Почему контроль космического пространства так важен. Контроль космического пространства: Министерство обороны Российской Федерации. Вклад в медицину и сферу здравоохранения
Станислав ВЕНИАМИНОВ,научно-исследовательский испытательный центр (г. Москва) Центрального научно-исследовательского института Войск воздушно-космической обороны, действительный член Meждyнapoднoй академии астронавтики и аэронавтики, член экспертной рабочей группы по космическим угрозам, член Meждyнapoднoгo комитета пo проблемам засорения космического пространства и Комитета пo проблемам загрязнения космоса Haциoнaльнoгo исследовательского совета CШA, доктор технических наук, профессор.
По материалам доклада «Техногенное засорение космоса и некоторые его военные аспекты»
«МУСОРНАЯ» СТАТИСТИКА
После запуска первого спутника Земли космические державы осуществили более 5000 запусков. За весь период освоения космоса в околоземное космическое пространство выведено свыше 30 тысяч крупных (размером более 10-20 см) космических объектов (КО). Зарегистрированных гораздо больше (порядка 35 тысяч) - ввиду произошедшей фрагментации некоторых крупных космических объектов. Более двух третей из них всё ещё остаются на орбитах и контролируются наземными и космическими средствами наблюдения. На сегодня официально каталогизировано свыше 17 тысяч КО.
Однако системы контроля космического пространства (СККП) США и РФ отслеживают свыше 23 тысяч космических объектов размером более 10 см. При этом 95 % каталога космических объектов составляет космический мусор (КМ). Подчёркиваю: приведённые количественные характеристики касаются только крупных космических объектов, а с учётом гигантских космических скоростей их движения и с точки зрения представляемой ими угрозы (которая пропорциональна квадрату скорости) их следует расценивать как очень крупные. Понятно, что столкновение с любым из них реального космического аппарата будет катастрофическим. Но не только с ними.
На сегодняшний день космических объектов размером более 5 см - порядка 100 тысяч. Кроме них на орбитах находится огромное количество мелкого КМ: по разным оценкам более 500-600 тысяч размером от 1 до 10 см до сотен миллионов размером от 1 мм до 1 см. Количество более мелкого КМ исчисляется миллиардами и триллионами (см. рис. 1) . И почти все они представляют опасность при столкновении, хотя и в разной степени.
Почему-то принято считать (даже в кругах некоторых специалистов), что катастрофическую угрозу для космического аппарата представляют столкновения с космическим объектом размером более 1 см. Но решающими факторами здесь являются относительная скорость атакующей частицы, место космического аппарата, в которое она ударит, и направление её вектора скорости относительно поверхности космического аппарата в точке соприкосновения. Так что смертельно опасными могут оказаться и пылинки космического мусора.
И это не гипербола. Ярким примером служит случай с российским метрологическим спутником «Блиц». Он, имея диаметр всего 17 см, 22 января 2013 года столкнулся с частицей массой менее 0,08 г и раскололся, по крайней мере, на два фрагмента, которые были обнаружены и каталогизированы.
Однако существующими средствами можно относительно надёжно зафиксировать лишь космический объект размером 10-20 см, то есть большинство (> 99,97 %) потенциально опасного космического мусора не контролируется. Из каждых 10 000 потенциально опасных космических объектов наблюдаются только три. И в этом состоит главная проблема контроля космического мусора, масштабы которой наглядно иллюстрирует рисунок 1.
Любой космический мусор в разной степени опасен для космической деятельности и не только для неё. Самый крупный космический мусор при входе в плотную атмосферу несёт угрозу для наземных объектов и людей. Что касается самого мелкого космического мусора, то астрономы давно уже заметили, что за последние десятилетия прозрачность среды околоземного космического пространства ощутимо снизилась, что мешает вести астрономические наблюдения.
Кроме того, он сильно повреждает чувствительные поверхности бортовых приборов, например оптику. Так что важно контролировать любой космический мусор.
Прогрессирующий рост засорённости ОКП наглядно характеризуют следующие два графика (см. рис. 2 и 3), причём каждый по-своему. Рисунок 3 показывает неуклонный рост средней плотности техногенного засорения ОКП, а скачки на рисунке 2, на котором отражена история количественного изменения состава каталога космических объектов по годам, иллюстрируют скачкообразный рост опасности столкновений с космическим мусором. (На рисунке 3 их нет, так как скачкообразно изменяется только количество космических объектов после катастрофических разрушений, а не их суммарная масса.)
Из осуществлённых человеком более 5000 запусков ИСЗ на интервале около 60 лет только 10 из них породили одну треть сегодняшнего каталога космических объектов. Причём из этой десятки шесть приходятся на последние 10 лет!
С усилением засорения ОКП растёт и количество столкновений космических аппаратов с космическим мусором и космического мусора между собой. На рисунке 4 показан полученный с помощью модели НАСА LEGEND прогноз роста количества столкновений крупных космических объектов на ближайшие 100 лет для нескольких сценариев освоения космоса.
На рисунке 5 приведён аналогичный прогноз на 200 лет с помощью российской модели А. И. Назаренко.
Павел ВИНОГРАДОВ,
Космонавт, совершивший семь выходов в открытый космос, Герой РФ. Общая продолжительность его работы в открытом космосе на 2014 год - 38 часов 25 минут.
Количество космических объектов на орбите Земли столь велико, что все угрозы из космоса абсолютно реальны. Если на Землю прилетит объект диаметром 2 или 2,5 километра, то всё живое на Земле может погибнуть.
КАСКАДНЫЙ ЭФФЕКТ
В обоих предсказаниях, полученных на независимых моделях, экспоненциальный характер роста числа столкновений крупных космических объектов и общего количества мелкого космического мусора при умеренном росте количества крупных космических объектов - это уже признак каскадного эффекта. Аналогичные неутешительные перспективы предсказывают и другие модели.
Наиболее мрачная перспектива нашего космического будущего - это возникновение и развитие каскадного эффекта (синдрома Кесслера) в ОКП, то есть стремительно расширяющегося цепного процесса образования вторичных осколков. В этой самой трагической фазе процесса засорения ОКП космический мусор приобретает уже некий агрессивный характер, которому уже мало что можно противопоставить. Общий характер каскадного эффекта такой же, как и у ядерной цепной реакции. Разница лишь во временном масштабе развития процесса.
Вероятность столкновений зависит в первую очередь от количества космических объектов в данной орбитальной области, а не от их суммарной массы. Но именно общая масса космического мусора (точнее, суммарная кинетическая энергия космического мусора) определяет в перспективе скорость и интенсивность развития каскадного эффекта.
Многие учёные считают, что каскадный эффект уже начался в некоторых орбитальных областях и для некоторых классов космического мусора (например, на высотах 900-1000 км и 1500 км) (см. рис. 6) .
УГРОЗЫ СТОЛКНОВЕНИЯ
Рост вероятности столкновения космического аппарата с космическим мусором наглядно демонстрирует история учёта угрозы космического мусора работе Международной космической станции (МКС). На рисунке 7 представлена диаграмма изменения количества манёвров уклонения МКС от столкновения с космическим мусором по годам (по данным ЦУПа).
В области геостационарной орбиты (ГСО) столкновение с космическим мусором не так опасно, как на низких орбитах, поскольку там скорость движения космических объектов обычно не превышает 3 км/с, кроме того, космические объекты в геостационарном поясе движутся в основном в одну сторону (в отличие от области низких орбит). Поэтому средняя относительная скорость при столкновении и того меньше - 0,5 км/с.
Если удары мелкого космического мусора не вызывают серьёзных структурных повреждений, создаваемые ими сколы, кратеры, пробоины, царапины, эрозии, мелкие трещины приводят к постепенной деградации поверхности космического аппарата, ослабляя её и делая более уязвимой для воздействия внешней среды и последующих столкновений с космическим мусором.
Геннадий ПАДАЛКА,
Российский космонавт, полковник ВВС, Герой РФ. Занимает первое место по суммарной продолжительности нахождения в космосе - 878 дней.
В каждом из пяти моих полётов манёвры по уклонению от столкновения с космическим мусором выполнялись по нескольку раз.
В течение последних десятилетий многократно наблюдались внезапные выходы из строя космических аппаратов военного назначения, причины которых так и не удалось официально установить ни с помощью наблюдений, ни посредством телеметрии. Остаются два возможных объяснения - незарегистрированное столкновение с космическим мусором или «происки» вероятного космического противника. А это уже политически опасная дилемма.
Таким образом, на сегодняшний день существующая популяция космического мусора (КМ), с точки зрения воздушно-космической обороны, представляет собой мощную неуправляемую орбитальную группировку, создающую угрозу как военным, так и гражданским космическим аппаратам (КА), а также наземным объектам (в частности, оборонного назначения и государственным стратегическим объектам) независимо от их государственной принадлежности. Этот факт означает появление нового своеобразного игрока на космическом театре военных действий в отличие от наземного, морского и воздушного театров.
Cуществующая популяция космического мусора (КМ), с точки зрения воздушно-космической обороны, представляет собой мощную неуправляемую орбитальную группировку, создающую угрозу как военным, так и гражданским космическим аппаратам (КА), а также наземным объектам (в частности, оборонного назначения и государственным стратегическим объектам) независимо от их государственной принадлежности. Этот факт означает появление нового своеобразного игрока на космическом театре военных действий в отличие от наземного, морского и воздушного театров.
Особенностью этого игрока является его абсолютная независимость. Степень опасности нового игрока определяется прежде всего следующими тремя факторами: длительное время орбитального существования космического мусора, высокая скорость движения, трудность его утилизации.
Следствием этих факторов (особенно второго) является то, что даже самый мелкий космический мусор (размерами менее 1 см) может представлять серьёзную опасность для космического аппарата.
Особенно опасен мелкий космический мусор в низкоорбитальной области (основной тактической и оперативной зоне космического театра военных действий), где относительные скорости космических аппаратов и космического мусора могут превышать 15 км/с, а в перигейной области высокоэллиптических орбит - 17 км/с. А при таких скоростях столкновение космического аппарата даже с мельчайшим мусором может не только повредить солнечные панели, иллюминаторы и оптические поверхности бортовых наблюдательных инструментов, но и уничтожить космический аппарат, как это было в случае с КА «Блиц».
Особая политическая опасность, которую несёт появление такой независимой группировки в ОКП, состоит в том, что непредсказуемое воздействие этой группировки на космический аппарат (особенно военного назначения) может спровоцировать политический или даже вооружённый конфликт между космическими державами. Не всегда страна-собственник космического аппарата, подвергнутого воздействию космического мусора, может оперативно определить действительную причину его выхода из строя (или потери эффективности его функционирования).
ЛИТЕРАТУРА:
1. Вениаминов С. С. Космический мусор - угроза человечеству. 2-е издание, исправ. и доп. М.: ИКИ РАН, 2013. (Сер. Механика, управление, информатика).
2. Аксёнов О., Олейников И. и др. Анализ заселённости ОКП объектами техногенного происхождения // Полёт. Общероссийский научно-технический журнал. 2014. № 9. С. 8-14.
3. Orbital Debris Quarterly News. NASA, USA, Jan. 2015. V. 19. Iss. 1.
4. Liou J.-C. An Updated Assessment of the Orbital Debris Environment in Leo // Orbital Debris Quarterly News. January 2010. V. 14. Iss. 1.
5. Potter A. Early detection of Collisional cascading // Proceedings of the 1st European Conference on Space Debris, ESA/ESOC, Darmstadt, Germany, 1993.
6. Назаренко А. Прогноз засорённости ОКП на 200 лет и синдром Кесслера [Электрон. текст]. Метод доступа:
7. Nazarenko A. Space Debris Status for 200 years ahead & Kessler effect // 29th IADC Meeting, Berlin, Germany, 2011.
8. Kessler D. et al. The Kessler syndrome: Implications to Future Space Operations // 33rd Annual American Astronautical Society, Rocky Mountain Section, Guidance and Control Conference, Breckinridge, Colorado, USA, 2010.
9. Small Satellite Possibly Hit by Even Smaller Object // Orbital Debris Quarterly News. NASA, USA, April 2013. V. 17. Iss. 2.
10. Orbital Debris Quarterly News. NASA, USA, January 2014. V. 18. Iss. 1. Р. 10.
11. Orbital Debris. A Technical Assessment // NRC. National Academy Press, Washington, D.C. 1995.
Слова, вынесенные в заголовок, могут кому-то показаться странными. Разве в космосе воюют? Разве ударные средства космического базирования не запрещены? Да, к счастью, боевых ракет и лазерных пушек на орбитах пока нет. Однако, как показывает опыт последних лет, приготовления к военному конфликту или крупномасштабным маневрам начинаются с перегруппировки космических аппаратов разведки и связи. Так что за космосом нужен глаз да глаз.
Объекты комплекса оптико-электронного слежения за космической обстановкой, расположенного в районе города Нурек (Таджикистан).
Олег Макаров
В наши дни иметь оперативную информацию об изменении космической обстановки не менее важно, чем располагать средствами раннего предупреждения о ракетном нападении. И хотя космические державы в соответствии с международными договорами оповещают друг друга о запусках космических аппаратов, их назначение далеко не всегда до конца «прозрачно».
Вот пример: одно из государств запускает искусственный спутник Земли, который, как официально объявляется, будет использован для мониторинга поверхности нашей планеты, скажем, в интересах службы погоды. Но далее с аппаратом происходят странные метаморфозы: спутник разделяется на три отдельных блока, которые расходятся по разным орбитам, образуя в небе равносторонний треугольник, и начинают работу, результаты которой скорее окажутся интересными не метеорологам, а военным. Тут, как говорится, доверяй, но проверяй. А чем это можно проверить?
Объекты комплекса оптико-электронного слежения за космической обстановкой, расположенного в районе города Нурек (Таджикистан).
В ожидании битв на орбите
У нашей страны такие средства есть. 25 лет назад, тогда еще в составе ПВО СССР, был образован Корпус контроля космического пространства. В те годы тема противодействия ударным средствам, создававшимся в рамках американской Стратегической оборонной инициативы, рассматривалась как весьма актуальная, а потому в задачи корпуса входил не только контроль окружающего космоса, но и организация противодействия космическим силам вероятного противника. В рамках корпуса была создана специальная часть, на вооружении которой должны были находиться истребители спутников (ИС): эта система прошла испытания и успешно поразила восемь учебных целей на орбите. Затем настали иные времена, холодная война завершилась, и согласно соответствующим договорам между СССР и США от ИСов пришлось отказаться, что, однако, не сделало орбитальный мониторинг менее важной задачей. Корпус, дислоцированный в Подмосковье, в районе Ногинска, был преобразован в дивизию, а затем в Главный центр разведки космической обстановки. Разумеется, отдельные инструменты наблюдения за ближним космосом существуют у нескольких стран, однако всеобъемлющие системы контроля космического пространства есть только у России и, как нетрудно догадаться, у США. Эффективность таких систем напрямую зависит как от качества и количества средств наблюдения, так и от географии их расположения.
Обеспечение безопасности воздушного и космического пространства требует круглосуточного внимания и сложнейшей аналитической работы.
По последнему пункту нам с американцами соперничать трудно: имея базы и зависимые территории по всему земному шару, США способны обеспечить мониторинг в непрерывном режиме большего количества секторов околоземного пространства. Интересно, что одним из важнейших элементов американской системы стала создававшаяся еще с начала 1960-х годов так называемая космическая изгородь (space fence). «Изгородь» представляла собой ряды излучающих и принимающих УКВ-антенн, протянувшиеся через всю территорию Соединенных Штатов — от Калифорнии до Джорджии примерно на широте 33 градуса. В минувшем августе это уникальное сооружение было отключено по команде американского правительства, которое решило, что «изгородь», способная различать объекты с поперечником 10 см на высоте до 30 000 км, слишком дорого обходится американским налогоплательщикам. Правда, это вовсе не означает, что США отказались от космической разведки: во‑первых, у них есть другие средства, а во-вторых, начиная с 2009 года ведущие американские компании в сфере «оборонки» уже получили $500 млн на разработку «изгороди» нового поколения. А что же есть у нас?
Ближе к звездам
Главный центр разведки космической обстановки войск воздушно-космической обороны РФ действует круглосуточно и производит около 70 000 измерений в день. В его каталоге около 10 000 объектов — от МКС до наноспутников и мелких фрагментов «космического мусора». Данные поступают в Центр как от собственных средств, так и от других служб, ведущих наблюдение за небом. Среди них первым делом стоит отметить систему предупреждения о ракетном нападении (СПРН), включающую в себя РЛС «Воронеж», «Волга», «Днепр», «Дарьял». Также в Центр приходит информация от радиолокационных средств позиционного района ПРО, созданного вокруг Москвы, — к ним относятся РЛС «Дон-2Н» и «Дунай-3У». Используются данные со станций слежения за космическим пространством, построенных на базе квантово-оптической системы «Сажень-Т». Она представляет собой телескоп, оснащенный оборудованием для лазерных измерений наклонной дальности и угловых координат по отраженному солнечному излучению. Центр получает информацию и от учреждений Российской академии наук.
Чем больше всевозможных технических средств находится в распоряжении войск воздушно-космической обороны РФ, тем больше информации о космической обстановке можно получить в реальном времени. Главный центр РКО использует данные не только собственных средств, но и РЛС системы предупреждения о ракетном нападении. На фото строительство загоризонтной РЛС нового поколения типа «Воронеж-М».
Собственные средства Главного центра РКО — инструменты оптические, радиолокационные, а также радиотехнические, которые позволяют прослушивать космос в пассивном режиме. Оптические и радиолокационные средства дают возможность прежде всего следить за перемещениями объектов на околоземных орбитах, а радиотехнические помогают узнать нечто о функционировании космических аппаратов.
«Благодаря радиотехническим средствам, — говорит начальник Центра полковник Александр Логвиненко, — мы можем судить о состоянии космического аппарата — включен он или выключен. Предположим, официальные инстанции некоего государства объявляют: такой-то спутник выведен в резерв. Мы слушаем его в радиодиапазоне, и оказывается, что аппарат включен на полную мощность. Значит, нам что-то недоговаривают».
Уникальный радиотехнический комплекс «Момент», работающий в интересах Центра, расположен здесь же, в Подмосковье, а вот оптические и радиолокационные средства, нацеленные на экваториальную область (орбита любого космического аппарата неизбежно проходит через экватор), стоят ближе к югу, в горах, где ночами темное небо, редко бывают дожди и воздух необыкновенно прозрачен. Один из комплексов оптического и радиолокационного наблюдения расположен в Карачаево-Черкесии, в районе станицы Зеленчукская. Установленное здесь оборудование позволяет вести наблюдение за небом в оптическом диапазоне даже при свете дня. Другой комплекс работает на Памире в районе города Нурек (Таджикистан). После распада СССР объект перешел в собственность нового независимого государства, однако с 2005 года станции и командный пункт переданы России, а земля под ними сдается российским военным за символическую арендную плату.
Конечно, для повышения эффективности работы Центра количество и географию средств наблюдения необходимо расширять. Ведь чем больше секторов неба находится под наблюдением, тем чаще в их поле зрения попадает тот или иной космический аппарат. Как рассказал полковник Логвиненко, в период до 2020 года специалисты по разведке космической обстановки рассчитывают получить более компактные и эффективные квантово-оптические инструменты. Цепь таких станций протянется через всю страну от Калининграда до Находки. С их помощью можно будет смотреть вглубь космоса не на 40 000 км, как сейчас, а на 70−80 тысяч.
На боевом дежурстве
Командный пункт Главного центра разведки космической обстановки похож на центр управления полетами в миниатюре. Те же сосредоточенные лица людей за мониторами, те же большие экраны на стене: на них показаны траектории космических аппаратов. Работа здесь идет семь дней в неделю и 24 часа в сутки, но это не означает, разумеется, что ежесекундно каждый космический объект размером больше футбольного мяча находится под пристальным вниманием. Обычно офицерам Центра выдается задание отследить передвижения каких-то конкретных объектов, интересующих те или иные инстанции. Это могут быть иностранные разведывательные аппараты или ракетно-космические эксперименты Северной Кореи. Отдельный интерес представляет бурно развивающаяся китайская космическая программа.
Правда, есть объект, который находится под постоянным контролем. Это Международная космическая станция. Чтобы не подвергать риску экипажи МКС, необходимо своевременно обнаруживать угрозы станции со стороны «космического мусора» и выдавать рекомендации по корректировке ее траектории. По‑настоящему серьезные угрозы возникают не так часто (примерно раз в несколько месяцев), однако права на ошибку у «космических разведчиков» нет. В частности, в прошлом году всерьез рассматривался вариант экстренной эвакуации экипажа с МКС ввиду вероятного столкновения станции с фрагментом отработанной ракетной техники. Однако специалистами Центра были проведены расчеты, которые показали: станция в безопасности, столкновения не будет. Бывают и курьезные случаи. Однажды средства наблюдения обнаружили вблизи МКС объект непонятного происхождения. Он возник как бы ниоткуда, его приближения к станции никто не заметил. Вскоре эту тайну удалось разгадать: в роли НЛО выступил ящик, потерянный космонавтами во время работ в открытом космосе. Из-за разницы масс орбиты станции и ящика слегка разошлись, и оба объекта продолжили полет на некотором расстоянии друг от друга.
Еще одно приоритетное направление для Центра — контроль за схождением с орбиты крупных космических объектов, представляющих потенциальную опасность. Например, с ноября 2011 года по январь 2012-го проводился повитковый контроль и анализ состояния неудачно запущенного космического зонда «Фобос-Грунт» (несшего 8 т ядовитого топлива). В итоге был дан точный прогноз даты и места падения космического аппарата.
Аналитическое подразделение Главного центра РКО выглядит совсем как офис какой-нибудь фирмы: столы, перегородки, дисплеи с клавиатурой и мышью. Но именно здесь происходит самое главное: офицеры-аналитики высочайшей квалификации оценивают в онлайн-режиме изменения космической обстановки и докладывают свои выводы вышестоящему начальству. Разумеется, аналитикам помогает вычислительная техника. Местный ВЦ, построенный, по утверждению сотрудников Центра, полностью на отечественной элементной базе (используется платформа «Эльбрус»), оснащен специальным ПО, которое обрабатывает большой массив поступающих данных в автоматическом режиме. Но для окончательной оценки событий на околоземной орбите обязательно требуется постоянное присутствие опытных офицеров-аналитиков.
Эти люди, несмотря на сугубо интеллектуальный характер работы, находятся на боевом дежурстве и даже носят оружие. Приказ на выдачу срочной оценки космической обстановки в том или ином регионе может поступить в любое время дня и ночи. Например, минувшим летом руководством Министерства обороны РФ была объявлена внезапная проверка боеготовности войск Восточного военного округа. Столь же внезапно Центру была выдана команда провести оценку изменения активности иностранных космических аппаратов в связи с беспрецедентными в новой российской истории учениями. В ответ на вопрос о том, что же удалось увидеть в космосе в ходе выполнения приказа, помощник начальника Главного центра РКО полковник Алексей Руденко сообщил следующее: «Могу лишь сказать, что территория Российской Федерации в течение практически 100% времени находится под контролем иностранных разведывательных систем космического базирования. Что касается нашей работы в ходе учений в Восточном округе, то все задачи, поставленные перед Центром, были успешно выполнены. Подробности относятся к закрытой информации».
На момент высадки на Луну в 1969 году многие искренне считали, что к началу 21 века космические путешествия станут обыденным делом, и земляне начнут преспокойно летать на другие планеты. К сожалению, это будущее еще не настало, а люди начали сомневаться, нужны ли нам вообще эти космические путешествия. Может быть и Луны достаточно? Тем не менее, исследования космоса продолжают давать нам бесценную информацию в сфере медицины, добычи полезных ископаемых и безопасности. Ну и, конечно же, прогресс в изучении космического пространства действует на человечество вдохновляюще!
1. Защита от возможного столкновения с астероидом
Если мы не хотим закончить как динозавры, необходимо защитить себя от угрозы столкновения с большим астероидом. Как правило, примерно раз в 10 тысяч лет в Землю угрожает врезаться какое-нибудь небесное тело размером с футбольное поле, что может привести к необратимым последствиям для планеты. Нам действительно следует опасаться таких «гостей» диаметром минимум в 100 метров. Столкновение поднимет пылевую бурю, уничтожит леса и поля, обречёт на голод тех, кто останется в живых. Специальные космические программы направлены на то, чтобы установить опасный объект задолго до того, как он приблизится к Земле, и сбить его с траектории движения.
2. Возможность появления новых великих открытий
Немалое количество всевозможных гаджетов, материалов и технологий первоначально были разработаны для космических программ, но в дальнейшем они нашли своё применение на Земле. Мы все знаем о продуктах, полученных путем сублимационной сушки, и давно их употребляем. В 1960-е годы ученые разработали специальный пластик, покрытый отражающим напылением из металла. При его использовании в производстве обычных одеял он сохраняет до 80% тепла тела человек. Еще одной ценной инновацией является нитинол — гибкий, но упругий сплав, созданный для производства спутников. Теперь из этого материала изготавливают стоматологические брекеты.
3. Вклад в медицину и сферу здравоохранения
Освоение космоса привело к появлению множества медицинских инноваций для земного использования: например, метод введения противораковых лекарств непосредственно в опухоль, аппаратура, с помощью которой медсестра может делать УЗИ и моментально передавать данные врачу за тысячи километров от неё, и механическая рука-манипулятор, выполняющая сложные действия внутри аппарата МРТ. Фармацевтические разработки в области защиты космонавтов от потери костной и мышечной массы в условиях микрогравитации привели к созданию препаратов для профилактики и лечения остеопороза. Причем эти препараты было легче протестировать в космосе, поскольку космонавты теряют около 1,5% костной массы в месяц, а пожилая земная женщина теряет 1,5% в год.
4. Освоение космоса вдохновляет человечество на новые достижения
Если мы хотим создать мир, в котором наши дети будут стремиться стать учеными и инженерами, а не ведущими реалити-шоу, кинозвездами или финансовыми магнатами, то освоение космоса – это весьма вдохновляющий процесс. Пора задавать растущему поколению вопрос: «Кто хочет быть аэрокосмическим инженером и спроектировать летательный аппарат, который сможет попасть в разреженную атмосферу Марса?»
5. Нам необходимо сырье из космоса
В космическом пространстве есть золото, серебро, платина и другие ценные металлы. Некоторые международные компании уже задумываются о добыче полезных ископаемых на астероидах, так что не исключено, что в ближайшем будущем появится профессия космического шахтёра. Луна, например, является возможным «поставщиком» гелия-3 (используется для МРТ и рассматривается как возможное топливо для атомных электростанций). На Земле это вещество стоит до 5 тысяч долларов за литр. Луна также считается потенциальным источником редкоземельных элементов, таких как европий и тантал, которые пользуются большим спросом для использования в электронике, производстве солнечных батарей и других современных приборов.
6. Освоение космоса может помочь найти ответ на очень важный вопрос
Мы все верим в то, что где-то в космосе существует жизнь. Кроме того, многие считают, что инопланетяне уже посещали нашу планету. Однако мы так до сих пор не получили никаких сигналов от далёких цивилизаций. Вот почему учёные-искатели внеземных цивилизаций готовы разворачивать орбитальные обсерватории, например, космический телескоп Джеймса Вебба. Этот спутник планируется к запуску в 2018 году, и с его помощью появится возможность поиска жизни в атмосферах далеких планет за пределами нашей Солнечной системы по химическим признакам. И это только начало.
7. Людям свойственно стремление к исследованиям
Наши первобытные предки родом из Восточной Африки расселились по всей планете, и с тех пор человечество ни разу не прекращало процесса своего перемещения. Мы всегда хотим исследовать и осваивать что-то новое и неизведанное, будь то короткая прогулка на Луну в качестве туриста, или долгое межзвездное путешествие длиной в жизни нескольких поколений. Несколько лет тому назад один из руководителей НАСА озвучил различие между «понятными причинами» и «реальными причинами» освоения космического пространства. Понятные причины – это вопросы получения экономических и технологических преимуществ, а реальные причины включают такие понятия, как любопытство и желание оставить после себя след.
8. Для своей выживаемости человечеству, вероятно, придётся колонизировать космическое пространство
Мы научились отправлять спутники в космос, и это помогает нам контролировать и бороться с насущными земными проблемами, включая лесные пожары, разливы нефти и истощение водоносных горизонтов. Однако существенное увеличение количества населения, банальная жадность и неоправданное легкомыслие касательно экологических последствий уже нанесли серьезный ущерб нашей планете. Ученые считают, что Земля имеет «допускаемую нагрузку» в размере от 8 до 16 миллиардов, а нас уже более 7 миллиардов. Возможно, человечеству пора готовиться к освоению других планет для жизни.
Урок 45
КОСМИЧЕСКИЕ ВОЙСКА, ИХ СОСТАВ И ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
Предмет: ОБЖ.
Модуль 3. Обеспечение военной безопасности государства.
Раздел 5. Основы обороны государства.
Глава 14. Виды и рода войск Вооружённых Сил Российской Федерации.
Урок №45. Космические войска, их состав и предназначение.
Дата проведения: «____» _____________ 20___ г.
Урок провёл: учитель ОБЖ Хаматгалеев Э. Р.
Цель: рассмотреть состав и предназначение Космических войск.
Ход уроков
Организация класса.
Приветствие. Проверка списочного состава класса.
Сообщение темы и цели урока.
Актуализация знаний.
Для выполнения каких боевых задач предназначены Воздушно-десантные войска?
Какие боевые возможности Воздушно-десантных войск вы можете перечислить?
Какие известные подразделения входят в состав Воздушно-десантных войск?
Как вы понимаете девиз ВДВ «Никто, кроме нас!»? Поясните свой ответ.
Проверка домашнего задания.
Заслушивание ответов нескольких учеников на домашнее задание (по выбору учителя).
Работа над новым материалом.
Космические войска – это принципиально новый самостоятельный род войск, который предназначен для:
вскрытия начала ракетного нападения на Российскую Федерацию и её союзников;
борьбы с баллистическими ракетами противника, атакующими обороняемый район;
поддержания в установленном составе орбитальных группировок космических аппаратов военного и двойного назначения и обеспечения применения космических аппаратов по целевому назначению;
контроля космического пространства;
обеспечения выполнения Федеральной космической программы России, программ международного сотрудничества и коммерческих космических программ.
В состав Космических войск входят: объединение ракетно-космической обороны (РКО), Государственные испытательные космодромы Министерства обороны Российской Федерации «Байконур», «Плесецк» и «Свободный», Главный испытательный центр испытаний и управления космическими средствами имени Г. С. Титова, управление по вводу средств РКО, военно-учебные заведения и части обеспечения. Объединение РКО включает соединения предупреждения о ракетном нападении, противоракетной обороны и контроля космического пространства.
СИЛЫ И СРЕДСТВА РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ОБОРОНЫ
На систему предупреждения о ракетном нападении (СПРН) возлагаются задачи получения и выдачи информации предупреждения о ракетном нападении на пункты государственного и военного управления, формирования необходимой информации для системы противоракетной обороны и выдачи данных о космических объектах на систему контроля космического пространства.
Система противоракетной обороны осуществляет обнаружение целей и поражение боевых блоков межконтинентальных баллистических ракет (МБР) противоракетами с исключением детонации их зарядов.
Система контроля космического пространства (ККП) является уникальной. Контролировать космос могут только две державы – Россия и США. В главном каталоге системы ККП Российской Федерации содержится информация почти о 9 тыс. космических объектов.
Силы и средства ККП во взаимодействии с информационными средствами систем ПРН, ПРО и другими информационными системами выполняют задачи контроля космического пространства и выдачи информации о космической обстановке на пункты управления государственного и военного руководства. Системой определяются характеристики и назначение всех космических аппаратов, а также состав орбитальных группировок космических систем России и иностранных государств с их распознаванием.
В условиях возрастания роли космического пространства в решении мирных и военных задач у системы ККП появляются новые задачи: информационное обеспечение поддержки реализации Россией своих прав по использованию космического пространства; информационное обеспечение противодействия средствам космической разведки, в том числе для сохранения мобильной группировки стратегических ядерных сил (СЯС); экологический мониторинг космического пространства; контроль за испытаниями и возможным развёртыванием элементов системы ПРО космического базирования.
Космические войска оснащены ракетами-носителями, командно-измерительными системами, радиолокационными станциями, оптико-электронными комплексами.
ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ КОСМОДРОМЫ МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Космодром «Байконур» основан в июне 1955 г. Отсюда 12 апреля 1961 г. стартовал первый космонавт планеты Ю. А. Гагарин.
После распада СССР космодром стал собственностью Республики Казахстан. В соответствии с Договором аренды комплекса «Байконур» между Правительствами Российской Федерации и Республикой Казахстан 1994 г. его использование осуществляется Российской Федерацией. Срок аренды комплекса «Байконур» - 20 лет с возможностью его дальнейшего продления.
Общая координация работ, проводимых на космодроме, возложена на Министерство обороны Российской Федерации (Космические войска), а реализация Федеральной космической программы России и программ международного сотрудничества – на Российское авиационно-космическое агентство.
Космодром «Плесецк» является самым северным космодромом в мире (он находится в Архангельской области) и осуществляет запуски космических аппаратов по программам военного, социально-экономического и научного назначения, а также по программам международного сотрудничества.
Космодром «Свободный» создан в соответствии с Указом Президента Российской Федерации Б. Н. Ельцина 1 марта 1996 г.
Благоприятное географическое расположение космодрома «Свободный» в Амурской области позволяет осуществлять запуски космических аппаратов в широком диапазоне наклонений орбит, в том числе на полярные и солнечно-синхронные, более эффективно использовать энергетические возможности ракет-носителей.
Выводы.
Космические войска – новый род войск, входящий в Вооружённые Силы Российской Федерации.
Космические войска обеспечивают контроль космического пространства.
В основные задачи Космических войск входит уничтожение баллистических ракет противника, атакующих объекты и войска в обороняемых районах.
Космические войска выполняют разведывательные функции, собирая необходимую информацию для противоракетной обороны нашей страны.
Вопросы.
В чём состоит основное предназначение Космических войск?
Какие космодромы Министерства обороны Российской Федерации вы можете назвать?
Что входит в задачи Космических войск?
Почему контроль космического пространства с использованием сил и средств Космических войск так важен для Российской Федерации? Обоснуйте свой ответ.
Задания.
Подготовьте сообщение о силах и средствах ракетно-космической обороны страны.
Используя специальную литературу, подготовьте сообщение об одном из космодромов, используемых Космическими войсками Российской Федерации.
Напишите реферат об одном из советских или российских лётчиков-космонавтов.
Дополнительные материалы к §45.
Главный испытательный центр испытаний и управления космическими средствами им. Г. С. Титова
Отправной точкой создания Главного центра испытаний и управления космическими средствами им. Г. С. Титова (ГИЦИУ КС) по праву можно считать Постановление Совета министров СССР от 30 января 1956 г., определившее программу разработки и запусков первых искусственных спутников Земли.
Специалисты ГИЦИУ КС и подчинённых воинских частей совместно с Центром управления полётами обеспечивают все космические программы, начиная с запуска первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 г. Люди в погонах отвечают за состояние практически всех отечественных орбитальных систем – военных, научных, пилотируемых и др. Космическая служба Земли – это спутники связи, навигации, метеопрогноза, картографии, телевещания, ретрансляции и др.
Силы и средства ГИЦИУ КС дислоцированы практически на всей территории Российской Федерации – от Санкт-Петербурга до Камчатки.
Ракета на полигоне
Окончание урока.
Домашнее задание. Подготовить к пересказу §45 «Космические войска, их состав и предназначение»; выполнить задания 1-3 (рубрика «Задания», с. 236).
Выставление и комментирование оценок.
0 👁 636
6 февраля 2018 года, в 23:45 минут по московскому времени, частная американская компания SpaceX успешно запустила в космос самую тяжёлую и грузоподъёмную на настоящий момент - . Почему это событие настолько важно для космонавтики всего мира, разбирался журналист Лайфа Михаил Котов.
Из жизни сверхтяжей
Так уж получилось, что в настоящее время в мире не осталось сверхтяжёлых ракет, да и вообще ракет, способных облететь и вернуться обратно. Давно уже стала историей американская , советская Н-1, так и не совершившая ни одного удачного запуска, и “Энергия”, на чьём счету два успешных полёта. была закрыта по причине высокой стоимости, вот и получается, что у человечества нет ракеты для полёта на Луну или осуществления марсианских миссий.
Вообще разделение на тяжёлые и сверхтяжёлые ракеты-носители достаточно условное. Вот, например, российская ракета “Протон”, тоже тяжёлая. Однако в максимальной модификации она может вывести на низкую опорную орбиту 23 тонны, на геостационарную 3,7 тонны, а Луну с её помощью уже не облететь - не хватит топлива и мощности.
В отличие от неё запущенная вчера Falcon Heavу способна вот в таком, возвращаемом варианте вывести на низкую опорную орбиту 34,5 тонны полезной нагрузки. А уж если пожертвовать первыми ступенями, то, согласно расчётам, в космос можно отправить более 55 000 килограммов (63 800кг – прим. ред ). Такого запаса, по расчётам, хватит, чтобы отправить обитаемый космический корабль в путешествие вокруг Луны и обратно. Увы, но пока о высадке говорить не приходится.
В этот раз вместо полезной нагрузки на ракете был установлен личный автомобиль Илона Маска, электромобиль Tesla Roadster. За его рулём сидел манекен в скафандре, на приборной доске красовалась надпись “Без паники!”, а из колонок машины непрерывно неслись песни Дэвида Боуи. В итоге автомобиль будет доставлен куда-то на гелиоцентрическую орбиту, где и станет летать ближайшие несколько миллионов лет. Непрактично, зато, чёрт возьми, красиво.
Возвращаемый рекорд
В итоге мы имеем событие, словно из кирпичиков, составленное из маленьких рекордов. Вчера была запущена самая тяжёлая на настоящее время ракета, при этом она создана частной компанией в достаточно короткие сроки и её запуск стоит беспрецедентно дешево, менее 100 миллионов долларов.
За счёт чего была достигнута такая низкая цена? Всё дело в том, что компания SpaceX просто собрала свою ракету из трёх ракет-носителей среднего класса (центральная ступень, не является ступенью Falcon 9, по словам самого Маска, это “другое изделие” – прим. ред. ). Центральная часть была удлиннена, а в её верхней части разместилась полезная нагрузка. После старта, отработав положенное время, от ракеты отделились два боковых ускорителя, первые ступени ракеты Falcon 9. Они затормозились в и, используя оставшееся топливо и собственные двигатели, вернулись на космодром, где и синхронно сели на специально подготовленные площадки. Теперь эти ступени проверят и используют для следующего старта. А с учётом того, что сели они прямо на космодром, SpaceX ещё и экономит деньги на их доставку в сервисный центр.
Точно такой же финт должна была сделать и первая ступень центральной части ракеты. Она отделилась, затормозилась в воздухе и должна была сесть на плавучую платформу, заботливо оставленную в океане. Однако расчёт оказался неверен, топлива не хватило, сработал только один из двигателей, использовавшихся при посадке, и ступень ухнула в воду с тучей брызг в нескольких метрах от платформы.
Кого коснётся этот запуск?
На данное время Falcon Heavy наиболее грузоподъёмная из всех существующих ракет в мире. Больше неё поднять в обозримом будущем сможет только строящийся проект NASA . На , когда будет собрана, SLS сможет забрасывать от 70 до 130 тонн, что близко к недосягаемому лидеру списка - , использовавшемуся в американской лунной программе. Впрочем, специалисты уверяют, что в данном случае немного разнятся способы подсчёта и, согласно другим данным, SLS может стать самой мощной ракетой в истории человечества. Всего же проект по её созданию до 2025 года съест у американского бюджета 35 миллиардов долларов.
И вот тут главный вопрос? А после того как стартовал Falcon Heavy с объявленной ценой за запуск менее 100 миллионов долларов в одноразовом варианте, стоит ли доделывать огромную и громоздкую SLS, один старт которой будет стоить никак не меньше 500 миллионов долларов. В настоящее время в NASA, скорее всего, созываются серьёзные конференции, где будет решаться судьба этой ракеты.
Задуматься о возможном переделе мест в тяжёлом классе запусков стоит и другим странам, использующим тяжёлые носители, в том числе и России. Пока не известно, за какую цену будет предлагаться возвращаемый запуск, но есть ощущение, что SpaceX способна предложить очень конкурентоспособную цену. Российский сверхтяж, предполагается, совершит первый полёт в 2028 году, если всё пойдёт удачно. Что успеет сделать Илон Маск за ближайшие 10 лет, известно только ему. Однако нам точно нужно ускоряться, чтобы наш родной сверхтяж был востребован.
