Преимущества освоения космоса - Benefits of space exploration - Wikipedia

Ураган Эллен 1973 года был сфотографирован с орбиты космонавтами на борту Скайлаб космическая станция.

Поскольку Космическая гонка подошло к концу, появилось новое обоснование инвестиций в освоение космоса, которое было сосредоточено на прагматическом использовании космоса для улучшения жизни на Земле.[1] По мере того как оправдание космических программ, финансируемых государством, сместилось в сторону "общественного блага", космические агентства начали четко формулировать и оценивать более широкие социально-экономические выгоды, которые могут быть получены от их деятельности, включая как прямые, так и косвенные (или менее очевидные) выгоды от исследование космоса.[1] Однако такие программы также подвергались критике и приводились ряд недостатков.

Прямые и косвенные выгоды от освоения космоса

NASA Spinoff 2007 cover.jpg

Космические агентства, правительства, исследователи и комментаторы выделили большое количество прямых и косвенных выгод программ исследования космоса, включая:

  • новые технологии, которые могут быть использованы в других отраслях и обществе (например, разработка спутники связи )
  • улучшенные знания о космосе и происхождении Вселенной
  • культурные преимущества.

В попытке количественно оценить выгоды, полученные от освоения космоса, НАСА подсчитано, что было спасено 444 000 жизней, создано 14 000 рабочих мест, получено 5 миллиардов долларов дохода, а сокращение расходов на 6,2 миллиарда долларов произошло благодаря дополнительным программам исследований НАСА.[2] НАСА заявляет, что среди многих побочные технологии Благодаря программе освоения космоса были достигнуты заметные успехи в областях здравоохранения и медицины, транспорта, общественной безопасности, потребительских товаров, энергетики и окружающей среды, информационных технологий и повышения производительности труда.[2] Солнечные панели, системы очистки воды, диетические формулы и добавки, инновации в области материаловедения и глобальные поисково-спасательные системы - вот лишь некоторые из способов, которыми эти технологии распространились в повседневной жизни.[2][3]

Развитие спутниковой техники

Развитие технология искусственных спутников был прямым результатом освоения космоса. С момента запуска первого искусственного спутника Земли СССР 4 октября 1957 года, спутник-1, тысячи спутников были выведены на орбиту вокруг Земли более чем 40 странами.

Эти спутники используются для различных приложений, включая наблюдение (как военными, так и гражданскими организациями), связь, навигацию и мониторинг погоды. Космические станции, космические телескопы и космические аппараты на орбите вокруг Земли также считаются спутниками.

Спутники связиСпутники связи используются для различных целей, в том числе телевидение, телефон, радио, Интернет и военный Приложения. По данным Statista, в 2020 году вокруг Земли находилось 2666 активных искусственных спутников. Из них 1327 принадлежали США и 363 - Китаю.[4] Многие из этих спутников находятся в геостационарная орбита 22 236 миль (35 785 км) выше экватор, так что спутник кажется неподвижным в одной и той же точке неба. Спутники связи также могут быть Средняя околоземная орбита (известные как спутники MEO) с Орбитальная высота от 2000 до 36000 километров (от 1200 до 22 400 миль) над Землей и низкая околоземная орбита (известные как спутники LEO) на высоте от 160 до 2000 километров (от 99 до 1243 миль) над Землей. Орбиты MEO и LEO расположены ближе к поверхности Земли, и поэтому требуется большее количество спутников для такой созвездие для обеспечения непрерывной связи. Спутники жизненно важны для обеспечения связи с удаленными районами и судами, где другие коммуникационные технологии не могут

Метеорологические спутникиСША, Европа, Индия, Китай, Россия и Япония - у всех есть метеорологические спутники на орбите, которые используются для наблюдения за погодой, окружающей средой и климатом Земли. Метеорологические спутники на полярной орбите покрывают всю Землю асинхронно, либо геостационарные спутники покрывают одно и то же место на экваторе.[5] В дополнение к мониторингу погодных условий для прогнозирования, что чрезвычайно важно для определенных видов деятельности и отраслей (таких как сельское хозяйство и рыболовство), метеорологические спутники отслеживают пожары, загрязнение, полярные сияния, песчаные и пыльные бури, а также картографирование снежного покрова и льда. Они также использовались для наблюдения за облаками пепла от вулканов, таких как Mount St. Helens и Гора Этна[6] а также крупные погодные явления, такие как Эль-Ниньо и озоновая дыра в Антарктике. [7] В последнее время спутники для мониторинга погоды также использовались для оценки жизнеспособности площадок для солнечных панелей путем мониторинга облачного покрова и погодных условий.[8] Нигерия и Южная Африка успешно применяют спутниковые системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и мониторинга климата.[9]

Международная космическая станция

МКС

В Международная космическая станция это модульный космическая станция (жилой искусственный спутник ) в низкая околоземная орбита который был построен 18 странами, в том числе НАСА (НАС),Роскосмос (Россия), JAXA (Япония), ЕКА (Европа), а CSA (Канада).[10][11] Станция служит микрогравитация и космическая среда исследовательская лаборатория, в которой научное исследование проводится в астробиология, астрономия, метеорология, физика, и другие поля.[12][13][14] МКС также используется для тестирования систем и оборудования космических кораблей, необходимых для будущих длительных полетов на Луну и Марс.[15]

Космический телескоп ХабблаВ Космический телескоп Хаббла это космический телескоп это было запущено в низкая околоземная орбита в 1990 году НАСА при участии Европейского космического агентства. Это не было первый космический телескоп, но он один из самых крупных и универсальных.[16] Его орбита позволяет ему получать изображения с чрезвычайно высоким разрешением и существенно более низким уровнем фонового освещения, чем у наземных телескопов, что позволяет видеть глубокий космос. Многие наблюдения Хаббла привели к прорывам в астрофизика, Такие как определение скорости расширения Вселенной.

Знание космоса

С Спутник 1 вышел на орбиту в 1957 году для выполнения Ионосферный экспериментов, человеческое понимание земли и космоса увеличилось.[17] В список миссий на Луну начались еще в 1958 году и продолжаются до настоящего времени. Несколько успешных полетов СССР на Луну включают такие миссии, как Луна 1 космический корабль, совершивший первый облет Луны в 1959 г., Луна 3 лунный зонд, сделавший первые снимки обратной стороны Луны в 1959 г., Луна 10 орбитальный аппарат, который был первым орбитальным аппаратом Луны в 1966 году, и Луноход 1 Луноход в 1970 году, который был первым марсоходом, который исследовал поверхность мира за пределами Земли. Соединенные Штаты также добавили значительное количество лунных первыми, например Аполлон 8 в 1968 году - это первая успешная человеческая миссия на орбиту Луны и исторический Аполлон-11 когда человек впервые высадился на Луне.[18] В ходе миссий на Луну были собраны образцы лунных материалов, и теперь существует несколько спутников, таких как АРТЕМИСА P1 которые в настоящее время вращаются вокруг Луны и собирают данные.[18]

Биомедицинские исследования

Space body fluid.svg

Начиная с 1967 года НАСА успешно начало Биоспутниковая программа которые первоначально использовали яйца лягушек, амебы, бактерии, растения и мышей и изучали влияние невесомости на эти биологические формы жизни.[19] Исследования человеческой жизни в космосе расширили понимание эффектов адаптации к космической среде, таких как изменения в жидкостях организма, негативное влияние на иммунную систему и влияние космоса на режим сна.[20] Текущие исследования космического пространства делятся на предметы космической биологии, изучающей влияние космоса на более мелкие организмы, такие как клетки, космическую физиологию, которая изучает влияние космоса на человеческое тело, и космическую медицину, изучающую возможные опасности космоса для человеческого тела.[20] Открытия, касающиеся человеческого тела и космоса, в частности, влияния на развитие костей, могут дать дальнейшее понимание биоминерализации и процесса транскрипции генов.[21]

Культура и вдохновение

Опубликованный НАСА в марте 2019 года "Мраморный Юпитер", сделанный зондом Juno.

Человеческая культура существует как социальная среда, состоящая из традиций, норм, письменных или неписаных правил и социальных практик. Культуры могут быть специфичными для групп любого размера, таких как семья или группа друзей, но также могут быть такими же большими, как государство или нация. Диапазон и разнообразие человеческой культуры заметно велик. Международное сотрудничество в космическую эру объединило различные культуры и, как следствие, обмен и развитие человеческой культуры. За более чем пятьдесят лет космических путешествий разнообразие тех, кто работает в космосе и в поле в целом, резко увеличилось с самого начала освоения космоса. Этот прогресс в разнообразии сблизил больше культур и привел к обогащению человеческой культуры во всем мире.[22]

Инновации и исследования космической эры послужили источником вдохновения для человечества. Прорыв в космические путешествия, покидание Земли человеком и преодоление гравитации, шаги на Луне и различные другие достижения стали поворотными моментами в культурном развитии человечества. В частности, научно-технические достижения служат источником вдохновения для научного сообщества студентов, преподавателей и исследователей во всем мире. Кроме того, освоение космоса вдохновило на создание инновационных программ обучения для дошкольников, таких как Программа будущих космонавтов. Очевидно, что, привлекая чудо космоса вместе со знаниями и навыками, приобретенными в ходе освоения космоса в классах, дети могут получить сильную мотивацию и расширить свои возможности с раннего возраста.[23]

Освоение космоса будет и впредь способствовать международному вдохновению и сотрудничеству, а также вызывать революционные философские, политические и научные вопросы и дискуссии.[24]

Критика, недостатки и критика

Существует три основных типа критики освоения космоса: критика за издержки, идеологическая критика и социальная критика.

Расчеты выгод от освоения космоса часто подвергались критике из-за аргумента о конфликте интересов (подсчитывают выгоды ответственные агентства) и сложности количественной оценки выгод. Как сказал Мэтью Уильямс: «Как вы оцениваете в долларах научные знания, вдохновение или расширение наших границ?» [25]

В то время как некоторые комментаторы утверждали, что освоение космоса - это стратегия спасательной шлюпки, позволяющая избежать уничтожения человечества, другие возражали, что это упускает суть. Амитаи Эциони - профессор Университета Джорджа Вашингтона и советник администрации Картера США - возразил: Человечеству было бы лучше спасти Землю, чем колонизировать Марс что: «Лучше сдерживать бедствия дома, чем предполагать, что все потеряно». Эциони также указал на огромную стоимость колонизации внеземных планет, сославшись на то, что Илон Маск, сторонник освоения космоса и колонизации, подсчитал, что стоимость отправки первых 10 астронавтов на Марс составит 10 миллиардов фунтов стерлингов на человека.[26] В Марсианский климатический орбитальный аппарат хороший пример этого аргумента, сжигание перед отправкой любых данных стоимостью 328 миллионов долларов. [27]

Социальные критики говорят, что затраты на освоение космоса не могут быть оправданы, когда голод и нищета процветают. «По их мнению, освоение космоса отнимает деньги, ресурсы и талант у помощи нуждающимся людям и улучшения качества жизни для всех».[28] В 1967 г. Мартин Лютер Кинг младший. сказал: «Не отрицая ценности научных усилий, есть поразительная абсурдность в том, чтобы тратить миллиарды на то, чтобы достичь Луны, где нет людей, в то время как только часть этой суммы используется для обслуживания густонаселенных трущоб».

Некоторые критики указали на опасность космический мусор которые влияют на спутники, космические аппараты и поверхность Земли. Например, в марте 2009 года обломки, которые, как считается, представляли собой 10-сантиметровую часть спутника Kosmos 1275, упали на МКС.[29] Хотя космический мусор бывает относительно редко, такое случается. В 1969 году пять моряков японского корабля получили ранения космического мусора.[30] В 1997 году женщина из Оклахомы, Лотти Уильямс, была ранена в плечо обломком почерневшего тканого металлического материала размером 10 см × 13 см (3,9 дюйма × 5,1 дюйма), который, как было подтверждено, был частью топливного бака одной из ракет. Дельта II ракета, с которой годом ранее был запущен спутник ВВС США.[31][32] Экологи указали на загрязнение, вызванное освоением космоса, и на отвлечение американцев от растущей проблемы загрязнения.[33]

Феминистки критиковали американские программы освоения космоса и даже подали иски за сексистскую практику найма и составление всего мужского корпуса космонавтов.[34]

Неясно, насколько американская общественность согласна с важностью освоения космоса. Опросы института Гэллапа в 1960-х годах показали, что менее 50% американцев считают, что усилия стоят своих денег. Опрос NBC News и Associated Press в 1979 году показал, что только 41% респондентов считают, что выгоды стоят затрат.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Гуртуна, Озгур (2013). Основы космического бизнеса и экономики. SpringerBriefs в освоении космоса. Springer Нью-Йорк Гейдельберг Дордрехт Лондон: Спрингер. п. 31. Дои:10.1007/978-1-4614-6696-3. ISBN  978-1-4614-6695-6.
  2. ^ а б c НАСА. Дополнительная выгода. 2012, https://spinoff.nasa.gov/Spinoff2012/pdf/Spinoff2012.pdf.
  3. ^ ISECG (сентябрь 2013 г.). «Преимущества освоения космоса» (PDF).
  4. ^ «Количество спутников на орбите по основным странам по состоянию на 31 марта 2020 г.». Statista.com. 7 декабря 2020.
  5. ^ НЕСДИС. Спутники. Проверено 4 июля, 2008.
  6. ^ NOAA. Спутники NOAA, ученые контролируют Mt. Сент-Хеленс на предмет возможного извержения. Проверено 4 июля, 2008.
  7. ^ «Спутниковая информационная система NOAA (NOAASIS)». noaasis.noaa.gov. Архивировано из оригинал на 2018-08-25. Получено 2018-04-12.
  8. ^ Пьеро, Марко; Де Феличе, Маттео; Маггиони, Энрико; Мозер, Дэвид; Перотто, Алессандро; Спада, Франческо; Корнаро, Кристина (декабрь 2017 г.). «Управляемые данными методы апскейлинга для региональной оценки и прогноза фотоэлектрической мощности с использованием спутниковых и численных данных прогноза погоды». Солнечная энергия. 158: 1026–1038. Bibcode:2017СоЭн..158.1026П. Дои:10.1016 / j.solener.2017.09.068.
  9. ^ MacLeish, Marlene Y .; Akinyede, Joseph O .; Госвами, Нанду; Томсон, Уильям А. (01.11.2012). «Глобальное партнерство: расширяя границы образования в области исследования космоса». Acta Astronautica. 80: 190–196. Bibcode:2012AcAau..80..190M. Дои:10.1016 / j.actaastro.2012.05.034. ISSN  0094-5765.
  10. ^ Гэри Китмахер (2006). Справочник по Международной космической станции. Серия Apogee Books Space. Канада: Книги Апогея. С. 71–80. ISBN  978-1-894959-34-6. ISSN  1496-6921.
  11. ^ "Полеты человека в космос и исследования - европейские государства-участники". Европейское космическое агентство (ЕКА). 2009 г.. Получено 17 января 2009.
  12. ^ "Обзор Международной космической станции". ShuttlePressKit.com. 3 июня 1999 г.. Получено 17 февраля 2009.
  13. ^ «Области исследований». НАСА. 26 июня 2007 г. Архивировано с оригинал 23 января 2008 г.
  14. ^ "Попасть на борт". НАСА. 26 июня 2007 г. Архивировано с оригинал 8 декабря 2007 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  15. ^ "Программа исследований МКС". НАСА. Архивировано из оригинал 13 февраля 2009 г.. Получено 27 февраля 2009.
  16. ^ Кэнрайт, Шелли. «Великие обсерватории НАСА». НАСА. Получено 26 апреля, 2008.
  17. ^ Кузнецов; Синельников и Альперт (июнь 2015 г.). «Яков Альперт: Спутник-1 и первый спутниковый ионосферный эксперимент». Достижения в космических исследованиях. 55 (12): 2833–839. Bibcode:2015AdSpR..55.2833K. Дои:10.1016 / j.asr.2015.02.033.
  18. ^ а б "Луна: Наука НАСА: Миссии". Луна: Наука НАСА. Получено 2018-04-17.
  19. ^ «НАСА - 50 лет истории НАСА». www.nasa.gov. Получено 2018-04-10.
  20. ^ а б Клеман, Жиль (2006). Основы космической биологии: исследования клеток, животных и растений в космосе. Нью-Йорк: Нью-Йорк: Спрингер Нью-Йорк.
  21. ^ Клеман, Жиль (2005). «Основы космической медицины». Библиотека космической техники. 17: 3.
  22. ^ Харрис, Филип Р. (1986-01-01). «Влияние культуры на освоение космоса». Поведенческая наука. 31 (1): 12–28. Дои:10.1002 / bs.3830310103. HDL:2060/19930007674. ISSN  1099-1743.
  23. ^ Сандерс, Клэр (10 июля 2018 г.). «Каждый ребенок должен тренироваться, как будущий космонавт. Вот почему». Академия развлечений. Получено 30 июля 2018.
  24. ^ Преимущества освоения космоса (PDF). ISECG. 2013.
  25. ^ Мэтью С. Уильямс. "Стоит ли оно того? Затраты и преимущества освоения космоса". Интересная инженерия.
  26. ^ Амитай Эциони. «Человечеству было бы лучше спасти Землю, чем колонизировать Марс». Национальный интерес.
  27. ^ "Информационный бюллетень Mars Climate Orbiter". НАСА-Лаборатория реактивного движения. Получено 2020-08-03.
  28. ^ Гонсало Муневар (1986). Космические колонии и философия освоения космоса, Материалы конференции AIP, том 148, стр. 2-12.
  29. ^ Хейнс, Лестер. "Маневр ухода от космического мусора на МКС" В архиве 10 августа 2017 г. Wayback Machine, Реестр, 17 марта 2009 г.
  30. ^ Конгресс США, Управление оценки технологий, "Орбитальный мусор: проблема космической среды" В архиве 4 марта 2016 г. Wayback Machine, Справочный документ, OTA-BP-ISC-72, Типография правительства США, сентябрь 1990 г., стр. 3
  31. ^ «Сегодня в истории науки» В архиве 13 января 2006 г. Wayback Machine todayinsci.com. Проверено 8 марта 2006 года.
  32. ^ Тони Лонг, "22 января 1997 года: Внимание, Лотти! Это космический мусор!" В архиве 2 января 2018 г. Wayback Machine, проводной, 22 января 2009 г. Дата обращения 27 марта 2016 г.
  33. ^ Нил М. Махер (16 июля 2019 г.). «Не все хотели человека на Луне».
  34. ^ Нил М. Махер (16 июля 2019 г.). «Не все хотели человека на Луне».