточную цикличность.

Переменные магнитные поля, возникающие вокруг Земли, получили название магнитных возмущений, или магнитных бурь. Магнитные бури возникают в результате проникновения в атмосферу Земли летящих от Солнца со скоростью 1000-3000 км/с заряженных частиц (корпускул).

О влиянии магнитных бурь на состояние человека известно уже давно. Установлено, что при выполнении корректурных проб во время магнитных бурь увеличивается число ошибок, появление которых свидетельствует о преобладании возбудительного процесса в высших отделах мозга. Число ошибок еще более возрастает на 2-е сутки после смены знака геомагнитного поля. Показано, что во время геомагнитных возмущений даже у тренированных лиц отмечается резкое снижение краткосрочной памяти, объема и интенсивности внимания вследствие уменьшения уровня активации головного мозга. Эти изменения более выражены у пожилых людей, а также у лиц, проживающих на Крайнем Севере. Значительные изменения функционального состояния ЦНС, по-видимому, являются причиной увеличения количества несчастных случаев и травм во время магнитных бурь. Полагают, что у человека в результате десинхронизации функций ЦНС могут усиливаться нервно-психические расстройства. Предполагают, что геомагнитные возмущения могут вызвать нарушения межполушарных отношений головного мозга с сопутствующей акцентуацией отдельных психических функций, а также рассогласование внутренних ритмов организма с ритмом внешней среды. Не исключено, что роль пейсмекера, действующего на человека при таких возмущениях, могут выполнять короткопериодические колебания поля Земли, которые затухают при изменении солнечной активности (Владимирский Б.М. и др., 1982).

Солнечная радиация - это весь испускаемый солнцем поток радиации . Он представляет собой электромагнитные колебания различной длины волны . В гигиеническом отношении для людей особый интерес представляет оприческая часть солнечного света . Она занимает диапазон от 280 - 2800 нанометров . Более длинные волны - радиоволны и более короткие - гамма-лучи не доходят до поверхности земли , так как задерживаются в верхних слоях атмосферы .

Интенсивность солнца в первую очередь зависит от стояния солнца над горизонтом . Если солнце находится в самой высшей точке горизонта то путь, пройденный солнечными лучами будет значительно короче .За счет увеличения пути интенсивность солнечной радиации меняется . Она также зависит от угла падения солнечных лучей .От этого зависит и освещаемая территория солнцем .Значит , та же солнечная радиация приходится на большую поверхность ,поэтому интенсивность уменьшается . Показания интенсивности солнечной радиации также зависит от массы воздуха через который проходят солнечные лучи . В связи с этим ее показания в горах будет выше чем над уровне моря .

Ведь слой воздуха через которые проходят солнечные лучи будет меньше чем над уровнем моря .Особое значение имеет влияние на интенсивность солнечной радиации состояние атмосферы и ее загрязнение. В загрязненной атмосфере ее показания снижаются . Например , в городе она примерно на 10% меньше , чем в сельской местности . Напряжение солнечной радиации имеет годовой и суточный фон . Оно меняется в течении суток и зависит от времени года . Наибольшая интенсивность наблюдается летом , а наименьшая зимой .

По своему биологическому воздействию она неоднородна . Каждая длина волны оказывает на человека различное воздействие .

Солнечный спектр можно разделить на 3 участка :

1. Ультрафиолетовые лучи имеют длину волны от 280 до 400 нанометров . Это наиболее активная в биологическом плане часть солнечного спектра. Она тоже неоднородна. Их разделяют на длиноволновые и коротковолновые ультрафиолетовые лучи . Они способствуют загару . При поступлении на кожу этих лучей образуются 2 группы веществ: специфические и неспецифические . К специфическим веществам относится витамин Д . К неспецифическим относятся продукты расщепления белков . Загарное действие приводит к фотохимическому эффекту , биологически активные вещества способствуют расширению сосудов .Ультрафиолетовые лучи всегда приводят к загару более или менее выраженному . Все зависит от количества пигмента в коже. Загар является проверкой защитных свойств организма .Самый благоприятный загар возникает с длиной волны 320 нанометров . Он возникает при воздействии длиноволновой части спектра . На юге в основном преобладают коротковолновые части спектра , а на севере длиноволновые. Рассеянию больше подвержены коротковолновые лучи . Рассеивание лучше всего происходит в чистой атмосфере и в северном регионе . Значит , наиболее полезный загар на севере , он получается более темным .Ультрафиолетовые лучи являются очень мощным фактором профилактики рахита . При недостатке этих лучей у детей развивается рахит , а у взрослых остеопороз .Обычно с этим сталкиваются на Крайнем Севере. Ультрафиолетовые лучи также оказывают бактерицидное действие .Оно используется для обеззараживания пищевых продуктов и воды. 2.Инфракрасные лучи обладают тепловым действием . Это зависит от длины волны . Короткие лучи несут больше энергии и оказывают сильный тепловой эффект . Длиноволновые участки оказывают тепловое воздействие на поверхности . Эти свойства используются в физиотерапии . Для измерения инфракрасныхлучей существует прибор актинометр . Неблагоприятное воздействие инфракрасных лучей может наблюдаться в горячих цехах . В них они могут приводить к профессиональным заболеваниям - катаракте .Причиной катаракты являются короткие инфракрасные лучи . Для профилактики используют защитные очки .

В результате воздействия этих лучей возможен ожог . В связи с действием инфракрасных лучей у человека может быть тепловой и солнечный удар . Тепловой удар возникает из - за перегрева организма . Также может случиться с тем , кто выполняет тяжелую физическую работу при жаркой погоде .Солнечный удар -результат прямого воздействия солнечных лучей с поражением ЦНС .Солнечный удар поражает тех , кто много часов подряд проводит на солнце с непокрытой головой .

3.Видимый участок спектра имеет длину волны от 400 до 760 нанометров . Эти волны являются специфическим раздражителем органа зрения . Свет является необходимым условием работы глаза .Свет стимулирует жизнедеятельность организма , усиливает обмен веществ , улучшает общее самочувствие ,повышает работоспособность .На организм влияет различная цветовая гамма цветов . В связи с этим существуют теплые тона ( желтый , оранжевый , красный ) и холодные тона ( голубой , синий , фиолетовый ) .

Холодные и теплые тона оказывают разное физиологическое действие на организм . Теплые тона увеличивают мускульное напряжение , повышают кровяное давление, учащают ритм дыхания . Холодные тона понижают кровяное давление , замедляют ритм сердца и дыхание .

В последние десятилетия отмечается значительный рост солнечной активности , хотя многие об этом и не подозревают .При возросшем потоке ультрафиолета и неспособности озонового слоя противостоять этому человечество подвергается более сильному воздействию солнечной радиации.Клетки кожи не способны противостоять и дают сбой . Отсюда и наблюдается всплеск злокачественных образований кожи . Пришло время менять отношение людей к солнцу . Продолжительное пребывание людей на солнце с незащищенной кожей может обернуться проблемами со здоровьем в будущем .Особенно это касается детей . Чем больше дети получили в детстве солнечной радиации , тем выше вероятность развития рака кожи в старшем возрасте .Солнечные ожоги также повышают риск развития этого заболевания .

1. Опасность, исходящая от космического мусора

Если раньше космическое пространство будоражило землян исключительно романтикой приключений с волнующим ощущением непознанности, то в наше время космос все чаще заявляет о себе как об источнике реальной опасности для человека. Причем, число угроз на счету Вселенной прямо пропорционально развитию наших научно-технических возможностей.

Надо сказать, что, по крайней мере, одну космическую проблему, которая сегодня уже просто не дает покоя космонавтике, люди создали исключительно своими силами. Речь идее о космическом мусоре. Захламленность околоземного орбитального пространства достигла ужасающих размеров, и только экстренные меры широкого международного сообщества могут предотвратить масштабные небесные ДТП и земные беды из-за падения фрагментов космического мусора.

Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их части в космосе, которые уже не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли - при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы и выпадении обломков на населенные пункты, промышленные объекты и транспортные коммуникации.

Так вот, согласно беспристрастной статистике, такого добра в космосе набралось 40 млн. штук общей массой в несколько тысяч тонн. При этом в расчет принимается только число объектов, которые можно отследить с Земли. Но кроме этого крутится еще бесчисленное множество мельчайших, но отнюдь не безобидных частиц, которые движутся со скоростью, по меньшей мере, 5 км/с.

2. Опасность, исходящая от астероидов и комет

Факторы поверхностного воздействия, представляющие опасность для открытых элементов аппаратуры и приповерхностных слоев (толщиной до нескольких сотен микрометров) материалов КА:

· поток атомарного кислорода верхней атмосферы Земли;

· собственная атмосфера КА;

· магнитосферная плазма и плазма СВ;

Проникающие факторы, оказывающие воздействие на глубокие слои материалов и элементы оборудования, находящиеся во внутренних отсеках КА:

· электроны и ионы РПЗ, СКЛ и ГКЛ;

· крупные частицы метеорной материи и космического мусора;

ОКП ограничено сферой, радиус которой равен среднему расстоянию от Земли до Луны (380 тыс. км)

Холодная плазма в магнитосфере Земли (область ионосферы на высотах 30-1000 км) - плазма со средней кинетической энергией частиц ≤ 10 эВ

Горячая плазма в магнитосфере Земли (область функционирования КА на геостационарной орбите ~36000)

Характерные энергии частиц горячей магнитосферной плазмы от 1-100 кэВ,

Концентрации частиц - 105-107 м -3.

Cолнечный ветер (вне магнитосферы Земли) - поток плазмы, непрерывно вытекающий в межпланетное пространство из внешней полностью ионизованной газовой оболочки Солнца, состоящий преимущественно из электронов и протонов.

Температура плазмы СВ ~ 105 К.

Кинетическая энергия протонов СВ ~1 кэВ.

Скорость направленного движения плазмы в окрестности Земли ~500 км-с-1.

Средняя концентрация электронов и протонов в плазме СВ ~7·106 м-3.

Плотность потока частиц -3,5·1012м-2·с -1.

Для ряда материалов коэффициент распыления под действием протонов максимален как раз при энергии протонов ~103 эВ, характерной для СВ. Указанные параметры СВ изменяются в зависимости от уровня гелиогеофизической активности, во время сильных возмущений скорость СВ может возрастать до~1000 км·с -1.Собственная атмосфера КА

Образование СВА обусловлено процессами газовыделения с поверхности и из объема материалов, утечками газов из внутренних отсеков КА, работой ракетных двигателей разных типов и отделяющихся от поверхности КА и выбрасываемых РД твердых частиц. СВА содержит химически активные компоненты, которые могут

вызывать различные физико-химические процессы, ухудшающие параметры элементов аппаратуры.

Собственная атмосфера КА подразделяется по плотности, составу и физическому воздействию на три части:

-собственная внешняя атмосфера (СВА) КА,

- собственная внутренняя атмосфера герметизированных отсеков (СВАГО) КА,

- собственная атмосфера негерметизированных отсеков и полостей, отделенных от открытого космоса поверхностью.

Проект "Марс-500" проводится Государственным научным центром Российской Федерации – Институтом медико-биологических проблем РАН под эгидой Роскосмоса и Российской академии наук. В него входит ряд экспериментов, имитирующих те или иные аспекты межпланетного пилотируемого полета. Основой является серия экспериментов по длительной изоляции экипажа в условиях специально созданного наземного экспериментального комплекса. Это: 14-суточная изоляция (завершена в ноябре 2007 г.) 105-суточная изоляция (завершена в июле 2009 г.) 520-суточная изоляция (завешена в ноябре 2011 г.)

Суточная изоляция

Первый этап "полета" к Красной планете проводился в двух модулях медико-технического комплекса - ЭУ-150 (жилой модуль объемом 150 кубических метров) и ЭУ-100 (медицинский модуль объемом 100 кубических метров).

Цель эксперимента:

Проверка и подтверждение соответствия технических и эксплуатационных характеристик систем модулей ЭУ-100 и ЭУ-150 требованиям разработанной технической, эксплуатационной документации и ТЗ на выполнение работ в условиях, максимально приближенных к реальной эксплуатации с участием экипажа из 6-ти человек, находящихся в замкнутой изоляции продолжительностью 14 суток.

Результаты эксперимента:

Проведенный 14-суточный эксперимент подтвердил работоспособность экспериментальных модулей, обслуживающих систем жизнеобеспечения, наземного центра управления, их соответствия заданным техническим условиям и создания приемлемых условий для работы и жизни экипажа.

Суточная изоляция

Цель эксперимента:

Цель отработочного 105-суточного эксперимента, проводимого в рамках проекта “Марс-500” – получение и анализ научно-технической информации для оптимальной организации подготовки и эффективного проведения основного эксперимента, моделирующего все этапы пилотируемого полета на Марс.

Основные задачи эксперимента:

· Исследование особенностей физиологической и психологической адаптации членов экипажа к условиям автономного функционирования;

· Изучение взаимодействия экипажа с персоналом центра управления экспериментом при измененных условиях коммуникации;

Основные результаты

Уточнены критерии медицинского и психологического отбора испытателей-добровольцев для основного 520-суточного эксперимента.

Не выявлено отрицательного влияния экспозиции шума в эксперименте на состояние слуховой функции испытателей-добровольцев.

Суточная изоляция

Цель эксперимента:

ограниченного объема при моделировании основных особенностей марсианского полета (сверхдлительность, автономность, измененные условия коммуникации с Землей – задержка связи, лимитированность расходуемых ресурсов) и отработка технологий медицинского обеспечения космонавтов применительно к межпланетным перелетам.

Основные задачи эксперимента:

1.Изучение влияния условий, моделирующих особенности пилотируемой марсианской экспедиции на здоровье и работоспособность экипажа;

2.Организация деятельности экипажа и его взаимодействия с наземным центром управления с учетом особенностей, присущих марсианскому полету;

3.Отработка принципов, методов и средств контроля и мониторинга среды обитания при сверхдлительном пребывании экипажа в условиях замкнутого гемообъема;

Научная программа

Осуществление опережающей серии наземных исследований и экспериментов по отработке элементов, направлений и задач марсианской экспедиции, включая исследования физиологических систем и организма в целом, отработке научных, методических, инструментальных и аппаратно-информационных средств системы обеспечения здоровья является важнейшим этапом подготовки реальной марсианской миссии.

Научная программа проводящегося эксперимента отражает следующие требования:

· постоянный учет и контроль экспериментальных условий;

· обеспечение адекватности используемых методов, оборудования и программного обеспечения;

· обеспечение эффективности постоянного динамического контроля изучаемых параметров;

Выполнение научной программы

· Средняя повторяемость исследований 1 раз в 60 суток. На рассматриваемый период все запланированные исследования экипажем выполнены. Срывов или переносов исследований на другие сроки нет.

· У исследователей, включая зарубежных, нет замечаний по качеству передаваемой первичной научной информации. Они положительно оценивают деятельность экипажа по выполнению научных исследований.

Миссия к планетам Солнечной системы. Приведите примеры международных проектов. Покажите цели, задачи, основные результаты.

DAWN — АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, которая была запущена в 2007 году для изучения двух самых больших объектов в поясе астероидов — Весты и Цереры. Уже 6 лет аппарат бороздит пространства космоса очень и очень далеко от Земли — между орбитами Марса и Юпитера. В 2009 году он провёл манёвр в гравитационном поле Марса, набрав дополнительную скорость, и уже к августу 2011 года при помощи ионных двигателей вышел на орбиту астероида Весты, где провёл 14 месяцев, сопровождая объект на его пути вокруг Солнца.На борту DAWN установлены две чёрно-белые матрицы (1024×1024 пикселя) с двумя объективами и цветными фильтрами. Также имеется детектор нейтронов и гамма-квантов (GraND) и спектрометр видимого и инфракрасного диапазонов (VIR), анализирующий состав поверхности астероидов.

OSETTA — ЭТО КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, ЗАПУЩЕННЫЙ В МАРТЕ 2004 ГОДАЕвропейским Космическим Агентством (ЕКА) для исследования кометы 67P/Чурюмова — Герасименко и понимания того, как выглядела Солнечная система до формирования планет.

4 октября 1957 г. СССР произвел запуск первого в мире искуственного спутника Земли. Первый советский спутник позволил впервые измерить плотность верхней атмосферы, получить данные о распространении радиосигналов в ионосфере,отработать вопросы выведения на орбиту,тепловой режим и др.Спутник представлял собой алюминиевую сферу диаметром 58 см и массой 83,6 кг с четыремя штыревыми антенами длинной 2,4-2,9 м.В герметичном корпусе спутника размещались аппаратура и источники электропитания.

Начальные параметры орбиты составляли: высота перигея 228 км, высота апогея 947 км,наклонение 65,1 гр. 3 ноября Советский Союз сообщил о выведении на орбиту второго советского спутника.В отдельной герметической кабине находились собака Лайка и телеметрическая система для регистрации ее поведении в невесомости.Спутник был также снабжен научными приборами для исследования излучения Солнца и космических лучей.

Важный научный результат полета спутника состоял в открытии окружающих Земля радиоционных поясов. Счетчик Гейгера-Мюллера прекратил счет, когда аппарат находился в апогее на высоте 2530 км, высота перигея составляла 360 км.

Человек в космосе.

Голоса из космоса.

В первой телепередаче был показан американский флаг в Новой Англии на фоне станции в Андовере. Это изображение было передано в Великобританию, Францию и на американскую станцию в шт. Нью-Джерси через 15 часов после запуска спутника. Двумя неделями позже миллионы европейцев и американцев наблюдали за переговорами людей, находящихся на противоположных берегах Атлантического океана. Они не только разговаривали но и видели друг друга, общаясь через спутник. Историки могут считать этот день датой рождения космического ТВ.

Большое будущее связывают с размещением на геостационарной орбите антенных комплексов.

После запусков советских и американских спутников встал вопрос о практическом использовании разработанной техники. Возможности аппаратуры и самих спутников привлекли внимание метеорологов с точки зрения получения обычной регулярной информации о постоянно меняющейся погоде в мировом масштабе.

Начиная с 1966 г. Землю регулярно фотографируют по крайней мере один раз в сутки. Фотоснимки используют в повседневной работе, а также помещают в архивы. Метеорологическая информация, получаемая со спутников, неуклонно приобретает все более важное значение. В настоящее время она широко используется метеорологами и специалистами по окружающей среде всего мира в повседневной практике и считаются почти обязательной для проведения анализов и краткосрочных прогнозов. Метеорологическая информация со всех света поступает в Национальную службу контроля окружающей среды с помошью спутников, расположенную в Вашингтоне, перерабатывается в материалы широкой номенклатуры и распределяется по всему свету. Спутниковая информация оказалась особенно полезной в двух сферах исследования. Во первых, существуют обширные районы Земли, из которых метеорологическая информация, обычными средствами, недоступна. Это территории океанов северного и южного полушарий, пустынь и полярных областей. Спутниковая информация заполняет эти пробелы, выявляя крупномасштабные особенности из образований облаков. К таким особенностям относятся штормовые системы, фронты, наиболее значительные междуволновые впадины и гребни, струйные течения, густой туман, слоистые облака, ледовая обстановка, снежный покров и отчасти направление и скорость наиболее сильных ветров. Вовторых, спутниковая информация успешно используется для слежения за ураганами, тайфунами и тропическими штормами. Спутниковая информация включает данные о наличии и расположении атмосферных фронтов, бурь и общего облачного покрова. В итоге в настоящее время спутник стал практически признаным инструментом метеорологов в большинстве стран мира. Карты погоды, которые вечером появляются на наших телевизионных экранах, со всей очевидностью свидетельствуют о ценности наблюдения со спутников в обеспечении метеорологических систем.

Изучение Земли из космоса.

Наука о космосе.

В течении небольшого периода времени с начала космической эры человек не только послал автоматические космические станции к другим планетам и ступил на поверхность Луны, но также произвел революцию в науке о космосе, равной которой не было за всю историю человечества. Наряду с большими техническими достяжениями, вызванными развитием космонавтики, были получены новые знания о планете Земля и соседних мирах.

Одним из первых важных открытий, сделанных не традиционным визуальным, а иным методом наблюдения, было установление факта резкого увеличения с высотой, начиная с некоторой пороговой высоты, интенсивности считавшихся ранее изотропными космических лучей.

Это открытие пренадлежит австрийцу В. Ф. Хессу, запустившему в 1946 г. газовый шар-зонд с аппаратурой на большие высоты. В 1952 и 1953 гг. д-р Джеймс Ван Аллен проводил исследования низко энергетических космических лучей при запусках в районе северного магнитного полюса Земли небольших ракет на высоту 19-24 км и высотных шаров-балонов. Проанализировав резульаты проведенных эксперементов, Ван Аллен предложил разместить на борту первых американских искусственных спутников Земли достаточно простые по конструкции детекторы космических лучей.

Полеты АМС к Луне и планетам.

Было установлено, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа. В последствии были проведены несколько запусков с целью погружения в атмосферу Венеры.

14 июля 1965 г. он пролетел на расстоянии 9600 км от Марса, не обнаружив ни радиационных поясов, ни магнитного поля вокруг планеты. Было установленно что давление у поверхности планеты составляет менее 1% земного давления над уровнем моря и сответствует давлению в атмосфере Земли на высоте 30-35 км. На поверхности Марса были обнаружены кратеры, аналогичные лунным.

Также АМС посылались к Юпитеру и Сатурну.

Человек на Луне.

Читайте также: