Какие могут быть последствия космических катастроф кратко
Обновлено: 05.07.2024
Более чем за полувековую историю освоения космоса человечество добилось немалых успехов — нам удалось «обосноваться” на орбите Земли благодаря космическим станциям, и даже несколько раз побывать на Луне, где американские космонавты провели ряд исследований и собрали образцы лунного грунта. И это лишь те, достижения, которых удалось достичь при непосредственном участии человека. А в области беспилотных миссий мы продвинулись еще дальше, что позволило собирать подробную информацию о других планетах, в том числе о Марсе с его загадочной историей. Однако освоение космоса имеет и трагическую сторону. За все время количество погибших людей составило около 330 человек. Причем самые масштабные катастрофы происходили даже не в космосе, а на Земле, во время подготовки космических кораблей к полетам. Жертвами становились сразу десятки человек. Некоторые из них не предавались огласке или вообще были засекречены, а детали стали известны спустя много лет благодаря независимым расследованиям. Наша подборка содержит 5 самых масштабных и ужасающих катастроф за всю историю космонавтики.
Освоение космоса связано со множеством трагедий, в результате которых погибли более 300 человек
Взрыв баллистической ракеты на космодроме Байконур (1960 год)
Это была крупнейшая и единственная катастрофа, которая случилась на космодроме Байконур во времена космической гонки между СССР и США. Она произошла во время подготовки к запуску абсолютно новой баллистической ракеты P-16 в 1960 году. Запуск был приурочен к 43 годовщине Октябрьской революции.
По некоторым данным трагедия на Байконуре забрала жизни 126 человек
Так как работы велись в условиях тотальной спешки во время ее сборки было допущено множество серьезных ошибок, а также нарушены правила техники безопасности. Все это привело к трагическим последствиям. В результате преждевременного запуска двигателя воспламенилось и затем взорвалось ракетное топливо. В итоге было уничтожено все, что находилось рядом с ракетой. Заживо сгорели и погибли от сильных ожогов, по разным данным, от 76 до 126 человек.
Информация о трагедии сразу же была засекречена, как и многие другие катастрофы в СССР. Поэтому никаких официальных заявлений от властей не последовало. Родные и близкие погибших рассказывали о несчастном случае, который не был связан с космодромом.
Еще больше малоизвестных фактов из истории освоения космоса вы найдете на нашем Telegram-канале.
Пожар в командном модуле Аполлон-1 (1967 год)
Трагедия хоть и далеко не самая масштабная, тем не менее ужасает своими подробностями. Она произошла в самый разгар лунной гонки. Американцам было известно, что СССР хоть и серьезно отстает от США, но тоже работает над лунным челноком. Поэтому программа “Аполлон” реализовывалась в сильной спешке.
Тренировка экипажа Аполлона-1 в 1967 году
Экипаж челнока Аполлон-1 незадолго до трагедии
Во время очередной проверки датчиков космонавтами был зафиксирован сильный скачок энергии. Спустя 10 секунд, в 18:31 по местному времени один из членов экипажа прокричал, что в кабине пожар. Камеры запечатлели, как космонавт пробрался к люку и попытался его открыть, но попытки были тщетны в результате плохо продуманной конструкции люка. Другие космонавты через радиосвязь просили о помощи, однако вскоре связь с ними прервалась.
Подоспевшие люди обнаружили, что все член экипажа уже мертвы. После этого события материалы внутри модуля были заменены на негорючие, провода стали изолировать тефлоном, конструкцию люка доработали. Кроме того, в качестве искусственной атмосферы стали использовать смесь кислорода и азота в пропорции 60% и 40%.
Взрыв ракеты “Восток” на космодроме Плесецк (1980 год)
Сильный пожар сразу убил 44 человека. От сильных ожогов позже скончались еще 4 человека. Серьезные ожоги и травмы получили 39 человек.
Истинная причина трагедии стала известна только спустя шестнадцать лет. Независимое расследование показало, что в конструкции топливных фильтров были применены опасные материалы фильтров, которые и стали причиной возгорания.
Взрыв шатла Челленджер (1986 год)
Катастрофа произошла в 1986 году на первой минуте полета шатла Челленджер. Как стало известно, причиной взрыва стал разрушение уплотнительного кольца ускорителя. В результате огненная струя реактивного двигателя прожгла обшивку внешнего топливного бака.
Как выяснилось, в результате возгорания погибли не все члены экипажа. Трое из них успели включить приборы персональной подачи воздуха. Однако это их не спасло — гибель наступила в результате удара жилого отсека о воду океана на скорости свыше 300 км/час.
В результате этой трагедии погибли 6 членов экипажа, а также 37-летняя учительница, которая должна была стать первым космическим туристом. Шанс побывать в космосе Шэрон Маколифф выпал в результате победы в проекте “Учитель в космосе”.
Катастрофа на космодроме Алкантара (2003 год)
Событие произошло 22 августа 2003 года в Бразилии на космодроме Алкантара. Здесь должен был состояться пуск ракеты VLS-3, который сделал бы Бразилию первой космической державой в Латинской Америке. К слову, это была третья попытка после двух подряд последовавших неудач.
Взрыв на космодроме Алкантара на долго парализовал космическую программу Бразилии
Если вам нравятся материалы о космосе, последних научных открытиях и исследованиях, обязательно подпишитесь на наш Яндекс.Дзен-канал.
Во время проведения заключительных тестов вблизи ракеты работало порядка 100 человек. Внезапно завелся один из двигателей первой ступени ракеты, что привело к сильному пожару и последующему взрыву топливных баков. В результате десятиэтажное строение стартовой площадки и сама ракета были полностью уничтожены.
Во время инцидента погибли многие инженеры и ученые, в результате чего космическая программа страны была парализована. Техническую причину аварии так и не удалось обнаружить. Точная причина аварии, которая забрала жизни 21 человека, так и не была установлена.
1. Вся история Земли есть история катастроф
1.1 Большой взрыв. Зарождение Галактик и образование Земли
2. Космическая деятельность
1. Попов В.Ф., Толстихин О.Н. Экологическая опасность космической деятельности. М. 2005.
2.2 Космический мусор
Одним из негативных последствий космической активности является загрязнение ближнего космоса "космическим мусором", под которым подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и не смогут более служить полезным целям, являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях , крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т.п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность для Земли- при неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населенные пункты, промышленные объекты и т.д. 21 февраля 2008 г. рано утром был взорван американский спутник, выщедший из-под контроля специалистов НАСА, а несколькими днями ранее –китайский, о взрыве которого известно лишь, что в ОКП попало более 100 тыс. осколков мусора различного размера.
При полете корабля "Спейс-Шаттл" в иллюминатор попала частица мусора, оставив воронку диаметром 2,4 мм и глубиной 0,63 мм, повредив стекло в пределах круга диаметром 4 мм. Повреждение было вызвано частицей краски диаметром 0,2 мм , летевшая со скоростью 6 км/с. Исследование 2 кв . м теплозащитного покрытия и 0,5 кв. м алюминиевых жалюзи спутника "Solar Мах", доставленных на Землю космонавтами "Спейс Шаттл", показали, что за четыре с лишним года их пребывания в космосе на них образовалось 1910 сквозных отверстий и выбоин диаметром от 40 до 300 мкм, т. е. около 8 отверстий и выбоин на 100 см2. Даже спичечный коробок в космосе испытал бы за это время примерно один удар.
Энергия мусора из-за высокой скорости движения его частиц на порядок выше тепловой энергии молекул верхней атмосферы рассматриваемой области. Однако благодаря большому, порядка 70 лет, времени жизни частиц мусора в ОК, эта энергия передается атмосфере медленно по сравнению с энергией солнечного ультрафиолетового излучения. Скорость передачи этой энергии возрастает по мере измельчения мусора в результате взаимных столкновений. С ростом массы мусора, вероятность столкновений растет и увеличивается передача энергии мусора верхней атмосфере.
Аналитический обзор приводит выводы : 1. Космический мусор накапливается в ОКП в обширной области высот от 400 км до 2000 км и уже в настоящее время его масса сравнима с массой всего вещества ОКП выше 400 км. 2. На протяжении тридцати лет идет постоянный рост космического мусора, мы имеем более 8000 каталогизированных объектов, поперечный размер которых более 10 см, 300 тыс. осколков размером более 1 см, возможность наблюдения их появилась недавно, и сотни миллионов мелких частиц. 3. Сохранение современных темпов космической деятельности обещает удвоение космического мусора к концу XXI столетия, что приблизит содержание мусора к уровню лавинообразного его размножения из-за взаимных столкновений частиц, 4. При ожидаемом удвоении космического мусора, его кинетическая энергия превзойдет тепловую энергию газа ОКП.
Среднее время жизни в верхней атмосфере частиц космического мусора составляет порядка 100 лет. Запасенная мусором энергия будет передаваться верхней атмосфере несравнимо медленней, чем энергия солнечного, ультрафиолетового излучения. Эта ситуация будет иметь место, если основная масса мусора сосредоточена в крупных фрагментах. Всякое их дробление сокращает среднее время жизни частиц и увеличивает эффективность передачи энергии окружающему газу верхней атмосферы. В случае лавинообразного размножения мусора из-за взаимных столкновений, эта эффективность станет очень велика и тогда среда безвозвратно утратит свои естественные свойства.
Процессы размножения частиц космического мусора известны плохо. Они должны разрушаться и под действием ультрафиолетового излучения и под действием такого мощного окислителя, как атомарный кислород,- основная компонента верхней атмосферы. Этот процесс может приводить к изменению химического состава верхней атмосферы, появлению чуждых ей элементов.По мере изучения число и спектр вскрываемых опасностей будет расти. Выброс пылевых частиц ракетными двигателями в стратосфере оказывает влияние на озоновый слой благодаря усилению гетерогенного цикла разрушения озона. Однако в настоящее время гетерогенная химия озона развита явно недостаточно и большинство исследователей считают, что в разрушении озона в результате ракетных пусков основной причиной являются выбросы хлорных и азотных соединений.
В целом следует признать, что экологический аспект является доминирующим для оценки предельного пылевого загрязнения ОКП. Наиболее четким индикатором этого загрязнения могут служить серебристые облака, поскольку главным источником аэрозолей, являющихся центрами кристаллизации для частиц серебристых облаков, служит практически весь осаждающийся космический мусор, то его сокращение и будет определять степень пылевого загрязнения. Таким образом, следует признать, что современный уровень космического мусора заведомо превосходит допустимые безопасные пределы, требуется срочная его стабилизация в ближайшее время и понижение - в дальнейшем. Требования по снижению его уровня означают необходимость перестройки всей космической деятельности: исключение взрывов, сокращение числа пусков, увеличение срока службы космических аппаратов, создание безотходных технологий их выведения на орбиты.
Радиоактивное загрязнение ОКП связано с широким использованием в космонавтике ядерных энергетических источников. Наиболее широко ядерные реакторы использовались на отечественных спутниках серии "Космос". Эти реакторы работали на сплавах или соединениях урана: U-238 с 90%-ным и более обогащением по U-235. Основным способом обеспечения радиационной безопасности являлась консервация ядерных энергетических установок (точнее, активной зоны) на достаточно высоких орбитах, где время жизни таких объектов много больше времени распада осколков деления остановленного ядерного реактора до безопасного уровня. К таким орбитам можно отнести все круговые орбиты, расположенные выше 700 км.
В настоящее время в ОКП на высотах 800-1000 км находится около 50 объектов с радиоактивными фрагментами. США в гораздо меньшей степени использовали ядерные энергетические установки на космических аппаратах. Всего американцами было запущено 12 таких спутников, нами - 36. Система радиационной безопасности предусматривает остановку реактора и перевод его на достаточно высокую орбиту, где время жизни подобного объекта заведомо превышает время распада осколков деления продуктов остановленного ядерного реактора. В случае отказа системы увода ЯЭУ или космического аппарата вместе с ЯЭУ на орбиту консервации, предусмотрено диспергирование ядерного реактора. Соответствующая система включается до начала разогрева и аэродинамического разрушения конструкции ЯЭУ и космического аппарата, связанного с входом в плотные слои атмосферы. Надежность системы радиационной безопасности оценивается на уровне 10-4, что заведомо хуже принятых требований по безопасности в отраслях промышленности 10-5 — 10-6. Работающий ядерный реактор заметно изменяет естественную фоновую картину потоков нейтронов и гамма-квантов в локальной области ОКП. Эти изменения тем заметнее, чем выше орбита. Нейтронные потоки становятся сравнимы с естественным фоном на расстояниях 100 км для низких орбит и 300 км для геостационарных орбит. Но самые мощные ядерные реакторы (до 1 МВт) не могут существенно ухудшить естественное состояние радиационных поясов Земли. Существенное нарушение радиационной обстановки в ОКП наблюдалось только после ядерных взрывов, которые проводились в1960-е годы. В результате наиболее мощного из них, осуществляемого в рамках американского эксперимента "Морская звезда", возникли т.н.искусственные радиационные пояса, которые ,по наблюдениям полярных сияний, сохранялись в течение нескольких лет. Последствия ядерных взрывов для верхней атмосферы и ионосферы были сокрушительны, но об их истинных масштабах не дано судить, - в то время только начинали развиваться методы зондирования этой среды. В дальнейшем ядерные испытания в космосе были запрещены.
Выбор орбит консервации ядерных реакторов был осуществлен в конце 60-х годов, когда уровень космического мусора был еще не слишком высок. Однако в настоящее время именно область высот 800 – 1000 км оказалась загрязненной, - возникла реальная опасность разрушения ядерных реакторов в результате столкновений с фрагментами космического мусора раньше, чем произойдет распад осколков деления безопасного уровня. Расчеты показывают, что за время существования на орбите (200 лет) ядерный реактор может испытать порядка 20 аварийных столкновений. Недавно (Назаренко, 1996) было показано, что одно столкновение с частицей мусора размером 0,5 см должно иметь место в среднем за 6 лет и за 26 лет с частицей размером 1 см. Последствием такого столкновения является разрушение ЯЭУ и рассеивание радиоактивного вещества в ОКП с возможным его осаждением в приземную атмосферу. В 1990-е гг. американские ученые сообщили о наблюдении в ОКП радиоактивных фрагментов космического мусора, связав их появление с разрушением ядерных реакторов спутников "Космос". Возникающее радиоактивное загрязнение может представлять опасность для работ навигационных систем, метеоспутников и систем наблюдения за природными ресурсам которые используют близкие орбиты. Рост массы космического мусора, являясь причиной разрушения ЯЭУ, определяет радиоактивное загрязнение ОКП. Для ОКП это загрязнение не представляет особой опасности для изменения свойств этой среды. Экологическая опасность связана с возможностью падения фрагментов разрушенных ЯЭУ и осаждения радиоактивных веществ в приземную атмосферу и на поверхность Земли. Подобный случай произошел в 1978 г. при аварии спутника "Космос-954", когда крупные радиоактивные осколки рассеялись на севере Канады. Специальный анализ атмосферы в разных точках планеты в июне и сентябре 1978 г. показал: большая часть многотонной массы "Космоса-954" испарилась и была рассеяна в атмосфере Земли. В том числе 37 кг отработанного ядерного топлива.
Наибольшую опасность представляют выбросы радиоактивного плутония: плутония-238, который выделяет в 280 раз больше энергии, чем Рu-239, и в 280 раз более радиоактивен, чем плутоний-239. 450 г Рu-238 при его равномерном распространении достаточно, чтобы вызвать рак у всех людей, населяющих Землю. Выведение в космос 32,75 кг Рu-238 аналогично по опасности выведению в космос 770 кг плутония -239. 21 апреля 1964 г. навигационный спутник США "Транзит" SВМ-3 не вышел на запланированную орбиту, развалился и сгорел в атмосфере над западной частью Индийского океана к северу от Мадагаскара, выбросив 950 г плутония -238 общей активностью около 17 тыс. Ки. В результате содержание радионуклида в околоземном пространстве увеличилось втрое. В 1965 г. содержание этого плутония на высоте 10 тыс. м в южном полушарии было в 4 раза выше, чем в северном. К концу 1970 г. в атмосфере оставалось около 5% выброшенного плутония. А анализ почв показал его присутствие на всех континентах.
В октябре 1997 г. была запущена космическая станция "Кассино" с 32,75 кг плутония -238 к Сатурну, которая пролетела в 312 милях от Земли в 1999 г. Из 41 советских (российских) космических аппаратов, использовавших ядерные энергетические установки, 6 потерпели аварии. Таким образом, надежность таких отечественных спутников не превышает 85,4 %, - уровень заведомо неприемлемый, например, в авиации и во многих других областях. Космонавтика остается сферой особо рискованной деятельности, причем опасные последствия этого риска распространяются не только на прямых ее участников, - на человечество в целом.
Объекты современной и перспективной РКТ, особенно РН, являются основными и потенциально опасными, представляющими серьезную экологическую опасность вследствие значительных запасов высокоэнергетического химического топлива. РКТ оказывают негативное воздействие на приземную атмосферу при эксплуатации, при ликвидации и утилизации. Наличие на борту космических аппаратов ядерных источников энергии, ядерного топлива и радиоактивных материалов создает угрозу загрязнения приземной атмосферы, а также поверхности Земли при аварийных ситуациях.
Сейчас человечество оказалось перед прямой угрозой нарушения естественных свойств и функциональных особенностей ОКП, что чревато тяжелыми последствиями по двум основным причинам.
1. ОКП защищает все живое от губительной радиации, и
2. ОКП является важным звеном в сложной цепи солнечно-земных связей, определяющих климатические условия на Земле.
Надежная работа космической техники в высокой степени зависит от регулярных естественных вариаций поведения ОКП, нарушение которых может затруднить или сделать невозможной работу космических аппаратов и при определенных обстоятельствах стать причиной космических аварий и катастроф.
Таким образом, центральной проблемой экологической безопасности космической деятельности является сохранение основных естественных свойств и функциональных особенностей ОКП.
В аналитическом обзоре приводятся следующие основные выводы о распространении в ОКП продуктов работы ракетных двигателей:
основным продуктом, образующимся в ОКП в результате работы двигателей ракет "Протон" и "Шаттл" являются пары воды. Ракета "Протон" выбрасывает также значительное количество двуокиси углерода, а "Шаттл" — хлора и его соединений; на высотах более 100 км молекулы воды быстро разлагаются, образуя водород, количество которого от одной ракеты сравнимо с его глобальным естественным содержанием; водород распространяется на расстояния в десятки тысяч километров, образуя в ОКП грибовидное облако, в котором содержание атомов Н превышает фоновое на проценты в случае полета ракеты "Протон" и на десятки процентов в случае полета ракеты "Шаттл" на 5 и 10 суток, соответственно; при периодически повторяющихся пусках ракет "Протон" с интервалом в пять суток устанавливается стационарный глобальный избыток антропогенного водорода порядка 5—10% , при пусках ракет "Шаттл" в том же режиме избыток составляет 20—40%; степень нарушения естественного баланса водорода в ОКП зависит от гелио-геофизических условий, и она максимальна при низкой солнечной активности, если пуски ракет происходят периодически и в зимней полусфере; образующаяся в результате полетов ракеты "Протон" двуокись углерода в ОКП распространяется медленнее водорода из-за большей массы и большего размера молекул, - при регулярных пусках с периодом в 5 суток размер области избыточного содержания СО не превышает 1000 км. Его распределение внутри неравномерно, от единиц процентов на краях до многоразового превышения фона в зоне траектории полета ракет.
1. Попов В.Ф., Толстихин О.Н. Экологическая опасность космической деятельности. М. 2005 ; Космический мусор // Материал из Википедии – свободной энциклопедии. 2008.
2.3 Анализ влияния продуктов работы ракетных двигателей
2.4 Реалии и планы
Ежегодный ущерб только от 21 крупной природной катастрофы достигает 110-140 трлн. руб. Оценки материального ущерба от техногенных катастроф не проводились, но они сопоставимы с ущербом от природных катастроф. При таких масштабах ущерба (4-6% валового национального продукта) и ежегодном росте на 10-15%, экономика России скоро будет не в состоянии восполнять потери от природных и техногенных катастроф. Всего в стране насчитывается около 100 тыс. опасных производств и объектов. Из них около 1500 ядерных и 3000 химических обладают повышенной опасностью. Среди источников потенциальной экологической опасности в России выделяются предприятия ядерного комплекса . В стране накоплено радиоактивных отходов суммарной активностью 2,73 млрд. Ku (это 55 "Чернобылей"). Не меньшую опасность создают обогащенный уран и плутоний боеголовок, ядерных зарядов и атомного топлива. Здесь не учтена также поступившая в биосферу активность от ядерных испытаний, аварий, функционирования ядерного комплекса. Положение усугубляется акцентом на ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций, а не на их предупреждение.
К немногим достижениям последнего периода следует отнести создание Министерства по чрезвычайным ситуациям и оснащение его средствами ликвидации последствий аварий и стихийных бедствий. В правительстве разрабатывается ряд документов, определяющих экологическую политику страны. Продолжается разработка Государственных программ "Безопасность населения и народнохозяйственных объектов в условиях риска природных и техногенных катастроф", "Глобальные изменения природной среды и климата" и др. Однако, природоохранные затраты постоянно сокращаются. До 1988 г. они превышали 1% ВНП, в 1989 г. - 0,8, в 1996 г . - 0,4, в начале XXI века – еще меньше. Для сравнения: США затрачивают на охрану окружающей среды от 1,5 до 2% ВНП. Об отношении властей к экопроблемам в известной мере свидетельствует преобразование природоохранного министерства в Комитет (т.е. понижение статуса этого органа), упразднение межведомственной комиссии по экобезопасности, ликвидация как самостоятельного федерального органа Госкомсанэпиднадзора.
В СССР засоренностью космоса начали заниматься в 1985 году в Министерстве Обороны и в Академии наук страны. В 1990 году были получены первые практические оценки и разработана математическая модель засоренности ОКП. В 1992 году был создан проект стандартных исходных данных (СИД) для обеспечения работ по созданию космических орбитальных средств. В настоящее время в регионе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот 2000 км находится до 5000 тонн техногенных объектов, число объектов поперечником более 1 см может достигать 60000-100000. Из них только около 6%. Эффективных мер защиты от подобных объектов космического мусора размером более 1см практически нет, в то время как вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. 1
1. Космический мусор// Материал из Википедии – свободной энциклопедии. 2008; Дмитриев Е. Дамоклов меч Космоса// Все для Родины (газета Государственного космического научно-производственного центра) от 21.10.2002, от 28.10.2002, от 3.02. 2003, от 24.02.2003.
3 . Прогностика катастроф
3.1 Предсказание катастроф и солнечных вспышек
3.2 Пути развития Земли
Космические опасности и угрозы – это события космического масштаба или природные явления, обусловленные влиянием космических объектов, излучений и т.д., которые по интенсивности, масштабу распространения или продолжительности опасны для жизнедеятельности людей, объектов хозяйства и окружающей природной среды на Земле.
Любой биологический объект существует в определенных условиях, приспособившись к окружающей среде. Поэтому причины, которые могут вызвать изменение этих условий существования, следует рассматривать как потенциальные опасности для этого объекта. Основываясь на этом положении, различают следующие космические опасности и угрозы:
- космические лучи и электромагнитное излучение (см. опасные космические излучения ), поступающие на Землю из космоса ;
- солнце и солнечная активность ;
- солнечные и лунные затмения;
- астероиды и метеориты (см. метеоритные опасности , опасность астероидная ).
Негативное воздействие галактического космического излучения на нашу планету возможно через изменение им некоторых физических характеристик солнечно-земных связей (магнитные свойства Солнца и Земли, солнечный ветер и т.д.). Поскольку во время некоторых хромосферных вспышек на Солнце потоки солнечных космических лучей вблизи Земли в сотни раз превышают потоки галактических космических лучей, именно солнечное излучение (см. солнечная радиация ) космических полетов.
Солнечные космические лучи малой энергии оказывают существенное воздействие на состояние ионосферы Земли в высоких широтах, вызывая дополнительную ионизацию ее нижних слоев. Это приводит к ухудшению качества радиосвязи, а в некоторых случаях — к ее полному прекращению на коротких волнах. Поэтому очень важны систематические наблюдения хромосферных вспышек, всплесков радио- и рентгеновского излучения и др. проявлений солнечной активности, позволяющие, в тесной связи с измерениями интенсивности космических лучей, прогнозировать радиационную обстановку на трассах космических полетов, определять оптимальные условия связи с космическими аппаратами, а также радио- и телевизионной связи. Для этих целей существует Служба Солнца, ведущая систематические наблюдения за Солнцем и, в первую очередь, за солнечной активностью. Разработана система радиационной безопасности космонавтов, включающая комплекс средств и мероприятий, направленных на предупреждение и исключение неблагоприятных воздействий ионизирующих космических излучений. Ультрафиолетовая радиация (длины волн 10–400 нм), поступающая на Землю — наиболее опасная часть электромагнитного излучения для природных объектов и человека. Жизнь на Земле существует потому, что при длинах волн короче 290 нм излучение, идущее из космоса, полностью поглощается в верхних слоях атмосферы озоновым слоем , и выше. Излучение более мягкого диапазона длин волн (300–400 нм), которое лишь частично задерживается озоновым слоем Земли, в больших дозах приводит к ожогам кожи, ее старению, вызывает некоторые формы рака кожи. По прогнозам ученых, уже в течение ХХI века, в случае продолжения истощения озонового слоя, поступающая на Землю ультрафиолетовая радиация может увеличиться на 10%, что даст дополнительно 400 млн. заболеваний рака кожи и 7 млн. смертей у населения Земли.
Ультрафиолетовое излучение вызывает катаракту глаза и снижает иммунитет организма. Одним из методов борьбы с этими опасностями является работа, как на национальном, так и на межправительственном уровне по сохранению озонового слоя Земли, поддержанию его на уровне, способном защитить природные и живые объекты от избыточной ультрафиолетовой радиации.
Метеоритные опасности и опасность астероидная связаны, главным образом, с возможностью возникновения опасности для окружающей среды и жизнедеятельности людей при столкновении астероидов или продуктов их дробления с Землей. Значимыми могут оказаться сближения или даже столкновения мелких космических тел с космическими аппаратами и обитаемыми станциями, запущенными или пилотируемыми людьми. Такие явления могут приводить к изменениям орбит движения космических аппаратов, к нарушению связи с ними, к их повреждениям и полному разрушению, в случаях пилотируемых космических аппаратов возможна их разгерметизация и гибель космонавтов.
Опасности, связанные с солнечными и лунными затмениями , не столь глобальны, как рассмотренные выше, однако имеют значение непосредственно для каждого человека или животного. Затмения длятся недолго (длительность полного солнечного затмения от начала до конца всего 3–4 часа), однако они искажают привычные условия существования природных объектов, могут воздействовать на здоровье и самочувствие людей. Именно эти эмпирические факты многие века накапливали и классифицировали астрологи, порицаемые и гонимые наукой во все времена. Несмотря на известный скепсис, в последние годы активизировалось изучение связей самочувствия человека, особенно для больных с различными заболеваниями сердечнососудистой системы, с некоторыми космическими явлениями, в том числе с затмениями Солнца и Луны, с магнитными бурями и т.д. Критическое осмысление, изучение этих влияний, попытки их минимизировать — методы борьбы с такого рода опасностями. Другой способ защиты от них — заблаговременный прогноз аномальных космических явлений и ситуаций, опасных для человека.
Усиление солнечной активности, изменяет не только радиационную обстановку в околоземном пространстве, но воздействует на магнитосферу Земли, приводя к ее модуляциям. Магнитное поле Земли в значительной степени определяет условия существования жизни на поверхности нашей планеты, защищая ее от приходящих из космоса частиц и излучений. Изменения этого поля самым неожиданным образом воздействуют на объекты земной биосферы, начиная с энергетического и газового балансов в атмосфере и кончая самочувствием и смертностью отдельных людей и целых народов.
Источники: Поток энергии Солнца и его изменения. – М., 1980; Сергеев В.А., Цыганенко Н.А. Магнитосфера Земли. – М., 1980; Чечкин С.А. Основы геофизики. – Л., 1990.
Бури, землетрясения, извержения вулканов — земным катаклизмам ничего не стоит уничтожить человеческую цивилизацию. Но даже самые грозные стихии никнут, когда на сцену выходит космическая катастрофа, способная взрывать планеты и тушить звезды — главная угроза Земле. Сегодня мы покажем, на что способна Вселенная во гневе.
Танец галактик раскрутит Солнце и выбросит в бездну
Начнем из самого масштабного бедствия — столкновения галактик. Уже через каких-то 3-4 миллиарда лет соседняя галактика Андромеды врежется в наш Млечный путь и поглотит его, превратившись в громадное яйцеобразное море звезд. В этот период ночное небо Земли побьет рекорд по количеству звезд — их станет в три-четыре раза больше. А вы знаете, сколько их сейчас?
Само столкновение нам не грозит — если бы звезды были размером с мячик для настольного тенниса, то расстояние между ними в галактике составляло бы 3 километра.Наибольшую проблему представляет слабейшая, но одновременно самая мощная сила во Вселенной — гравитация.
Взаимное притяжение звезд в сливающихся Андромеде и Млечном Пути защитит Солнце от разрушения. Если две звезды сближаются, их гравитация разгоняет их и создает общий центр массы — они будут кружить возле него, как шарики по краям рулетки. То же самое произойдет с галактиками — прежде чем соединиться воедино, их ядра будут “танцевать” друг возле друга.
Как это выглядит? Смотрите на видео ниже:
Страх и ненависть в космической бездне
Эти танцы и принесут больше всего бед. Звезда на окраинах вроде Солнца сможет разогнаться до сотен и даже тысяч километров в секунду, что пробьет притяжение галактического центра — и наше светило улетит в межгалактическое пространство.
Земля и другие планеты останутся вместе с Солнцем — скорее всего, в их орбитах ничего не изменится. Правда Млечный Путь, что радует нас летними ночами, будет медленно отдаляться, а привычные звезды на небе сменятся светом одиноких галактик.
Но может и не повезти. В галактиках, кроме звезд, есть еще целые облака межзвездной пыли и газа. Солнце, оказавшись в таком облаке, начинает “поедать” его и набирать массу, следовательно, яркость и активность светила повысится, появятся нерегулярные сильные вспышки — настоящая космическая катастрофа для любой планеты.
Онлайн симулятор столкновения галактик
Чтобы смоделировать столкновение, щелкните левой кнопкой по черному участку и протяните курсор немного с зажатой кнопкой в сторону белой галактики. Так вы создадите вторую галактику и зададите ее скорость. Чтобы сбросить симуляцию, нажмите Reset внизу.
Кроме того, столкновения с облаками водорода и гелия вряд ли пойдут на пользу самой Земле. Если не повезет оказаться в массивном скоплении, можно оказаться внутри самого Солнца. А про такие вещи как жизнь на поверхности, вода и привычная атмосфера можно будет смело забыть.
Анимированное столкновение галактик
Еще галактика Андромеда может попросту “отжать” Солнце и включить в свой состав. Сейчас мы живем в спокойном районе Млечного Пути, где мало сверхновых звезд, газовых потоков и прочих неспокойных соседей. Но никто не знает, куда “заселит” нас Андромеда — можно и вовсе угодить в центр, полный энергии самых диковинных объектов галактики. Там Земле не выжить.
Стоит ли бояться и собирать чемоданы в другую галактику?
Есть один старый русский анекдот. Идут две старушки мимо планетария и слышат как экскурсовод говорит:
— Итак, Солнце погаснет через 5 миллиардов лет.
В панике одна из старушек подбегает к экскурсоводу:
— Через сколько, через сколько погаснет?
— Через пять миллиардов лет, бабушка.
— Уф-ф-ф! Слава Богу! А мне показалось, что через пять миллионов.
Это же касается столкновения галактик — маловероятно, что человечество сумеет дожить до того момента, когда Андромеда начнет заглатывать Млечный Путь. Шансов будет мало даже в том случае, если люди очень постараются. Уже через миллиард лет Земля станет слишком горячей для существования жизни где-то помимо полюсов, а через 2-3 на ней не останется воды, как на Венере.
Восход Солнца-красного гиганта на Земле в представлении художника
Так что стоит бояться только катастрофы ниже — она куда опаснее и внезапнее.
Космическая катастрофа: вспышка сверхновой
Когда Солнце истратит свой запас звездного топлива-водорода, его верхние слои сдует в окружающее пространство, и от него останется только маленькое горячее ядро, белый карлик. Но Солнце — это желтый карлик, ничем не примечательная звезда. А большие звезды, массивнее нашего светила в 8 раз, уходят с космической сцены красиво. Они взрываются, разнося мелкие частицы и излучение на сотни световых лет.
Как и в случае со столкновениями галактик, здесь приложила руку гравитация. Она сжимает состарившиеся массивные звезды до такой степени, что все их вещество детонирует. Интересный факт — если звезда больше Солнца в двадцать раз, она превращается в настоящую черную дыру. И перед этим она тоже взрывается.
Однако не обязательно быть большим и массивным, чтобы в один прекрасный день воссиять сверхновой. Солнце — звезда-одиночка, но есть множество звездных систем, где светила вращаются друг возле друга. Звезды-братья часто стареют с разной скоростью, и может оказаться так, что “старшее” светило выгорает до белого карлика, а младшее все еще в расцвете сил. Тут-то и начинается беда.
Белый карлик поглощает оболочки красного гиганта (рисунок)
Когда “младшая” звезда постареет, она начнет превращаться в красного гиганта — ее оболочка расширится, а температура уменьшится. Этим и воспользуется старый белый карлик — поскольку в нем уже нет ядерных процессов, ему ничего не мешает подобно вампиру “высасывать” внешние слои своего брата. Причем высасывает он их столько, что ломает гравитационный предел собственной массы. Поэтому и взрывается сверхновой как большая звезда.
Сверхновые — это кузнецы Вселенной, ведь именно сила их вспышек и сжатие порождает элементы тяжелее железа, вроде золота и урана (по другой теории, они возникают в нейтронных звездах, но их появление невозможно без сверхновой). Еще считается, что вспышка звезды по соседству с Солнцем помогла образоваться планетной системе, нашей Земле в том числе. Скажем же ей спасибо за это.
Не спешите любить сверхновые
Да, вспышки звезд бывают очень полезными — в конце концов, сверхновые являются естественной частью жизненного цикла звезд. Но для Земли они ничем хорошим не закончатся. Самая уязвимая часть планеты для сверхновых — это озоновый слой. Азот, с которого преимущественно состоит в воздух, под воздействием частиц сверхновой начнет соединяться с озоном
А без озонового слоя все живое на Земле станет уязвимым для ультрафиолетового излучения. Помните, что на ультрафиолетовые кварцевые лампы нельзя смотреть? А теперь представьте, что все небо превратилось в одну громадную синюю лампу, которая выжигает все живое. Особенно плохо придется морскому планктону, который производит большую часть кислорода в атмосфере.
Реальна ли угроза Земле?
Какова вероятность того, что сверхновая нас накроет? Посмотрите на следующую фотографию:
Это Крабовидная туманность — останки уже отсветившей свое сверхновой. Она была столь яркой, что в 1054 году ее было видно как очень яркую звезду даже днем — и это при том, что сверхновую и Землю разделяет шесть с половиной тысяч световых лет!
Диаметр туманности составляет 11 световых лет. Для сравнения, наша Солнечная система от края до края занимает 2 световых года, а к самой близкой звезде, Проксима Центавре, 4 световых года. В пределах 11 световых лет вокруг Солнца есть как минимум 14 звезд — каждая из них может взорваться. А “боевой” радиус сверхновой составляет 26 световых лет. Такое событие случается не больше 1 раза в 100 миллионов лет, что очень часто в космических масштабах.
Гамма-всплеск — если бы Солнце стало термоядерной бомбой
Существует еще одна космическая катастрофа, куда опаснее сотни сверхновых одновременно — всплеск гамма-излучения. Это самый опасный вид радиации, который проникает через любую защиту — если забраться в глубокий подвал с металлобетона, облучение уменьшится в 1000 раз, но не исчезнет полностью. А какие-либо костюмы и вовсе неспособны спасти человека: гамма-лучи ослабевают всего в два раза, проходя сквозь лист свинца толщиной в сантиметр. Но свинцовый скафандр — неподъемная ноша, в десятки раз тяжелее рыцарского доспеха.
Даже противорадиационное убежище не спасет от гамма-всплеска
Однако даже во время взрыва атомной электростанции энергия гамма-лучей небольшая — нет такой массы вещества, чтобы их напитать. Зато такие массы есть в космосе. Это сверхновые очень тяжелых звезд (вроде звезд Вольфа-Райе, о которых мы написали специальную статью), а также слияние нейтронных звезд или черных дыр — недавно такое событие зафиксировали по гравитационным волнам. Сила гамма-вспышки таких катаклизмов может достичь 10 54 эрг, которые излучаются за период от миллисекунд до часа.
Единица измерения — взрыв звезды
10 54 эрг — много ли это? Если бы вся масса Солнца стала термоядерным зарядом и взорвалась, энергия взрыва составила бы 3×10 51 эрг — как у слабой гамма-вспышки. Но если такое событие произойдет на расстоянии 10 световых лет, угроза Земле будет не иллюзорной — эффект был бы как у взрыва ядерной бомбы на каждом условном гектаре неба! Это уничтожило бы жизнь на одном полушарии моментально, а на другом — спустя считанные часы. Расстояние не очень уменьшит угрозу: даже если гамма-излучение вспыхнет на другом конце галактики, до нашей планеты дойдет по атомной бомбе на 10км 2 .
Ядерный взрыв — не самое ужасное, что может случиться
Ежегодно регистрируется около 10 тысяч гамма-всплесков — они видны на расстояниях в миллиарды лет, с галактик на другом конце Вселенной. В пределах одной галактики всплеск происходит приблизительно раз в один миллион лет. Возникает логический вопрос —
Почему мы еще живы?
Спасает Землю механизм образования гамма-всплеска. Энергию взрыва сверхновой ученые называют “грязной”, так как в ней участвуют миллиарды тонн частиц, которые разлетаются во все стороны. Гамма-всплеск же “чистый” — это выброс одной лишь энергии. Он происходит в виде сконцентрированных лучей, отходящих от полюсов объекта, звезды или черной дыры.
Помните звезды в аналогии с шариками для настольного тенниса, которые удалены друг от друга на 3 километра? Теперь давайте представим, что к одному из шариков прикрутили лазерную указку, светящую в произвольном направлении. Какой шанс, что лазер попадет в другой шарик? Очень и очень мал.
Гамма-всплеск в представлении художника
Но не стоит расслабляться. Ученые считают, что гамма-всплески уже однажды достигали Земли — в прошлом они могли вызвать одно из массовых вымираний. Узнать наверняка, доберется до нас излучение или нет, можно будет только на практике. Однако строить бункеры тогда будет уже поздно.
Напоследок
Сегодня мы прошлись лишь по самым глобальным космическим катастрофам. Но существует много других угроз Земле, например:
- Удар астероида или кометы (мы написали о самых больших кратерах на Земле, где можно узнать о последствиях недавних падений)
- Превращение Солнца в красного гиганта.
- Вспышка на Солнце (их можно отслеживать онлайн).
- Миграция планет-гигантов в Солнечной системе.
- Остановка вращения Луны.
Как защитить себя и предупредить трагедию? Следите за новостями науки и космоса, и исследуйте Вселенную с надежным гидом. А если осталось что-то неясное, или хотите узнать больше — пишите в чате, комментариях и заходите в наш паблик ВК. Там много красивых снимков и интересных статей.
Читайте также: