курсач по общей экологии


ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный Федеральный Университет им. М.К.Аммосова» Институт естественных наук

Кафедра экологии

Курсовая работа по дисциплине «Общая экология» на тему:

«Космический мусор ».

Выполнила: ст. 2 курса группы ПП-12

Полятинская Ньургуйаана Андреевна

Проверил:

Якутск 2014 г.

Содержание

Введение

Экологическая проблема: космический мусор

- Характеристика космического мусора

- Международное сотрудничество

- Чем опасен космический мусор

- Случаи-столкновения космических аппаратов с мусором

Пути решения проблемы: методы уборки и уничтожения космического мусора

Заключение

Введение

Человечество успело намусорить не только на Земле, но и в космосе. Изучение загрязнения околоземного пространства как естественными (астероиды, кометы, метеоры, космическая пыль), так и искусственными (обломки космических аппаратов, образующие так называемый космический мусор) объектами имеет в настоящее время важнейшее значение как для астрономии и исследований космического пространства, так и для экологии Земли как планеты и безопасности жизни на ней.

По мнению специалистов, космический мусор становится серьезной экологической проблемой. Он угрожает и самой планете, и перспективам освоения пространства за ее пределами.

На Землю каждый день падает космический мусор. По данным NASA, сегодня на орбите нашей планеты кружится 28 000 отработанных космических объектов – спутники и их детали, отходы космонавтов (русские), астронавтов (американцы) и тайконавтов (китайцы), обломки ракет. Серьезной угрозы от космических отходов нет.

Загрязненность космоса с каждым годом продолжает расти. Поскольку с помощью существующих технологий тяжело решить задачу улучшения состояния космической среды, разумным шагом по сохранению космического пространства для будущих поколений в настоящее время есть принятие мер по уменьшению загрязненности.

Характеристика космического мусора

Под космическим мусором (КМ) подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты (КА), особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов.

Международное сотрудничество

В целом у проблемы космического мусора как у всякой сложной и актуальной проблемы существует несколько измерений: научное, техническое, юридическое, экологическое и пр. Несмотря на то, что эта тематика привлекает внимание многих национальных исследовательских центров, космических агентств и с различной степенью углубленности периодически обсуждается на многочисленных комитетах и комиссиях международных организаций, таких как Международная астронавтическая федерация (IAF), Комитет по Исследованию Космического пространства Международного совета Научных союзов (COSPAR), Международный телекоммуникационный союз (ITU), Международный институт космического права (ICJ) и других, представляется, что в последнее время совместная скоординированная деятельность двух международных органов в «техническом» и «политико-правовом» измерениях данной проблемы вывела её понимание на качественно новый уровень. Это Межагентский координационный комитет по космическому мусору (IADC) и Научно-технический подкомитет Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях (STCS UN COPUOS).

Чем опасен космический мусор?

Сегодня приходится не только решать проблемы связанные с загрязнением воды, почвы и воздуха нашей планеты, но и ставить вопрос об огромном количестве мусора, находящемся на орбите Земли. Скопление мусора в околоземном космическом пространстве, образовавшееся там за последние пятьдесят лет, является побочным эффектом исследований космоса и представляет собой вышедшие из строя или отработавшие космические устройства, их обломки и прочие предметы различного размера и происхождения. По приблизительным оценкам ученых сегодня на земной орбите находится более 11 тысяч объектов размером более 10 см, десятки тысяч предметов, длиной от 1 до 10 см, и сотни тысяч совсем мелких отходов. При этом наибольшее количество мусора собралось над «космическими державами» — Россией и США. В настоящее время ситуация продолжает ухудшаться. В основном отходы скапливаются на высоте 850-1500 км от Земли, а также на высоте полета космических кораблей (250-350 км), но, поскольку они так же, как и прочие тела, подчиняются законам гравитации, космический мусор постепенно приближается к Земле.

Момент вхождения космического мусора, находящегося ниже 600 км над Землей, в атмосферу планеты наступает уже через несколько лет, для более удаленных отходов на это требуются десятилетия или даже столетия. Однако, попав в верхние слои атмосферы, мелкий космический мусор сгорает, не достигая нескольких десятков километров до поверхности планеты, а значит, не угрожает жизни людей и прочих обитателей Земли. Иначе обстоит дело с более крупным мусором, некоторые ученые утверждают, что он способен пройти через все слои атмосферы и достигнуть земной поверхности. Так, например, в 1978 году на территорию Канады упал советский спутник «Космос-594», а через год над Австралией рассыпались обломки американской космической станции.

Гораздо более опасен мусор для космических аппаратов. Сегодня некоторые ученые высказывают опасения о том, что дальнейшее его накопление может привести к прекращению запусков спутников и полетов в космос. Дело в том, что обломки имеют достаточно большую скорость свободного полета, и при нечаянном столкновении с космическим аппаратом могут нанести ему существенный вред. Только за последние десятилетия известно несколько случаев повреждения спутников, пассажирских космических кораблей и орбитальных станций с находящимся в околоземном пространстве мусором, а сегодня ситуация еще более усугубляется.

Случаи столкновения космических аппаратов с мусором

В 1983 году маленькая песчинка (менее 1 мм в диаметре) оставила серьёзную трещину на иллюминаторе шаттла.

В июле 1996 года на высоте около 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом третьей ступени французской же ракеты Arian.

В 2001 году МКС едва не столкнулась с семикилограммовым прибором, утерянным американскими астронавтами.

29 марта 2006 года в 03:41 (MSK) произошла авария спутника «Экспресс-АМ11»: в результате внешнего воздействия разгерметизирован жидкостный контур системы терморегулирования; космический аппарат получил значительный динамический импульс, потерял ориентацию в пространстве и начал неконтролируемое вращение.[6] По предварительным данным причиной аварии стал «космический мусор». Выводы комиссии подтвердили первоначальную версию произошедшего.



10 февраля 2009 года коммерческий спутник американской компании спутниковой связи Iridium, выведенный на орбиту в 1997 году, столкнулся с военным российским спутником связи «Космос-2251», запущенным в 1993 году и выведенным из эксплуатации в 1995 году.

При столкновении спутника с мусором часто образуется новый мусор (так называемый синдром Кесслера), что в будущем может привести к неконтролируемому росту засорённости космоса.

В настоящее время только две страны — Россия и США имеют возможность и отслеживают всё околоземное космическое пространство в плане техногенного засорения с опорой на свои национальные системы контроля космического пространства.

В Советском Союзе засоренностью космоса начали заниматься в 1985 году в Министерстве обороны и в Академии наук страны. Уже в 1990 году были получены первые практические оценки и разработана математическая модель засоренности околоземного космического пространства. В 1992 году впервые в стране был создан проект стандартных исходных данных (СИД) для обеспечения работ по созданию космических орбитальных средств.

Сеть по наблюдению за космическим пространством США (англ.) — служба, созданная для отслеживания траекторий объектов на околоземной орбите. Отслеживаются объекты диаметром от нескольких сантиметров.

Методы уборки и уничтожения космического мусора

Загрязненность космоса с каждым годом продолжает расти. Поскольку с помощью существующих технологий тяжело решить задачу улучшения состояния космической среды, разумным шагом по сохранению космического пространства для будущих поколений в настоящее время есть принятие мер по уменьшению загрязненности.

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. Хотя в ряду других рассматривался, например, проект спутника, который будет искать обломки и испарять их мощным лазерным лучом или наземный лазер, который должен тормозить обломки для входа и последующего сгорания их в атмосфере, либо аппарат, который будет собирать мусор для его дальнейшей переработки. Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:

Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».

Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.

Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».

Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.

Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных взрывов, сопутствующих полету технологических элементов, увод отработавших ресурс космических аппаратов на орбиты захоронения, торможение об атмосферу и т. п.

В то же время поскольку большинство мер по уменьшению засорения прямо или косвенно затрагивает вопросы формирования облика и конкурентоспособности перспективной космической техники и сопряжены со значительными затратами по проектам её модернизации, перспективные общие нормативы и стандарты по засоренности ОКП необходимо принимать взвешенно и на глобальной основе.

Недавно ученые США предложили избавиться от мусора с помощью вольфрамовой пыли, рассеянной вокруг Земли в виде оболочки толщиной до 30 км. При этом облако вольфрамовой пыли должно будет тормозить мелкие обломки, очищая от них околоземное пространство.

Одновременно с этим разрабатываются и новые правила использования космоса. Так, например, на борту каждого искусственного спутника должны присутствовать резервные запасы топлива, позволяющие по истечении срока его годности направить спутник к Земле или перевести его в специально отведенные для этого районы околоземных орбит. Кроме этого, разгонные блоки ракет обязаны снабжаться системами слива топлива, во избежание их последующего взрыва. Однако, данные меры являются недостаточными, и проблема космического мусора сегодня по-прежнему остается открытой.

Заключение

Неисчислимые материальные ресурсы таят в недрах Солнечной системы, и естественно стремление человека заставить их служить ему.

Еще более века назад Циолковский говорил: «планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели…» Люди, утверждал он, «изменят поверхность Земли, ее океаны, атмосферу, растения и самих себя. Будут управлять климатом и будут распоряжаться в пределах Солнечной системы, как на самой Земле, которая еще неопределенно долго будет оставаться жилищем человечества».

Наука в освоении космоса сделала пока еще первые шаги. Никакая техника не развивается так быстро, как космическая. Мы уже многое умеем делать и на многое готовы, но освоение космоса потребует еще больших усилий мыслей и огромных затрат. Нам нужно более трепетно относиться к тому, что мы отправляем в космос. Одна из опасностей, которая поджидает человека в космосе, создана им самим – космический мусор.

И сейчас нужно начинать делать то, что в наших силах: создавать гелиевые облака, которые могли бы под своей массой опускать скопления, мелких осколков в атмосферу, мощные лазерные установки для уничтожения более крупных осколков; можно использовать специальные машины с людьми на борту, которые могли бы выходить в открытый космос для уборки остатков пищи, выбрасывающихся в открытый космос с космических аппаратов; ракет-носителей с магнитной установкой на борту для удаления металлических осколков. Наша проблема заключается в том, что мы должны контролировать мусор, создаваемый нами же.

Использованная литература

Акишин А.И. Новиков Л.С. Воздействие окружающей среды на материалы космических аппаратов. – М.: Знание, 1983 -64с

Ивлев Л.С. (ред) Экология космоса. Материалы научных семинаров. –

СПб, 2001.-114с

http://www.musorshik.ru/tiding/kosmomusor

http://ru.wikipedia.org/wiki/Космический_мусор




Предыдущий:

Следующий: