Startram — магнитный поезд для отправки грузов на орбиту. Постройка подобной системы будет стоить в районе 20 миллиардов долларов, но должна окупиться сверхдешёвой ценой доставки грузов на орбиту — 40$ за килограмм (сейчас — 11$ тыс. за килограмм). Startram основан на уже испытанной концепции магнитной левитации и будет перемещаться по вертикальной трубе длиной в 20 км.
«Автостопщик комет» — аппарат, в данный момент разрабатываемый НАСА для исследования астероидов и комет. На них нелегко приземлиться из-за малой массы и слабой гравитации, но «Автостопщик» будет вооружён системой гарпунов, которая теоретически позволит ему с лёгкостью цепляться за небольшие небесные объекты, используя затем их кинетическую энергию для новых прыжков.
Солнечный зонд Solar Probe Plus будет запущен в 2018 году. Для защиты от жара его снабдили 12-сантиметровым углепластиковым щитом. После семилетней раскрутки вокруг Венеры, зонд отправится к Солнцу, на расстояние в 6 миллионов километров, что в десять раз ближе, чем орбита Меркурия. До этого к светилу удавалось приблизиться лишь на 43 млн. км. с помощью «Гелиоса 2».
Аванпост на Марсе не за горами, и скорее всего он будет устроен солиднее, чем в «Марсианине». К 2030 году на красной планете планируется развернуть зону в 100 км, в которую будут входить жилые помещения и научные постройки. Со временем на Марсе возможно будет выращивать еду и добывать воду.
ATHLETE — шестиногий вездеход, разрабатываемый НАСА для исследования других планет. Благодаря большому количеству конечностей он будет способен передвигаться по любым поверхностям, транспортируя грузы и модули построек. В условиях земной гравитации ATHLETE способен поднять 400 кг и перемещаться со скоростью 2 км/ч.
Марсианские дома, отпечатанные на 3D-принтере — одна из идей для грядущей колонизации красной планеты. НАСА проводило конкурс на лучший дом, созданный из «подручных материалов» Марса. Первый приз взяла команда с проектом психоделического «Ледяного дома», также были варианты жилищ из песка и грунта.
Оккультер для коронографов (телескопов для наблюдения за солнечной короной) размером с бейсбольный мяч совсем недавно был представлен НАСА. Оккультер — устройство для блокирования света звёзд, в телескопах он обычно плоский. Сферический объект должен дать более чёткую картину, снизив уровень «солнечного шума».
Две технологии «перенаправления астероидов» от компании Honeybee Robotics сейчас находятся в активной разработке. Первая — «космический дробовик», стреляет в астероиды дробью и откалывает от них куски, чтобы определить их прочность. Вторая — система бурения Nano Drill, размером всего лишь со смартфон, предназначена для взятия образцов породы.
SPS-ALPHA — теоретическая конструкция на орбите Солнца, состоящая из десятков тысяч миниатюрных зеркал. Его задачей будет собирать солнечную энергию, конвертировать в микроволновый луч, а затем поставлять на Землю. Эта задумка открывает невероятные возможности, но её воплощение сопряжено с массой проблем и вряд ли планируется в ближайшем будущем.
Проект «Objective Europa» — один из самых амбициозных и безумных среди всех исследовательских миссий. Он предполагает высадку астронавтов на спутник Юпитера, Европу, в субмарине для исследования подлёдного океана. Чего он не предполагает, так это их возвращения назад. Проект спонсирует датский учёный Кристиан фон Бенгстон, разрабатывающий также множество других космических программ.
Какие-то идеи уже стали реальностью, другие ожидают своего выхода в ближайшие годы, третьи, возможно, произойдут уже в иную эпоху. Мечта о космическом будущем требует чудовищных ресурсов и жертв — но будем честны, её воплощение того стоит.
Научный прогресс последних лет позволил человеку значительно расширить понимание о Вселенной, но в ее глубинах по-прежнему остается множество неизведанного. Масштабное освоение космоса сдерживает дороговизна и низкая эффективность космических аппаратов. Аэрокосмические агентства и компании всего мира разрабатывают новые космические технологии, которые призваны решить эту проблему и сделать возможными межпланетные путешествия и продолжение поисков неземных форм жизни.
Лифт в космос
Компания Obayashi Corporation из Японии в 2012 году заявила о своей работе над созданием лифта в космос, которая должна закончится к 2050 г. Для этого планируется строительство космодрома на Земле, который будет связан с размещенной на высоте 35 500 км от земной поверхности космической станцией. Там будут располагаться жилые помещения и космические лаборатории. Объекты будут соединены с помощью кабеля из углеродных нанотрубок и генетически модифицированного паучьего шелка. Новые технологии позволят лифту достигать скорости 201 км/ч и вмещать до 30 пассажиров. Планируемая продолжительность подъема составляет около 8 дней.
Skylon
Разработка английской компании Reaction Engines Limited – космический самолет Skylon – будет осуществлять взлет и посадку на обычной взлетно-посадочной полосе и может использоваться как самолет, а в верхних слоях атмосферы после достижения сверхзвуковой скорости переходить в режим ракеты для выхода на околоземную орбиту. Это становится возможным благодаря специально разработанному воздушно-реактивному двигателю Sabre, который работает по новейшей технологии предварительного охлаждения кислорода из забортового воздуха или собственных баков. Ожидается, что Skylon позволит в 15-20 раз уменьшить стоимость «космической» доставки грузов объемом 12-15 т на орбиту Земли.
Многочисленный мусор, вращающийся в космосе недалеко от Земли, периодически уничтожает или повреждает другие важные объекты. А его постоянно увеличивающееся количество заставляет ученых разрабатывать новые технологии по его ликвидации. Специалисты института EPFL (Швейцария) представили для этих целей космический аппарат CleanSpace размером 30х30х10 см, рассчитанный на одноразовое использование. Его первой целью должен стать швейцарский спутник Swisscube, выпущенный на орбиту в 2009 г. Аппарат-уборщик захватит свою цель и переместится с ней в верхние слои атмосферы, где оба должны сгореть. Стоимость проекта CleanSpace оценивается в $11 000 000, а при успешном выполнении миссии планируется наладить его серийное производство, чтобы поддерживать чистоту в околоземном пространстве.
James Webb Space Telescope
В 2017 г. космическое агентство NASA получило высокотехнологичный космический телескоп, который должен помочь ученым в поисках проявлений жизни в бескрайних просторах Вселенной. Аппарат стоимостью 8,8 млрд. долл., созданный по новым технологиям, позволит исследовать в космосе множество наиболее отдаленных планет, вычислять их размеры и замерять содержание в атмосфере воды, углекислого газа и других веществ. Главная отличительная особенность телескопа James Webb – дальность действия. он способен сканировать пространство на отметке 300 млн лет после Большого взрыва, когда началось зарождение видимого света.
Ученым из КНДР удалось создать уникальный экземпляр двигателя, который работает, нарушая законы сохранения импульса. Внешне он выглядит как положенное на бок ведро, работает за счет преобразования микроволн в тягу, а питается от солнечной энергии. Принцип его работы противоречит всем известным законам физики, поэтому некоторые специалисты склонны считать, что экспериментальный образец построен с ошибкой и реальные образцы не будут работать. Но если все рассчитано верно, то использование новой технологии EmDrive позволит запускать аппараты для освоения глубокого космоса без жидкого топлива и разгонять их до невероятных скоростей. К примеру, они смогут достигать границ Солнечной системы в течение 1 года, а не нескольких десятилетий.
Космический аппарат, не превышающий размеров легкового автомобиля, разработан специалистами NASA для исследования атмосферы Солнца. После 7-летней раскрутки вокруг Венеры Parker Solar Probe направится прямо к Солнцу, чтобы приблизиться к его поверхности на расстояние около 6 000 000 км. До этого к главной Звезде удавалось приблизиться только на 43 000 000 км с помощью аппарата Гелиос 2.
Начало миссии запланировано на 2018 г., а ее продолжительность рассчитана на 3 года, в течение которых зонд он пройдет вблизи Солнца 24 раза и сможет приблизиться к нему на расстояние в 10 раз ближе, чем орбита Меркурия. Для защиты от экстремальных температур (до 2500 °С) он оборудован специальным щитом из композитного углерода толщиной 12 см.
«Венероход»
Специалисты лаборатории NASA работают над новыми технологиями для изучения Венеры. Основная проблема заключается в том, что ее окружающая среда довольно агрессивна: атмосфера нагревается до 462°С и в 90 раз превышает плотность земной атмосферы, поэтому здесь формируется давление, которое не в состоянии выдержать даже самый прочный корпус атомной лодки. В связи с этим требуется создать космический аппарат с минимальным количеством электроники, иначе она очень быстро выйдет из строя.
Новый проект под названием AREE (Automaton Rover for Extreme Environments) представляет собой планетоход, который будет оснащен ветряным двигателем и солнечными панелями для работы. Вся информация будет собираться с помощью механических компьютеров и транслироваться на орбитальную станцию с использованием азбуки Морзе.
Ученые NASA работают над разработкой окололунной орбитальной лаборатории, запуск которой планируется на начало 2020-х г. г. Новая Deep Space Gateway призвана заменить МКС, после того, как к 2024 г. закончится срок службы последней. Среди главных задач проекта отмечается испытание новых технологий освоения дальнего космоса и подготовки к дальним межпланетным перелетам, в частности, к путешествию на Марс.
Расположение станции на окололунной орбите позволит получить уникальную среду для изучения космоса и его влияния на человека. Deep Spce Gateaway планируется оснастить радиообсерваторией, подходящей для анализа излучения эпохи «Темных веков» (соответствует времени 380 000 – 550 000 лет после Большого взрыва).
Технология SpiderFab
Компания Tethers Unlimited работает над созданием новейшей технологии объемной печати SpiderFab, которая позволит печатать и собирать космические корабли прямо в космосе.
Проектом предусмотрена разработка паукообразных роботов в условиях невесомости будут создавать на 3D принтерах из полимерных и других материалов отдельные детали и впоследствии собирать из них космические аппараты. В результате их не придется запускать с Земли, что значительно сократить стоимость кораблей и появится возможность собирать конструкции гораздо больших размеров, чем это позволяют современные технологии.
Лазерная связь
Для успешного освоения космоса важное значение имеет связь, но большинство современных передатчиков потребляет для передачи данных слишком большое количество энергии, что особенно критично во время длительных космических путешествий. Помочь в этом вопросе может использование новых технологий передачи данных посредством лазера, благодаря которой скорость передачи по сравнению с радио передатчиками увеличится в 10-100 раз.
В качестве эксперимента агентство NASA запустило в сентябре 2017 г. лазерную систему передачи данных LLCD на спутнике LADEE, который занимается исследованием лунной атмосферы. Система показала рекордные показатели: лазерный луч передавал данные на Землю со скоростью 622 Мб/с, а обратно – со скоростью 20 Мб/с.
Федеральное агентство по образованию
Самарский государственный экономический университет
Кафедра промышленной технологии и товароведения
РЕФЕРАТ
по техническим основам производства
на тему: "Космические технологии"
Выполнила: студентка
2 курса ПЭФ ЭОТ
Липей Елена
Науч. рук.: Тарасов А.В.
Оценка: ______________
Самара - 2009
Введение
5.2 Космическое оружие
Заключение
Введение
В последние годы - годы НТП (научно-технического прогресса) - одной из ведущих отраслей народного хозяйства является космос. Достижения в исследовании и эксплуатации космоса являются одним из важнейших показателей уровня развития страны. Несмотря на то, что эта отрасль очень молодая, темпы ее развития очень высоки, и уже давно стало ясно, что исследования и использование космического пространства ныне немыслимы без широкого и разностороннего сотрудничества государств.
За очень короткий исторический срок космонавтика стала неотъемлемой частью нашей жизни, верным помощником в хозяйственных делах и познании окружающего мира. И не приходится сомневаться, что дальнейшее развитие земной цивилизации не может обойтись без освоения всего околоземного пространства. Освоение космоса - этой "провинции всего человечества" - продолжается нарастающими темпами.
В положительном плане на космос работают такие тенденции современных международных отношений, как глобализация, усиление интеграционных процессов и регионализма. С одной стороны, они ставят перед космической деятельностью задачи воистину глобального порядка, поскольку только космические средства делают возможным собирать, обрабатывать и распространять в масштабах планеты информацию о состоянии глобальных проблем. С другой - они позволяют объединять усилия и изыскивать средства для решения проблем национальных и региональных, обеспечивая экономическую рентабельность.
Глава 1. Некоторые результаты работ в области космической технологии, выполненных советскими учёными
В 1978 г. в исследованиях, проводимых по программе "Интеркосмос", появилось новое направление - изучение процессов образования и поведения материалов в условиях космического пространства. Для решения многих стоящих перед человечеством задач нужны различного рода материалы со специальными, порой экстраординарными свойствами и возможностями: полупроводники, кристаллы для инфракрасной техники, сложнейшие оптические материалы. Космос предоставляет человеку близкую к идеальной среду для их получения. Почти полное отсутствие силы тяжести на борту космического аппарата, глубокий вакуум, зачастую мешающие космонавтам и усложняющие работу некоторых бортовых приборов и систем, в данном случае выступают в качестве позитивного явления.
Однако возникает ряд вопросов. В частности, оправдано ли перенесение уже отработанных на Земле процессов в космос с экономической точки зрения? Подобные сомнения имеют некоторые основания. Во-первых, создание аппаратуры для работы в космосе обходится значительно дороже. Во-вторых, вывод этой аппаратуры в космос и ее функционирование на борту космического корабля или станции требуют больших материальных затрат. В СССР эти прикладные исследования носят скорее опытно-конструкторский характер. До создания космических заводов предстоит пройти еще долгий и трудный путь.
Как правило, космические исследования ведутся в основном в интересах наших чисто земных нужд. Это справедливо и для космического материаловедения. Одними из главных потребителей таких материалов являются наука и техника. Космические приборы, системы и агрегаты, например, должны обладать максимальной чувствительностью, способностью работать в экстремальных условиях. Ни для кого не секрет, что на изготовление космической техники идут самые совершенные из имеющихся в распоряжении человека материалы. Только с их помощью можно успешно решить грандиозные задачи, стоящие перед исследователями космоса. Вот почему, чем интенсивнее и плодотворнее будет развиваться космическое материаловедение, тем быстрее оно сможет предоставить космической технике новые материалы, тем большую отдачу мы сможем получить от всех направлений космических исследований. Важность этой проблемы, ее актуальность несомненны.
Начало сотрудничества в этом направлении в рамках программы "Интеркосмос" совпало с подготовкой первых полетов международных экипажей. Появилась возможность осуществлять совместные исследования на орбитальной станции "Салют-6", много лет служившей базой самых разнообразных исследований. Для проведения совместных материаловедческих экспериментов Советский Союз предоставил ученым братских стран бортовые технологические установки "Кристалл" и "Сплав", позволяющие осуществить исследования с материалами различных типов, используя широкий диапазон методов получения соединений. Ценность экспериментов повышалась ещё и присутствием на борту станции космонавтов, прошедших специальную подготовку по проведению работ такого рода.
В Советском Союзе был выполнен значительный объем работ по изучению процессов сварки в условиях микрогравитации и созданию различного оборудования для этой цели. При создании такого оборудования необходимо учитывать ряд требований к его конструкции и эксплуатации, обусловленных особенностями проведения работ на космическом аппарате. Безопасная эксплуатация оборудования на космическом аппарате зависит от правильного учета факторов, таких как разрушительное действие источника нагрева, наличие ванны с жидким металлом и брызг расплавленного металла, повышенное напряжение источников питания и побочные явления типа теплового или рентгеновского излучения. Например, в установке типа "Вулкан", предназначенной для электронно-лучевой сварки, ускоряющее напряжение было выбрано меньше 15 В, так как при этом исключается возможность появления тормозного рентгеновского излучения. Удачный выбор режима дуговой сварки позволил избежать разбрызгивания металла. В той же установке высоковольтные элементы и цепи как потенциальные источники опасности были заключены в один блок и залиты эпоксидной смолой. Для локализации металлической пыли, теплового и светового излучений в установке "Вулкан" использован специальный защитный кожух. Контроль параметров процесса и поддержание их на необходимом уровне обеспечивался системой электрической и механической защиты.
Анализ различных способов сварки показал, что относительная простота выполнения электронно-лучевой сварки, высокая эффективность процесса, возможность его применения для всех металлов делают этот способ одним из наиболее перспективных в космической технологии.
Глава 2. Космическое информационное обеспечение в биосферных исследованиях
Три десятилетия космической эры существенно повлияли на наши знания о Земле, на технологию создания карт, на оперативные наблюдения за природными процессами, особенно в метеорологии.
При помощи искусственных спутников оказалось возможным предсказывать на 3-5-дневный срок погоду на большей части Земли с точностью и покрытием, ранее недоступными; наблюдать явления засухи в крупных регионах; выявлять лесные пожары и сведение лесов в малообжитых районах; выявлять биопродуктивные зоны океана, наиболее подходящие для обитания рыб; определять смещения тектонических плит и прогнозировать землетрясения по параметрам траекторий орбит ИСЗ.
В космических методах изучения планеты определилось два направления:
1. Решение отраслевых национальных задач локального или субрегионального уровня, связанных с тематическим картографированием компонентов природной среды и обновлением ранее созданных карт. Масштабы картографической продукции 1: 50 000 - 1: 2000 000.
2. Выполнение крупнейших национальных и международных программ, связанных с изучением развития Земли как планеты с обязательным использованием космической информации. Это направление ориентировано на использование космических средств как инструмента в задачах наук о Земле.
Поляризация научных интересов отчетливо делит страны мира по направлениям, использования космических методов дистанционного зондирования.
Даже такие высокоразвитые страны, как ФРГ, Франция, Англия ограничивают свои исследования отдельными территориями. Использование ими космических снимков основано на высокой технологической культуре создания карт на базе информационных систем. США в отличие от западноевропейских стран активно развивают концепцию и программу системных глобальных исследований, ориентированных на решение задач наук о Земле.
Изучение природных циклов должно быть основано на многомерных временных рядах космических измерений. Только такой подход в состоянии обеспечить регистрацию динамических процессов. Для изучения фенологического развития сельскохозяйственных культур в эксперименте "Курск-85" положительные результаты были достигнуты с помощью объединения многомерных временных рядов оптических измерений. Таким образом, для изучения природных процессов требуется практически круглогодичный цикл космических съемок и соответствующих подспутниковых наблюдений.
Космические методы приобретают решающую роль в решении современной проблемы человечества - изучении Земли как планеты. Эффективность практического использования космических методов будет в значительной степени определяться развитием разветвленной сети геоинформационных систем, которые должны обеспечить широкий доступ к космическим данным.
Ученые Казахстана намерены активно внедрять космические технологии для зондирования поверхности страны. С помощью данных космического ока в Алматы уже разработан проект внутренней транспортной среды города, а также ведётся учет зелёных насаждений. Причём специалистам известно не только место расположения и возраст деревьев, но и их тип. С учетом активной застройки города, мониторинг растительности позволяет координировать её восстановление, а также изучать состояние воздушного бассейна.
Кроме того, основываясь на данных дистанционного зондирования Земли можно прогнозировать и землетрясения. Международная центрально-азиатская конференция по "Дистанционному зондированию Земли и геоинформационным системам" проходящая в Алматы собрала специалистов как из ближнего так и дальнего зарубежья. Все они преследуют одну цель: обменяться опытом, чтобы затем использовать его в решении как государственных, так и региональных задач, не забывая при этом нефтегазовую, энергетическую отрасль и сельское хозяйство. На высоте 360-ти километров ведут дистанционное зондирование земной поверхности более 65 спутников. Сделать четкую картинку могут не все, облака и обильная растительность в этом играют большую роль. Однако это с лёгкостью делают радарные спутники. Опыт применения космических технологий в этом регионе насчитывает 17 лет. За это время специалисты в этой области достигли существенных результатов. Благодаря дистанционному зондированию у сейсмологов появляется возможность более точного мониторинга земной активности. Данные, полученные из космоса о земном рельефе позволяют лучше понять какие процессы происходят на глубине и взглянуть по новому на те процессы которые происходят в её недрах.
Глава 3. Космические технологии - на борьбу с энергокризисами
Уральские ученые нашли относительно недорогой способ стопроцентной подстраховки на случай масштабных аварий на региональных энергосетях. Мини-турбомашину можно установить на базе обычной котельной, причем энергозатрат - никаких. Агрегат работает на излишках пара, которые обычно просто сбрасывают в атмосферу. Эта небольшая турбомашина, по мнению ее разработчиков, совершит революцию в коммунальном хозяйстве России. Паровая турбина способна вырабатывать электричество, используя ресурсы типовой котельной. Такая мини-электростанция способна подстраховать региональную энергосистему в случае возникновения крупной аварии. Самая маленькая из стандартных турбомашин, выпускаемых в России, мощностью всего 500 киловатт, имеет достаточно большие габариты: вес 10 тонн, длина 5 метров. Как из большой турбомашины сделать маленькую, при этом не проиграв в мощности? Над этой задачей отечественные конструкторы бились несколько лет. Решить задачу помогло сотрудничество с оборонными предприятиями, которые предложили конструкторам из Екатеринбурга использовать космические технологии.
"Институт "Композит" совместно с ракетно-космическим центром специально разработал для нас под эту турбину материал на основе углепластика. Мы использовали его в качестве подшипника скольжения", - рассказывает главный технолог предприятия-разработчика.
Упростив до минимума установку, конструкторы добились главного: компактная турбомашина стала еще мощнее и при этом безопаснее.
Создатели мини-турбомашины сейчас говорят: самое главное - поскорее запустить установку в производство. Серийный выпуск удешевит конструкцию. Космические технологии станут доступны даже для сельской местности.
Глава 4. Космические технологии приходят в регионы
В соответствии с постановлением Губернатора Калужской области № 226 от 20 июня 2006 года Правительство Калужской области, министерство экономического развития Калужской области и федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения" (ФГУП "РНИИ КП") разработали областную целевую программу "Использование результатов космической деятельности и современных геоинформационных технологий в целях ускорения социально-экономического развития и повышения конкурентоспособности Калужской области (2007 - 2009 годы).27 декабря 2006 года Законом Калужской области № 277-ОЗ Программа была утверждена. Это явилось закономерным итогом тесного сотрудничества Администрации области и Федерального космического агентства по реализации Совместного Соглашения о взаимодействии в области развития и использования космических систем, средств и технологий от 10 февраля 2006 года.
Целью Программы является достижение с использованием космических систем качественно нового уровня информатизации и автоматизации для решения задач социально-экономического развития и обеспечения безопасности жизнедеятельности населения Калужской области.
Общий замысел Программы основан на анализе мирового и отечественного опыта, который показывает, что рациональное использование результатов космической деятельности может внести существенный, а в ряде случаев - определяющий вклад в решение задач ускорения социально-экономического развития регионов, особенно в создание и развертывание федеральной, территориальной, региональной и муниципальной информационно-управляющей инфраструктуры.
В целом ряде регионов России ведется активная работа по обеспечению практического использования результатов космической деятельности в области спутниковой навигации, дистанционного зондирования Земли, мониторинга различных объектов, процессов, явлений, картографии, геодезии, гидрометеообеспечения, связи, управления, передачи данных и других направлениях.
Калужская программа должна наглядно показать очевидные преимущества внедрения в повседневную жизнь космических технологий. Полученный опыт первопроходцев будет неоценим для их последующего распространения и применения в тех субъектах РФ, которые готовы к современной инновационной деятельности для повышения эффективности природопользования, экологии, топливно-энергетического комплекса, контроля и развития территорий, строительства, многих других направлений и, как следствие, существенного улучшения качества жизни всех категорий людей.
ФГУП "РНИИ КП" определен головной организацией отрасли по созданию, развитию и целевому использованию глобальной навигационной системы ГЛОНАСС, включая функциональные дополнения, аппаратуру потребителей и наземный комплекс управления этой системы; по созданию и модернизации Единого государственного наземного автоматизированного комплекса управления; российскому сегменту системы КОСПАС-САРСАТ, а также в сфере применения космических технологий мониторинга состояния критически важных и (или) опасных объектов и грузов Российской Федерации.
Институтом создаются на основе современной элементной базы и новейших технологий системы и аппаратура для наземного комплекса управления космическими аппаратами, бортовых ретрансляторов спутников связи, командно-измерительных систем космических аппаратов, радиотелеметрических систем для разгонных блоков и ракет-носителей, комплексов дистанционного зондирования земли, радиотехнических комплексов для обеспечения исследований Солнечной системы, астероидной безопасности и "космического мусора".
ФГУП "РНИИ КП" активно принимает участие во многих национальных и международных космических программах и проектах, а также в работе различных международных организаций.25 апреля 2006 года Президентом Российской Федерации подписан Указ о создании ОАО "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем", головным предприятием которого определено ФГУП "РНИИ КП".
Глава 5. Перспективы развития космических технологий
5.1 Космические технологии на борьбу с вирусом птичьего гриппа
Российские космические технологии намерена использовать французская компания "Эр ин спейс" для защиты иммунодефицитных больных и для борьбы с вирусом птичьего гриппа.
Внимание французских медицинских специалистов привлекли российские методики плазменной очистки воздуха от биологического загрязнения на космических станциях. Они были разработаны еще в 90-е годы минувшего века и с успехом использовались на орбитальном комплексе "Мир". С апреля 2001 года такие устройства применяются и для очистки воздуха в российском сегменте Международной космической станции.
Французская компания "Эр ин спейс" адаптировала их к наземным госпитальным условиям с помощью Европейского космического агентства, осуществляющего масштабную программу передачи космических технологий. Сертификация оборудования проводилась в Лаборатории вирусологии в Лионе. По словам специалистов российское изобретение позволяет, в частности, полностью уничтожать в воздухе вирусы птичьего гриппа даже при сильной их концентрации.
По мнению французских экспертов, в случае пандемии птичьего гриппа с помощью таких технологий можно быстро переоборудовать под госпиталя, к примеру, помещения школ. Разработка также может с успехом использоваться для стерилизации операционных и лабораторных помещений, подчеркивают специалисты.
5.2 Космическое оружие
Соединенные Штаты планируют в скором будущем создать космическое оружие, способное поражать наземные объекты с орбиты. На эту перспективную разработку, как ожидается, будет выделено около 100 млн. долларов, - об этом сообщило агентство "Интерфакс". За выделение средств на космическое оружие проголосовала Согласительная комиссия Конгресса США.
По данным американских СМИ, космическое оружие - это спутник, который будет запускаться с Земли и размещенная на нем ракета. После проведения атаки с околоземной орбиты, космический аппарат будет возвращаться на базу. После перезарядки и профилактики многоразовый спутник может быть вновь отправлен в космос.
5.3 Космическая программа России и Белоруссии
Белоруссия и Россия намерены разработать совместную космическую программу, заявил начальник департамента оборонной промышленности и военно-технического сотрудничества Постоянного комитета Союзного государства Белоруссии и России Александр Корсаков.
"Постоянным комитетом проделана работа по предложениям Федерального космического агентства России и Национальной академии наук Белоруссии о подготовке программы Союзного государства "Разработка базовых элементов, технологий, создания и применения орбитальных и наземных средств многофункциональной космической системы" (Космос - НТ)", - заявил он на пресс-конференции во вторник в Минске.
А. Корсаков уточнил, что программу предполагается реализовать в 2008-2011 годах.
По словам А. Корсакова, целью является "разработка передовых космических технологий и создание не имеющих аналогов экспериментальных образцов наземных и орбитальных космических средств и элементной базы".
5.4 Использование солнечной энергии на Земле
Пентагон выступил с предложением создания орбитальной группировки спутников, которые могли бы собирать солнечную энергию и передавать ее на Землю.
Об этом говорится в новом 75-страничном докладе американского военного ведомства.
Несмотря на то, что проект оценивается как минимум в десять миллиардов долларов, американские военные полагают, что электроэнергия из космоса сможет снизить расходы военного ведомства.
В настоящее время электроэнергия, например в Ираке и Афганистане добывается при помощи генераторов, работающих на нефтепродуктах. Получается, что США приходится транспортировать нефть в свою страну, перерабатывать ее, а потом отправлять готовые продукты снова за океан.
Таким образом, каждый киловатт электроэнергии, выработанный генератором на военной базе, обходится не в 5-10 центов, как это было бы в США, а приблизительно в один доллар, отмечается в докладе.
При этом Пентагон не хочет заниматься разработкой своего же проекта, а хочет целиком положиться на коммерческих поставщиков нового типа электроэнергии, которые могут появиться уже в обозримом будущем.
В соответствии с докладом предлагается разместить в космосе группировку спутников с легкими зеркалами длиной в несколько километров. Эти зеркала будут фокусировать солнечный свет на панели солнечных батарей для выработки электроэнергии. Полученное электричество будет преобразовываться в микроволны, которые могли бы передаваться через атмосферу Земли на частоте от 2,45 гигагерц до 5,8 гигагерц.
На Земле микроволны, интенсивность которых будет составлять одну шестую от интенсивности солнечного света в полдень, будут захватываться антеннами. Специальные системы будут конвертировать микроволны обратно в электричество для распространения по обычной сети.
Такая концепция не нова - аналогичные идеи возникали еще в 70-х годах, однако тогда не было ни технологии, при помощи которой это можно воплотить в жизнь, ни финансовых возможностей.
В докладе отмечается, что на протяжении нескольких лет будут развиты технологии, которых пока нет, а первая электроэнергия из космоса может быть передана уже в 2012-2013 году со спутников на околоземной орбите. На геосинхронную орбиту спутники планируется перевести к 2017 году.
В рамках осуществления нового проекта могут быть проведены несколько экспериментов. Первый - по передаче электроэнергии на расстояния без проводов между двумя наземными пунктами. Затем нужно будет повторить тот же эксперимент, но уже попробовав передать электроэнергию на наземную базу с МКС.
На новый доклад моментально отреагировали американские научно-исследовательские организации, 13 из которых организовали "Альянс космической солнечной энергии будущего".
"Несмотря на то, что технические вопросы все еще остаются на повестке дня, значительные инвестиции сейчас могут превратить космическую энергию солнца в важнейший источник электроэнергии: экологически чистой, возобновляемой и способной обеспечить огромное количество энергии, так необходимой всему миру. Конгресс, федеральные агентства и деловое сообщество должны незамедлительно начать инвестирования", - заявил в письменном обращении вице-президент Национального космического сообщества США Марк Хопкинс.
По мнению директора Национального офиса по космической безопасности Пентагона Джозефа Ружа, технологические вопросы, связанные с проектом, в настоящее время решаются очень быстро, а финансовые возможности бизнеса увеличиваются с каждым годом.
"Не хватает только соответствующего толчка, который бы простимулировал заинтересованные стороны в осуществлении проекта", - отмечает Руж во вступительном слове к докладу.
Эксперты опасаются, что затраты на создание новой системы могут сделать проект трудно окупаемым.
В первую очередь, нужно добиться снижения стоимости отправки грузов на геосинхронную орбиту, которая в настоящее время составляет не менее 20 тысяч долларов за килограмм.
Кроме этого, основной потребитель космической электроэнергии в настоящее время - Пентагон - должен проанализировать долгосрочные потребности в электроэнергии и подтвердить свое намерение стать реальным потребителем. Также должны быть внесены изменения в законодательство, облегчающие налоговое и кредитное бремя для тех, кто будет занят в новом проекте.
Заключение
Освоение космоса не только стимулировало интерес к образованию, но и позволило использовать великолепные технические средства - радиовещательные и телевизионные спутники для образовательных целей. Широкие массы населения планеты могут получить через всеобщую глобальную систему образования, построенного на использовании мировых космических систем связи и телевидения на основе использованных спутников Земли, самые обширные знания. Радио - и телепередачи через спутники позволят решать проблемы ликвидации неграмотности, повышать образовательный ценз детей и взрослых и т.п. Таким образом, космос и образование оказались элементами двуединого процесса: без глубоких знаний невозможно покорение космоса, последнее же в свою очередь, дает эффективное средство для всестороннего совершенствования и развития образования.
Космонавтика нужна науке - она грандиозный и могучий инструмент изучения Вселенной, Земли, самого человека. С каждым днем все более расширяется сфера прикладного использования космонавтики. Служба погоды, навигация, спасение людей и спасение лесов, всемирное телевидение, всеобъемлющая связь, сверхчистые лекарства и полупроводники с орбиты, самая передовая технология - это уже и сегодняшний день, и очень близкий завтрашний день космонавтики. А впереди - электростанции в космосе, удаление вредных производств с поверхности планеты, заводы на околоземной орбите и Луне, и т.д.
В заключение справедливо будет сказать, что двадцатое столетие по праву называют "веком электричества", "атомным веком", "веком химии", "веком биологии". Но также справедливое его название - "космический век". Космическое будущее человечества - залог его непрерывного развития на пути прогресса и процветания, о котором мечтали и которое создают те, кто работал и работает сегодня в области космонавтики и других отраслях народного хозяйства.
Список использованной литературы
1. "Космическая техника" / под ред. К. Гэтланда, М.: Мир, 1986
2. "Космические методы изучения биосферы"/ ответств. ред. Л.Н. Васильев, М.: Наука, 1990
3. Освоение космического пространства в СССР (по материалам печати) / ответств. ред. Р.З. Сагдеев, М.: Наука, 1987
4. "Транспортные космические системы" / С.В. Чекалин, М.: Наука, 1990
5. http://www.interfax.ru
Представьте мир, в котором штормы, ураганы, торнадо, наводнения и молнии больше не опасны для человека. Мир, в котором перелет от Лондона до Сиднея занимает один час. Вообразите будущее, в котором наши познания о материи настолько глубоки, что путешествия во времени становятся реальностью. Над этими технологиями уже работают ученые в Калифорнии, в Пало-Альто, в лабораториях компании Lockheed Martin - мирового гиганта в области авиакосмической техники и авиастроения.
Lockheed Martin работает бок о бок с NASA, ведущими мировыми университетами и мощными коммерческими партнерами. Ученые сосредоточены на четырех проектах, которые коренным образом изменят наш мир:
- сохранение человеческой жизни;
- открытие новых знаний о происхождении Вселенной;
- полеты со скоростью звука;
- предотвращение конца света.
Следуя за молнией
H. David Seawell/Corbisimages.comВ мае торнадо, наводнения и другие природные катастрофы обошлись экономике США в сумму более $4,5 млрд. По данным страховой компании AON, за один месяц произошло 412 торнадо. В Китае в том же месяце 81 человек погиб и 100 000 домов были повреждены и разрушены с приходом дождей Мэй-ю.
Никто не застрахован от погодных катаклизмов. В 2011 году в результате наводнения в Таиланде пострадали заводы по производству компьютерных комплектующих, в результате во всем мире поднялись цены на жесткие диски.
Точный прогноз наступающего торнадо поможет спасти жизни. Карта молний (GLM) даст людям шанс укрыться от катастрофы.
Скотт Фос (Scott Fouse), вице-президент Lockheed Martin’s Advanced Technology Center, рассказывает, что молнии формируются в облаках и только через некоторое время достигают земли, поэтому можно предугадывать бедствие. Датчики для сбора данных о молниях ученые подключат к американскому спутнику GOES-R, который запустят в следующем году.
Главный инженер спутника GOES-R Стивен Джолли объясняет, что датчики выполнены с использованием технологии телескопа «Хаббл», только теперь мы будем смотреть не на звезды, а на Землю. Торнадо начинается через 10 минут после начала активности молний, и эти 10 минут спасут множество жизней.
Погодный трекер, снимая Землю со скоростью 500 кадров в секунду, поможет самолетам пробраться сквозь бурю и пошлет предупредительный сигнал электрическим сетям, находящимся под угрозой на Земле. Ученые планируют развернуть систему GLM над всем миром.
John Agnone/Corbisimages.com
Кроме плохой погоды, угрозу для электрических систем и авиации создают корональные выбросы массы - вещества из солнечной короны. Преодолев миллиарды километров в космосе, частицы вещества достигают Земли через 1–3 дня. Даже небольшие выбросы могут ухудшить сигнал от спутников, и мы потеряем контроль над самолетами и электрическими системами.
Чем крупнее выброс, тем опаснее последствия. В зависимости от времени, когда случится выброс, от места на солнце, в котором это произойдет, и от направления движения частиц, некоторые части мира могут лишиться электроэнергии на срок до 5 месяцев. Выплаты страховых компаний, связанные с ущербом от выбросов корональных масс, составляют около $10 млрд в год. Ультрафиолетовый тепловизор, установленный на спутнике GOES-R, будет заранее предупреждать о предстоящих выбросах.
Еще один инструмент на GOES-R - geoCARB - разрабатывается совместно с университетом Оклахомы. Он измеряет уровень углекислого газа в атмосфере Земли, чтобы мы могли прогнозировать изменения, связанные с его количеством.
Путешествия во времени и съемки зарождающихся галактик
Lockheed Martin и университет Аризоны разрабатывают суперчувствительную камеру ближнего инфракрасного диапазона, которой надеются заснять свет самых ранних звезд и галактик на стадии их формирования. Астрономы установили в камеру коронограф, который делает снимки слабовидимых объектов вблизи ярких источников. Механизм работы коронографа в NIRCam похож на то, когда мы прикрываем глаза ладонью от солнечного света, чтобы разглядеть что-то.
NIRCam будет запущена в космос на борту космического телескопа имени Джеймса Уэбба в октябре 2018 года из Французской Гвианы с помощью ракеты «Ариан-5». При помощи спектрометров ученые узнают больше о природе света и увидят, как формируются газовые облака. Это поможет многое понять о происхождении Вселенной.
С NIRCam исследователи изучат темную материю и темную энергию. Сейчас они скрыты от наших телескопов, но мы знаем, что они существуют. Эти знания заложат фундамент в понимание взаимодействия пространства и времени.
Мы считаем, что время движется в одном направлении, но материя не такая, какой мы ее представляем. Существуют впадины в пространстве, вызванные крупными объектами, такими как Солнце, например. Может ли это открытие привести к путешествиям во времени? Я ничего не исключаю. В старом сериале Star Trek рассказывалось о многих подобных технологиях, и мой отец, физик, смеялся над ними. Теперь эти технологии становятся реальностью. Когда мы поймем основы происхождения Вселенной, мы сможем объяснить все явления, которые не можем осознать сейчас.
Стивен Джолли
Исследования с NIRCam важны не только для космологов, но и для всего мира: они повлияют на систему верований и изменят религиозные представления человечества.
В двадцать раз быстрее звука
Navneet Yadav/Flickr.com
Идея гиперзвуковых путешествий не нова. Термин появился в 70-е годы и обозначал скорость в 5 Махов, то есть в 5 раз превышающую скорость звука. Множество проектов посвящено попыткам преодолеть скорость звука в десятки раз. Разработчики из Германии к 2030 году планируют запустить Hypersonic SpaceLiner, который сможет долететь из Европы до Австралии за 90 минут. Компания Lockheed Martin занята разработкой технологий, позволяющих преодолеть скорость в 20 Махов - 24 498 км/ч - и скорость в 30 Махов.
Попытки достичь скорость в 20 Махов сорвались из-за отсутствия надежных материалов, которые смогли бы выдержать нагрев, возникающий на этих скоростях. Сейчас у ученых есть материал, который охлаждается самостоятельно, «проливая» электроны, как человеческое тело выделяет пот.
Компания Lockheed Martin работает совместно с Имперским колледжем Лондона, который владеет гиперзвуковой аэродинамической трубой, необходимой для испытаний материалов. Сверхзвуковые полеты нужны не только обычным пассажирам, чтобы быстро перемещаться из страны в страну. Они важны для оказания незамедлительной гуманитарной помощи или помощи жертвам стихийных бедствий, хотя в первые годы использования стоимость сверхзвуковых перелетов будет очень высокой.
Наряду с гиперзвуковыми материалами для создания машин будущего будут использоваться другие разработки. Например, углеродные нанотрубки, которые в 50 000 раз тоньше человеческого волоса, будут использоваться в аккумуляторах.
Мы используем космические технологии в авиастроении, в автомобилестроении и уже в повседневной жизни. Мы изобрели датчики с источником питания, который может самостоятельно включаться и выключаться, без проводов. Это позволит создавать спутники, в тысячи раз меньшие по размеру, чем нынешние. А какими будут автомобили? Кто знает!
Стивен Джолли
Предотвращение конца света
В 2013 году в Челябинске упал метеорит размером около 15 метров в поперечнике, пострадало около 2 000 человек. Это первый случай в новейшей истории, когда упал крупный метеорит и вызвал значительные разрушения. Небольшие метеориты постоянно падают на Землю. Глобальную угрозу может представлять метеорит размером около 400 метров в диаметре. Но такие прилетают на Землю раз в тысячу лет, по словам ученых из NASA.
В настоящее время NASA наблюдает более 1 400 астероидов, которые могут нанести значительный ущерб. Землю защищают планеты-гиганты Солнечной системы, которые «оттягивают» метеориты на себя. Поэтому последний серьезный метеорит упал на Землю в 1908 году опять же на территории России и вызвал землетрясение силой 5 баллов по шкале Рихтера. Место его падения оказалось безлюдным, только один человек погиб. Если бы метеорит упал на 4 часа и 47 минут позже, он стер бы с лица Земли Санкт-Петербург, население которого составляло на тот момент более миллиона человек.
66 миллионов лет назад, во времена Мелового периода, когда по Земле бродили динозавры, на полуостров Юкатан в Мексике упал метеорит размером около 10 км в ширину, образовав кратер Чиксулуб. Сила воздействия была эквивалентна миллиарду бомб, какие были сброшены на Хиросиму, и вызвала химическую реакцию, которая «вскипятила» Землю.
News.nationalgeographic.com
Ученые из NASA и Lockheed Martin работают над тем, чтобы предотвратить подобные катастрофы в дальнейшем. NASA ведет каталог околоземных объектов с 1998 года, а в 2016 году планирует запустить миссию, которая изменит отношения человечества с астероидами.
Беспилотная миссия OSIRIS-REX отправится к астероиду Bennu, одному из самых потенциально опасных астероидов. Высока вероятность, что он врежется в Землю в конце XXII века. OSIRIS-REX подлетит к Bennu, возьмет образец его состава и принесет на Землю. Ученые надеются понять, каким образом можно повлиять на астероид и его орбиту. Также миссия может найти на астероиде еще не известные ученым химические элементы.
Сохранение нашей планеты - это больше, чем просто ее защита от падения метеорита. Например, одна из самых больших загадок: что произошло с атмосферой на Марсе, что вызвало кардинальные изменения климата? В 2013 году был запущена миссия MAVEN, которая, возможно, даст ответы на эти вопросы и поможет понять, не уготовано ли Земле будущее красной планеты.
Совершать открытия и создавать полезные изобретения в области космических технологий могут не только опытные специалисты, но и студенты, которые так или иначе хотят связать свою жизнь с космосом. Так 19 - летняя студентка Айша Мустафа (Aisha Mustafa) из университета Сохаг (Sohag University), находящегося в Египте изобрела двигатель для космических аппаратов.
В великобритании ученые начали работу над новой технологией двигателя для космических самолетов, которые смогут осуществлять выход на орбиту.
Космос полон тайн и загадок, а так же угроз для нашей планеты. Одной из угроз являются астероиды. С целью обезопасить планету, ученые из Университета Стратклайд в Глазго решили создать миниатюрные спутники оснащенные лазерами, которые смогут повлиять на движение астероидов.
Из новостей о космосе стало известно что, в японской компании Obayashi решили построить лифт, на котором можно подняться в космос. Осуществление такого плана намечено к 2050 году. Компания Obayashi планирует построить космодром на земле с космической станцией находящейся на геостационарной орбите в 35500 км. над поверхностью Земли.
Все мы знаем о наличии мусора в космосе, который вращается вокруг Земли на высоких скоростях, тем самым повреждая или уничтожая другие космические объекты. Увеличивающееся количество космического мусора заставляет принимать решения по его ликвидации.
Международная группа ученых под руководством профессора Гуйлема Англада-Ескюде (Guillem Anglada-Escude) и Пола Батлера (Paul Butler) из Института Карнеги по науке в США обнаружили планету похожую на землю Супер-Земля на расстоянии 22 световых лет от Земли.
NASA выпустили первый в истории видеоролик с записью тёмной стороны Луны. До этого Луну можно было увидеть только на фотографиях, ну или в фантастических фильмах. Видео было снято 19 января с помощью камеры установленной на борту одного из изобретенных зондов GRAIL , выпущенного в космос в сентябре 2011 года.
Существование НЛО не является точно установленным фактом, у большинства людей имеются сомнения по этому поводу. Вот и в этот раз, ученые НАСА развеяли предположение о существовании инопланетян. В последних новостях космоса за следы НЛО был принят странный символ в виде треугольника.
Покорить космос пытаются различными способами, в том числе роботами в задачи которых входить исследование других планет. Национальное управление по аэронавтике и освоению космического пространства США (NASA) разработали необычное роботизированного робота паука Spidernaut.
Второй космический аппарат GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory), запущенный в космос в сентябре 2011 г. как сообщили новости космоса, достиг орбиты Луны 31 декабря, в самый Новый год, когда на земле начинали праздновать и дарить друг другу новогодние гаджеты . Спутники GRAIL помогут учёным составить самую точную гравитационную карту Луны. Прежде чем спутники достигли своей цели, им пришлось преодолеть путь на который ушло несколько месяцев.