Проблемы и перспективы космических исследований реферат

Обновлено: 05.07.2024

Освоение космоса — освоение человеком космического пространства и небесных тел с помощью космических аппаратов. Исследования космоса ведутся как с помощью пилотируемых космических полётов, так и с помощью автоматических космических аппаратов.

Мирное освоение космоса означает отказ от реализации военных программ. Оно должно быть направлено на:

исследование глубин пространства;
обеспечение безопасности Земли;
создание человечеству условий для выживания.

Сегодня существует несколько глобальных проблем, которые так или иначе могут быть решены в процессе мирного освоения галактики. Из них можно сформировать краткий список из 2 больших групп:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Проблемы, затрагивающие вопросы обеспечения населения планеты продовольствием.
Проблемы взаимодействия природы и человека, включающие энергетическо-сырьевые, климатические, экологические вопросы.

В связи с этим сформировалось 2 вектора мирного освоения внеземного пространства:

Космическое землеведение, в рамках которого ученые изучают поверхности других планет на предмет наличия плодородных почв, ставят эксперименты по выращиванию растений в условиях невесомости.
Космическое производство, направленное на получение альтернативных источников энергии, выращивание кристаллов, разработку инновационных материалов, медицинских препаратов, новых технологичных сплавов.

Оба направления являются составляющими мирного процесса освоения космоса, никак не затрагивают военные, оборонные интересы стран.

Глобальными называются проблемы общепланетарного масштаба, способные стать причиной уничтожения цивилизации, затрагивающие жизненные интересы всего мирового сообщества.

Будущее космических исследований

В проектах ведущих ученых существуют работающие в космосе солнечные электростанции, расположенные на орбите оранжереи и человеческие колонии-поселения. Однако, как показывает практика, до этого еще далеко. Пока что исследователи занимаются подготовкой:

запуска оснащенного мощной бурильной установкой марсохода, который должен будет взять пробы поверхностных слоев Марса;
повторной высадки человека на Луну, запланированной на начало 2030 года;
условий для расширения системы космических обсерваторий;
специальных аппаратов в форме угря — гибких роботов, получающих энергию от магнитных полей, способных в течение долгого времени функционировать в неблагоприятных условиях, проникать в ограниченные пространства сложной конфигурации;
оборудования, которое будет отражать солнечный свет на определенные участки земной поверхности с целью продления светового дня.

Японские специалисты планируют создать орбитальный спутник, который сможет в больших объемах аккумулировать и отправлять на Землю солнечную энергию. А Илон Маск задумался о разработке межпланетной транспортной системы, которая в будущем будет перевозить грузы и людей на Марс.

Группы проблем и их характеристика, примеры

Преодоление человеком границ Земли сопровождается массой проблем. Среди них:

Правовые, сущность которых заключается в том, что космос не находится под юрисдикцией отдельного государства. Для проведения исследовательских программ необходимы единые международные правила, касающиеся всех стран. Сегодня они есть, но их недостаточно, и отслеживание их исполнения не отлажено в полной мере.
Военные, предполагающие возможность возникновения угрозы из космоса от одной страны другой.
Экологические, связанные с загрязнением космоса, оставлением в нем следов человеческой деятельности.

Ярким примером экологической проблемы может служить выброс огромного количества мусора: от бытовых отходов, до отработанного топлива и частей летательных аппаратов. Это угрожает безопасности полетов, рабочему состоянию космических станций, дальнейшему развитию отрасли в целом.

Изначально процесс развития космонавтики ознаменовался возникновением жесткого соперничества между США и СССР. Сегодня эта тенденция продолжает развиваться, а ее главной характеристикой является отказ от полноценного обмена информацией, стремление сохранить лидерство в решении поставленных перед человечеством задач.

Пути решения проблем отдельными странами

Эффективными способами решения проблем могут стать демилитаризация внеземных просторов, налаживание международного, межнационального сотрудничества. Из арены политических и военных споров космос должен превратиться в платформу для совместного изучения его глубин.

Некоторые страны уже включились в этот процесс:

Япония поделилась информацией, добытой в ходе изучения физики Солнца, взяла на себя разработку масштабного проекта по предотвращению появления на орбите мусора.
Китай предложил услуги по запуску возвращающихся спутников.
Россия опубликовала результаты экспериментов по выращиванию вирусов и белков для создания препаратов методами генной инженерии.
США провели ознакомление стран-партнеров с техникой, способной защитить Землю от комет.

Состоящее из 22 участников Европейское космическое агентство, помимо реализации непосредственно научных задач, занимается рассмотрением правовых вопросов, регулированием взаимодействия государств-космических держав.

В России главной проблемой освоения космоса является нехватка средств, которая сказывается не только на темпах исследований, но и на возможности активного участия в решении глобальных вопросов. Поэтому в ближайших планах страны значится укрепление экономики, способной обеспечить развитие науки и расширенный доступ во внеземное пространство.

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

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования

Освоение космоса: вчера, сегодня, завтра

Исполнители: Бендина Алина,

учащиеся 10 класса

Руководитель: Шевцова Т.В.,

2. Основная часть ……………. 5

2.1 Основные этапы освоения космоса . 5

2.2 Описание исследования. . 10

3. Заключение. 16

Список источников и литературы. 18

Хоть недавно совсем Век Космический начат,

А во многом уже поразвеялась тьма,

И уже мы на многое смотрим иначе,

И наука свои дополняет тома.

Человечеству от природы присуще стремление познать новое, ранее неизвестное. А что же там за горизонтом? Этот вопрос волновал человечество всегда и волнует всех нас живущих в этом современном мире. А всех ли?

Человеком, от рождения, движет неведомая сила любознательности, стремление к неизведанному.

Космические исследования открыли для человечества космос со всеми его планетами, звездами и другими образованиями, который изменит в будущем судьбы человечества.

Космонавтика связана почти со всеми отраслями человеческих знаний: от физической науки до кулинарных рецептов, от биологии и медицины, до кибернетических устройств.

Космонавтика – это одна из тех областей науки и техники, куда могут безгранично вкладываться человеческие знания.

Дальнейшее развитие космонавтики приведет к взлету интеллектуального и материального могущества. Почти в любой области науки и техники, решение каких – либо проблем и задач приводит к постановке новых задач и новых проблем.[1]

Когда мы начали в 10 классе изучать астрономию, то нам стало понятно, что знаний полученных ранее в курсе изучения окружающего мира, географии, физики, истории и других предметов школьного курса недостаточно для освоения этого предмета. Подумали, может так случиться, что мы не сможем воспринимать информацию о современном освоении космического пространства.

Актуальность.

Каждый ли современный человек должен знать историю развития своей страны в самых различных областях? Мы думаем да.

Одной из важных, самой интересной и перспективной, на наш взгляд, является освоение космического пространства, так как с этим вопросом тесно связана повседневная жизнь каждого из нас: мобильная связь, цифровое телевидение, метеорологические сведения, ГЛОНАСС, gps -навигация, интернет и др.

Поэтому тему нашего исследования мы считаем актуальной.

Цель: Выяснить какую роль играет освоение космоса в жизни современного школьника, и каково влияние этого процесса на жизнь человека в будущем.

1. Обобщить информацию по истории и основным этапам освоения околоземного космического пространства.

2. Выяснить путем анкетирования, устного опроса степень осведомленности обучающихся школы по вопросу освоения космоса и обработать полученные результаты.

3. Проанализировать результаты анкетирования, устного опроса.

4. Наметить пути совершенствования познавательной активности школьников в плане изучения как положительных, так и отрицательных моментов в освоении космоса.

Освоение космического пространства человечеством это не только интересно, но это и дальнейший путь развития нашей цивилизации.

2.Основная часть.

Жизнь показывает, что и космос будут осваивать

не какие – нибудь супермены, а самые простые люди.

2.1. Основные этапы освоения космоса.

Вначале обратимся к вопросам из истории и этапам освоения космического пространства, которые подробно освещены на страницах современных средств массовой информации.

В своих мечтах, отраженных в сказках, легендах, фантастических романах, человечество издавна стремилось в космос. Об этом свидетельствуют многочисленные изобретения прошлого. И только с развитием научно – технического прогресса и успехами научно – технической революции в XX веке возникла возможность воплощения этих мечтаний в действительность.

XVI век – Николай Коперник – центр Мироздания – Солнце.

XIX век – К.Э.Циолковский выдвинул идею о возможности и необходимости освоения человеком космического пространства.

19 августа 1960 год – с космодрома Байконур в космос отправлены Белка и Стрелка, мыши, белые крысы, мушки дрозофилы, растения, грибковые культуры, семена, некоторые виды микробов и другие биообъекты.

12 апреля 1961 года — первый полёт человека в околоземное космическое пространство, Юрий Гагарин.

15 сентября 1968 года — первое возвращение космического аппарата (Зонд-5) на Землю после облета Луны. На борту находились живые существа: черепахи, плодовые мухи, черви, растения, семена, бактерии.

09 января 1998 год - Российские космонавты Анатолий Соловьев и Павел Виноградов совершили выход в открытый космос. Продолжительность пребывания космонавтов в условиях открытого космоса составила 3 часа 6 минут.

28 апреля 2001 года — Начало космического туризма

В 2009 году в мире на космические программы было потрачено $68 млрд, в том числе в США — $48,8 млрд, ЕС — $7,9 млрд, Японии — $3 млрд, России — $2,8 млрд, Китае — $2 млрд.

18 июля 2011 — Poccия зaпуcкaeт Cпeктp-P, кoтopый cтaнoвитcя кpупнeйшим кocмичecким тeлecкoпoм и будeт вывeдeн нa opбиту. Cпeктp-P являeтcя paдиoтeлecкoп пpeднaзнaчeн для изучeния acтpoнoмичecкиx oбъeктoв c углoвым paзpeшeниeм дo нecкoлькиx миллиoнныx дoлeй углoвoй ceкунды.

22 мая 2012 — иccлeдoвaтeльcкий мapcoxoд HACA уcпeшнo пpизeмляeтcя нa Mapce. Этo caмый бoльшoй и caмый пpoдвинутый мapcoxoд зa вce вpeмя иccлeдoвaний нa кpacнoй плaнeтe. Mиccия мapcoxoдa являeтcя иccлeдoвaть климaт и гeoлoгию Mapca и пoиcк нa плaнeтe пpизнaкoв жизни и вoды.

12 ноября2014 года — Европейское космическое агентство относительно успешно осуществило посадку спускаемого модуля Philae миссии Rosetta на поверхность кометы 67P / Чурюмов-Герасименко.

9 июля 2014 года — Первый испытательный полет легкой версии РН Ангара 1.2 с грузоподъемностью 3.8 тонн был осуществлен с космодрома Плесецк. Все поставленные задачи выполнены, полет признан успешным.

14 июля 2015 года — произошло историческое событие для всей космонавтики. Станция New Horisons приблизилась к Плутону на самое короткое до этого времени расстояние - 12 500 км.

2016 год — Открытие российского космодрома Восточный и первый запуск с него ракеты Союз 2.1а;

У карликовой планеты Макемаке обнаружен спутник;

Обнаружена черная дыра массой 20 миллиардов Солнц.

2017 год — NASA создало планетоход для изучения Венеры;

Солнце атаковало Землю вспышками;

Создали космический словарь жестов для глухонемых;

В космос не было отправлено ни одного нового межпланетного аппарата.

2018 год — Самое длинное лунное затмение XXI века. В тот день Луна окрасилась в красно-коричневый цвет из-за тени Земли, через которую проходила;

Европейское космическое агентство опубликовало самую обширную и самую точную на сегодняшний день трехмерную карту Млечного Пути;

Специалисты NASA обнаружили в породе с поверхности Марса молекулы ряда органических соединений, подтверждающие следы жизни на планете.

Активное развитие дешевой спутниковой связи;

Исследование далеких рубежей Солнечной системы;

Госкорпорация "Роскосмос" и американская компания Space Adventures подписали контракт на полет двух космических туристов на Международную космическую станцию до конца 2021 года.

2020 год — Американские астронавты Кристина Кук и Джессика Меир вышли в открытый космос, чтобы провести работы по замене аккумуляторов Международной космической станции;

Исследовательский спутник TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) открыл первую планету в созвездии Рыб, которая похожа на Землю по размерам.

Согласно Проектам различных стран и организаций, в 2025 г. Россия построит ядерную установку на Луне, начнется добыча сверхгорючего - гелия-3 и его доставка на Землю.

Ну а если всё это не произойдет, очевидно одно: однажды преодолев земное тяготение, человечество будет вновь и вновь стремиться ввысь, к бесконечным мирам звёзд, галактик и вселенных. Хочется пожелать только, чтобы нас никогда не покидала красота ночного неба и мириадов мерцающих звёзд, по-прежнему манящих, таинственных и прекрасных, как в первые дни творения. [2].

2.2. Описание исследования.

Для того, чтобы выяснить какую роль играет освоение космоса в жизни современного школьника и каково влияние этого процесса на жизнь человека в будущем, мы решили провести опрос среди учащихся школы для установления уровня осведомленности, обучающихся школы по вопросу освоения космоса . (Приложение 1), (Приложение 2)

Объект исследования – обучающиеся 9 – 11 классов школы.

Предмет исследования – уровень знаний обучающихся в вопросах освоения ближнего космоса.

Методы исследования:

– изучение литературы и других источников информации;

– опрос школьников путем анкетирования и устной беседы;

– анализ полученных данных.

Результаты Анкеты 1 (на выявление уровня самооценки осведомленности обучающихся в области освоения околоземного пространства).

Космос, как известно, не самая гостеприимная среда. В этой статье вы узнаете самые большие проблемы космоса, которые стоят на пути его освоения.

Зародившись в Африке, более чем тысячи лет наши предки распространялись по всему континенту и затем покинули его. Когда они добрались до моря, они построили лодки и пересекли под парусом огромные расстояния до островов, о существовании которых они возможно и не знали. Почему?

Космос, конечно, более враждебен к человеческой жизни, чем поверхность моря. Возможность избежать гравитацию Земли влечет за собой намного больше работы и расходов, чем отчаливать на лодке от берега. Но тогда лодки были передовой технологией своего времени. Путешественники тщательно планировали свои опасные поездки, и многие из них умерли, пытаясь узнать то, что было за горизонтом.

Покорение космоса с целью поиска новой среды обитания — это грандиозный, опасный, и, быть может, невозможный проект. Но это никогда не останавливало людей от попытки.

1. Взлет

Если объект над поверхностью Земли хочет летать свободно, он должен буквально выстрелить вверх со скоростью, превышающей 43 000 км в час. Это влечет большие денежные затраты.

Сэкономить деньги поможет многоразовое использование летающих кораблей. Ракеты Spacex Falcon 9 например, разрабатывались для многоразового использования, и как нам известно, уже есть попытки удачного приземления.

2. Полет

Лететь сквозь космос легко. Это — вакуум, в конце концов; ничто не замедляет вас. Но при старте ракеты возникают сложности. Чем больше масса объекта, тем больше силы нужно, чтобы переместить его. А ракеты имеют огромную массу.

Химическое ракетное топливо отлично подходит для первоначального ускорения, но драгоценный керосин сгорает за считанные минуты. Импульсное ускорение позволит долететь до Юпитера за 5-7 лет. Это чертовски долго. Нам нужен радикальный новый метод для развития скорости полета.

3. Космический мусор

Поздравляем! Вы успешно запустили ракету на орбиту. Но прежде чем вы вырветесь в космос, обломок старого спутника может врезаться в ваш топливный бак. Все, ракеты больше нет.

Щиты Уиппла — слои металла и кевлара — могут защитить от крохотных частей, но ничто не может спасти вас от целого спутника. Их насчитывается около 4000 на орбите Земли, большинство погибших в воздухе. Управление полетом помогает избежать опасных путей, но не идеально.

4. Навигация

Но чем дальше ракеты отдаляются от Земли, тем менее надежным становится этот метод. Конечно, радиоволны путешествуют со скоростью света, но передачи в глубокий космос по-прежнему занимают несколько часов. И звезды могут указать вам направление, но они слишком далеко, чтобы указать вам, где вы находитесь.

Эксперт по навигации открытого космоса Джозеф Гинн хочет проектировать автономную систему для будущих миссий, которая собрала бы изображения целей и соседних объектов и использовала бы их относительное местоположение, чтобы разбить на треугольники координат космического корабля, не требующее никакого наземного управления.

Это будет как GPS на Земле. Вы ставите GPS приемник на свое авто и проблема решена.

5. Радиация

Еще одна большая проблема исследования космоса — радиация. Без атмосферы и магнитного поля Земли, вас ждет космическая радиация, и это смертельно. Помимо рака, она может также вызвать катаракту и возможно болезнь Альцгеймера.

Когда субатомные частицы стучат в атомы алюминия, из которого сделан корпус космического корабля, их ядра взрываются, испуская еще больше сверхбыстрых частиц, называемых вторичной радиацией.

Есть ли решение этой проблемы? Одно слово: пластик. Он легкий и крепкий, и он полон водородных атомов, маленькие ядра которых не производят много вторичной радиации. НАСА тестирует пластик, который сможет смягчить радиацию в космических кораблях и скафандрах.

6. Еда и вода

В августе прошлого года астронавты на ISS съели несколько листьев салата, который они вырастили в космосе, впервые. Но крупномасштабное озеленение в нулевой гравитации — это сложно. Вода плавает вокруг в пузырях вместо того, чтобы сочиться через почву, поэтому, инженеры изобрели керамические трубы, чтобы направлять воду вниз к корням растений.

Некоторые овощи уже довольно эффективны для того, чтобы выращивать их в невесомости. Ученые работают над генетически модифицированной карликовой сливой, высотой меньше метра. Белки, жиры и углеводы могут восполнятся за счет более разнообразного урожая — как картофель и арахис.

Но все это будет зря, если вы исчерпаете всю воду. (На ISS системе переработки мочи и воды необходим периодический ремонт, и межпланетные экипажи не смогут рассчитывать на доукомплектование новых частей.) ГМО здесь тоже могут помочь. Майкл Флинн, инженер научно-исследовательского центра НАСА, работает над водным фильтром, сделанным из генетически модифицированных бактерий. Он сравнил это с тем, как тонкий кишечник перерабатывает то, что вы пьете. В основном вы — система рециркуляции воды, со сроком полезного использования 75 или 80 лет.

7. Мышцы и кости

Само человеческое тело — это проблема в исследовании космоса. Невесомость разрушает тело: определенные иммунные клетки не в состоянии выполнять свою работу, а эритроциты взрываются. Это способствует появлению камней в почках и делает сердце ленивым.

Астронавты на ISS тренируются, чтобы бороться с атрофией мышц и потерей костной массы, но они все еще теряют массу кости в космосе, и те циклы вращения невесомости не помогают другим проблемам. Искусственная гравитация исправила бы все это.

В своей лаборатории в массачусетском технологическом институте, бывший астронавт Лоуренс Янг проводит испытания на центрифуге: испытуемые лежат на боку на платформе и вращают ногами педали на стационарном колесе, а вся конструкция постепенно раскручивается вокруг своей оси.

Тренажёр Янга слишком ограничен, его можно использовать больше часа или два в день, для постоянной гравитации, целый космический корабль должен будет стать центрифугой.

8. Психическое здоровье

Когда у человека случается инсульт или сердечный приступ, врачи иногда понижают температуру пациента, замедляя метаболизм, чтобы уменьшить повреждение от отсутствия кислорода. Это уловка могла бы работать и для астронавтов. Межпланетное путешествие в течение года, проживание в тесном космическом корабле с плохой едой и нулевой частной жизнью — рецепт для космического безумия.

Вот почему Джон Брэдфорд говорит, что мы должны спать во время космического путешествия. Президент проектной фирмы SpaceWorks и соавтор отчета для НАСА на длинных миссиях, Брэдфорд считает, что криогенная заморозка экипажа сократит расходы еды и воды, и сохранит команду от психического расстройства.

9. Посадка

Представьте, что вы были в космосе в течение многих месяцев или даже несколько лет. Далекий мир наконец виднеется через ваш иллюминатор. Все, что вы должны сделать — приземлиться. Но вы мчитесь через лишенное трения пространство со скоростью 320 000 км в час. И еще есть гравитация планеты.

10. Ресурсы

Когда космические корабли отправятся в долгое путешествие, они возьмут с собой запасы с Земли. Но вы не можете взять с собой все. Семена, кислородные генераторы, возможно несколько машин для строительства инфраструктуры. Но поселенцы должны будут сделать все остальное сами.

11. Исследование

Собаки помогли людям колонизировать Землю, но они не выжили бы на Марсе. Чтобы распространиться в новом мире, нам будет нужен новый лучший друг: робот.

Колонизация планеты требует много трудной работы, и роботы могут весь день рыть, не имея необходимость есть или дышать. Текущие прототипы — большие и громоздкие, они с трудом передвигаются по земле. Таким образом, роботы должны быть не похожи на нас, это может быть лёгкий управляемый бот с клешнями в форме экскаваторного ковша, разработанный НАСА, чтобы вырыть лед на Марсе.

Однако, если работа требует ловкости и точности, то тут не обойтись без человеческих пальцев. Сегодняшний космический скафандр разработан для невесомости, а не для пеших прогулок по экзопланете. У прототипа НАСА Z-2 есть гибкие суставы и шлем, который дает четкое представление о любой тонкой фиксации потребностей проводки.

12. Космос огромен

Чтобы победить время нам нужна энергия — очень много энергии. Возможно вы могли бы добыть на Юпитере достаточное количества гелия для термоядерного синтеза. После того, как изобретем термоядерные двигатели, конечно же. Теоретически, околосветовых скоростей можно добиться с помощью энергии аннигиляции материи и антивещества, но заниматься подобным на Земле опасно.

Слишком сильно? Как насчет солнечной энергии? Все, что вам потребуется — это парус, размером с Техас.

Намного более изящное решение взломать исходный код вселенной — физика. Теоретический двигатель Мигеля Алькубьерре сжал бы пространство-время перед вашим кораблем и расширил бы позади него, так вы могли бы перемещаться скоростью, превышающую скорость света.

Человечеству будут нужны еще несколько Эйнштейнов, работающих в таких местах как Большой Адронный Коллайдер, чтобы распутать все теоретические узлы. Вполне возможно, что мы сделаем некоторое открытие, которое изменит все, но этот прорыв вряд ли спасет сложившуюся ситуацию. Если вы хотите больше открытий, вы должны вкладывать в них большие деньги.

13. Есть только одна Земля

А что же с судьбой и предназначением человечества? Историки знают лучше. Расширение Запада было захватом земли, и великие исследователи были главным образом в нем ради ресурсов или сокровищ. Человеческая охота к перемене мест выражается только в обслуживании политического или экономического желания.

Конечно, нависшее разрушение Земли может быть стимулом. Исчерпайте ресурсы планеты, измените климат, и космос станет единственной надеждой на выживание.

Но это опасный ход мыслей. Это создает моральную опасность. Люди думают, что если мы испортим окончательно Землю, то можем начать с чистого листа где-нибудь на Марсе. Это неправильное мышление.

Насколько нам известно, Земля — единственное пригодное для жилья место в известной нам Вселенной. И если мы собираемся покинуть эту планету, то это должно быть нашим желанием, а не следствием безвыходного положения.

Человечество зародилось в Африке. Но не все мы остались там, более чем тысячи лет наши предки распространялись по всему континенту и затем покинули его. Когда они добрались до моря, они построили лодки и пересекли под парусом огромные расстояния до островов, о существовании которых они возможно и не знали. Почему?

Вероятно, по той же самой причине, почему мы смотрим на Луну и звезды и говорим: “Что происходит там? Мы могли туда добраться? Возможно, мы могли бы туда полететь”.

Космос, конечно, более враждебен к человеческой жизни, чем поверхность моря; возможность избежать силы тяжести Земли влечет за собой намного больше работы и расходов, чем отчаливать на лодке от берега. Но тогда лодки были передовой технологией своего времени. Путешественники тщательно планировали свои опасные поездки, и многие из них умерли, пытаясь узнать то, что было за горизонтом. Покорение космоса с целью поиска новой среды обитания – это грандиозный, опасный, и, быть может, невозможный проект. Но это никогда не останавливало людей от попытки.

1. ВЗЛЕТ

Мощные силы сговорились против вас — в частности, гравитация. Если объект над поверхностью Земли хочет летать свободно, он должен буквально выстрелить вверх со скоростью, превышающей 25 000 миль в час. Это влечет большие денежные затраты.

Например, чтобы запустить марсоход “Любопытство” на Марс, потребовалось почти $200 миллионов. А если говорить о миссии с членами экипажа, то сумма значительно увеличится.

Сэкономить деньги поможет многоразовое использование летающих кораблей. Ракеты Spacex Falcon 9 например, разрабатывались для многоразового использования. и как нам известно, уже есть попытки удачного приземления.

2. ПОЛЕТ

НАШИ КОРАБЛИ СЛИШКОМ МЕДЛЕННЫЕ

Лететь сквозь космос легко. Это – вакуум, в конце концов; ничто не замедляет вас. Но при старте ракеты возникают сложности. Чем больше масса объекта, тем больше силы нужно, чтобы переместить его, и ракеты имеют огромную массу. Химическое ракетное топливо отлично подходит для первоначального ускорения, но драгоценный керосин сгорает за считанные минуты. Импульсное ускорение позволит долететь до Юпитера за 5-7 лет. Это чертовски много фильмов в полете. Нам нужен радикальный новый метод для развития скорости полета.

3. КОСМИЧЕСКИЙ МУСОР

ЭТО МИННОЕ ПОЛЕ

Поздравлем! Вы успешно запустили ракету на орбиту. Но прежде чем вы вырветесь в космос, откуда не возьмись появится обломок старого спутника и врежется в ваш топливный бак. Все, ракеты больше нет.

Это проблема космического мусора, и это очень реально. “Американская Сеть Наблюдения” за космическим пространством обнаружила 17,000 объектов — каждый, размером с мяч — мчащийся вокруг Земли на скоростях больше чем 17,500 миль в час; и еще почти 500,000 обломков размером менее 10 см. Адаптеры запуска, крышки для объективов, даже пятно краски могут пробить воронку в критических системах.

4. НАВИГАЦИЯ

НЕТ НИКАКОГО GPS ДЛЯ КОСМОСА

“Сеть Открытого космоса”, антенны в Калифорнии, Австралии, и Испании, являются единственным навигационным инструментом для космоса. Все, что запускается в космос – от спутников студенческих проектов до зонда “Новые горизонты”, блуждающего через Пояс Копейра, зависит от них.

Это будет как GPS на Земле. Вы ставите GPS приемник на свое авто и проблема решена.

5. РАДИАЦИЯ

КОСМОС ПРЕВРАТИТ ВАС В МЕШОК С РАКОМ

Вне безопасного кокона атмосферы Земли и магнитного поля, вас ждет космическая радиация, и это смертельно. Кроме рака, это может также вызвать катаракту и возможно болезнь Альцгеймера.

Решение проблемы? Одно слово: пластик. Он легкий и крепкий, и он полон водородных атомов, маленькие ядра которых не производят много вторичной радиации. НАСА тестирует пластик, который сможет смягчить радиацию в космических кораблях или космических скафандрах.

Или как насчет этого слова: магниты. Ученые на космическом радиационном проекте “Щит Сверхпроводимости” работают над диборидом магния – сверхпроводник, который отклонил бы заряженные частицы далеко от судна.

6. ЕДА И ВОДА

НА МАРСЕ НЕТ СУПЕРМАРКЕТОВ

В августе прошлого года астронавты на ISS съели несколько листьев салата, который они вырастили в космосе, впервые. Но крупномасштабное озеленение в нулевой гравитации – это сложно. Вода плавает вокруг в пузырях вместо того, чтобы сочиться через почву, поэтому, инженеры изобрели керамические трубы, чтобы направлять воду вниз к корням растений.

Некоторые овощи уже довольно космически-эффективны, но ученые работают над генетически модифицированной карликовой сливой, высотой меньше метра. Белки, жиры и углеводы могут восполнятся за счет более разнообразного урожая — как картофель и арахис.

Но все это будет зря, если вы исчерпаете всю воду. (На ISS системе переработки мочи и воды необходим периодический ремонт, и межпланетные экипажи не смогут рассчитывать на доукомплектование новых частей.) ГМО здесь тоже могут помочь. Майкл Флинн, инженер научно-исследовательского центра НАСА, работает над водным фильтром, сделанным из генетически модифицированных бактерий. Он сравнил это с тем, как тонкий кишечник перерабатывает то, что вы пьете. В основном вы – система рециркуляции воды, со сроком полезного использования 75 или 80 лет.

7. МЫШЦЫ И КОСТИ

НЕВЕСОМОСТЬ ПРЕОБРАЗУЕТ ВАС В МЕСИВО

Невесомость разрушает тело: определенные иммунные клетки не в состоянии выполнять свою работу, а эритроциты взрываются. Это способствует появлению камней в почках и делает ваше сердце ленивым.

Тренажёр Янга слишком ограничен, его можно использовать использовать больше часа или два в день, для постоянной гравитации, целый космический корабль должен будет стать центрифугой.

8. ПСИХИЧЕСКОЕ ЗДОРОВЬЕ

МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ПУТЕШЕСТВИЯ - ПРЯМОЙ ПУТЬ К БЕЗУМИЮ

Когда у человека случается инсульт или сердечный приступ, врачи иногда понижают температуру пациента, замедляя их метаболизм, чтобы уменьшить повреждение от отсутствия кислорода. Это – уловка, которая могла бы работать и для астронавтов. Межпланетное путешествие в течение года (как минимум) , проживание в тесном космическом корабле с плохой едой и нулевой частной жизнью — рецепт для космического безумия.

Вот почему Джон Брэдфорд говорит, что мы должны спать во время космического путешествия. Президент проектной фирмы SpaceWorks и соавтор отчета для НАСА на длинных миссиях, Брэдфорд считает, что криогенная заморозка экипажа сократит расходы еды, воды, и сохранит команду от психического расстройства.

9. ПОСАДКА

Планета, привет! Вы были в космосе в течение многих месяцев или даже несколько лет. Далекий мир наконец виднеется через ваш иллюминатор. Все, что вы должны сделать – приземлиться. Но вы кренитесь через лишенное трения пространство со скоростью 200,000 миль в час. О, да, и еще есть гравитация планеты.

10. РЕСУРСЫ

ВЫ НЕ МОЖЕТЕ ВЗЯТЬ ГОРУ АЛЮМИНИЕВОЙ РУДЫ С СОБОЙ

К счастью космос не совсем бесплоден. “У каждой планеты есть все химические элементы, хотя концентрации отличаются”, говорит Иэн Кроуфорд, планетарный ученый из Биркбека, Лондонского университета. У луны есть много алюминия. У Марса есть кварц и окись железа. Соседние астероиды – большой источник углеродных и платиновых руд — и воды, как только первопроходцы выяснят, как взорвать материю в космосе. Если взрыватели и бурильщики слишком тяжелы, чтоб взять их на корабль, они должны будут извлечь ископаемые другими методами: таяние, магниты или переваривающие металл микробы. И НАСА изучает процесс 3D печати, чтобы напечатать целые здания — и не будет никакой потребности импортировать специальное оборудование.

11. ИССЛЕДОВАНИЕ

МЫ НЕ МОЖЕМ СДЕЛАТЬ ВСЕ САМИ

12. КОСМОС ОГРОМЕН

ВАРП-ДВИГАТЕЛИ ВСЕ ЕЩЕ НЕ СУЩЕСТВУЮТ

Самой быстрой вещью, которую когда-либо строили люди, является зонд по имени Гелиос 2. Он уже не функционирует, но если бы в космосе был звук, то вы услышали бы его крик, поскольку он до сих пор вращается вокруг солнца на скоростях больше чем 157,000 миль в час. Это почти в 100 раз быстрее, чем пуля, но даже в при такой скорости потребовалось бы приблизительно 19,000 лет, чтобы достигнуть ближайшую к нам звезду – Альфа Центавра. Во время такого длительного полета сменилось бы тысячи поколений. И вряд ли кто-то мечтает умереть от старости в космическом корабле.

Чтобы победить время нам нужна энергия – очень много энергии. Возможно вы могли бы добыть на Юпитере достаточное количества гелия 3 для термоядерного синтеза (после того, как изобретем термоядерные двигатели, конечно же). Теоретически, околосветовых скоростей можно добиться с помощью энергии аннигиляции материи и антивещества, но заниматься подобным на Земле – опасно.

“Вы никогда не хотели бы делать это на Земле”, говорит Ле Джонсон, техник НАСА, который работает над сумасшедшими идеями звездолета. “Если вы сделаете это в открытом космосе, и что-то пойдет не так, вы не разрушаете континент”. Слишком сильно? Как насчет солнечной энергии? Все, что вам потребуется – это парус, размером с Техас.

Намного более изящное решение взломать исходный код вселенной — с помощью физики. Теоретический двигатель Мигеля Алькубьерре сжал бы пространство-время перед вашим кораблем и расширил бы позади него, так вы могли бы перемещаться скоростью, превышающую скорость света.

Человечеству будут нужны еще несколько Эйнштейнов, работающих в местах как Большой Адронный Коллайдер, чтобы распутать все теоретические узлы. Вполне возможно, что мы сделаем некоторое открытие, которое изменит все, но этот прорыв вряд ли спасет сложившуюся ситуацию. Если вы хотите больше открытий, вы должны вкладывать в них большие деньги.

13. ЕСТЬ ТОЛЬКО ОДНА ЗЕМЛЯ

МЫ ДОЛЖНЫ ИМЕТЬ СМЕЛОСТЬ ОСТАТЬСЯ

Пара десятилетий назад, научно-фантастический автор Ким Стэнли Робинсон изобразил схематически будущую утопию на Марсе, построенном учеными из перенаселенной, перенапрягшей Земли. Его “Марсианская трилогия” сделала мощный толчок для колонизации Солнечной системы. Но, на самом деле, кроме науки, почему мы стремимся в космос?

Насколько нам известно, Земля – единственное пригодное для жилья место в известной нам Вселенной. И если мы собираемся покинуть эту планету, то это должно быть нашим желанием, а не следствием безвыходного положения.

Читайте также: