Читать книгу Эволюционная теория развития экономики и общества –2 - - Страница 16

По поводу решения стратегической задачи освоения космоса можно вывести бесчисленное множество публикаций, в частности, следующую статью.46 Приведем из нее некоторые выдержки с чисто познавательной точки зрения в рамках исполнения дескриптивной функции экономической теории, касаясь исключительно некоторого теоретического обобщения стратегических вопросов космической экономики, не пытаясь давать каких-либо рекомендаций, оставляя эту работу для соответствующих специалистов.

Характер будущего освоения космоса. Предполагает как исследование с помощью телескопа, так и физическое исследование космоса с помощью космических аппаратов-роботов и пилотируемых космических полетов.

Как национальными, так и частными организациями планируются и объявляются краткосрочные миссии по физическому исследованию, направленные на получение новой информации о Солнечной системе. Существуют предварительные планы орбитальных и посадочных полетов на Луну и Марс с экипажем для создания научных аванпостов, которые впоследствии позволят создать постоянные и самодостаточные поселения. Дальнейшие исследования потенциально будут включать экспедиции и на другие планеты и поселения на Луне, а также создание аванпостов по добыче полезных ископаемых и заправке топливом, особенно в поясе астероидов. Физические исследования за пределами Солнечной системы в обозримом будущем будут роботизированными.

Преимущества освоения космоса. Причины, по которым люди и отдельные нации вкладывают средства в освоение космоса, резко изменились со времен космической гонки 20-го века. Освоение космоса в конце 20-го века было обусловлено конкуренцией между Советским Союзом и Соединенными Штатами за достижение первого космического полета. В настоящее время частный сектор и национальные правительства снова инвестируют в освоение космоса. Однако на этот раз они мотивированы защитой человеческой жизни от катастрофических событий и использованием ресурсов космоса.

Колонизировать космическое пространство. Утверждалось, что космическая колонизация является средством обеспечения выживания человеческой цивилизации в условиях планетарной катастрофы. Колонизация других планет позволяет расселять людей и, таким образом, увеличивает вероятность выживания в условиях планетарной катастрофы. Доступность дополнительных ресурсов, которые могут быть добыты из космоса, потенциально может расширить возможности людей и принести большую пользу обществу. Использование этих ресурсов и перенос производств, загрязняющих окружающую среду, в космос могут сократить выбросы на Земле и в конечном итоге привести к поиску более чистых источников энергии. Основными препятствиями на пути колонизации космоса являются пока технологические и экономические проблемы.

Космические исследования. Уникальные свойства космоса позволяют астронавтам проводить исследования, которые иначе невозможно было бы провести на Земле, а взгляд из космоса на Землю позволяет ученым лучше понять природную среду Земли. Исследования, проводимые на Международной космической станции, направлены на благо человеческих цивилизаций на Земле и расширение знаний человечества о космосе и освоении космоса. В настоящее время исследования НАСА на МКС включают биомедицинские исследования, материаловедение, развитие технологий и методы, позволяющие продолжить освоение космоса.

Антигравитация и микрогравитация позволяют астронавтам проводить медицинские исследования, которые невозможно выполнить на Земле. Например, исследования НАСА по новым методам лечения сложных заболеваний, таких как мышечная дистрофия Дюшенна, требуют использования условий микрогравитации, чтобы микрочастицы в растворе для лечения оставались устойчивыми. НАСА также сообщило об инвестициях в исследования в области разработки микробных вакцин и микрокапсулирования лекарств для целенаправленного и более эффективного лечения.

Предполагается использовать астероиды в качестве ворот для освоения космоса, конечным пунктом назначения которого является Марс. Чтобы сделать такой подход жизнеспособным, необходимо выполнить три требования: во-первых, «тщательное исследование астероидов с целью поиска тысяч близлежащих тел, пригодных для посещения астронавтами»; во-вторых,«увеличение продолжительности полета и дальности полета до постоянно увеличивающихся расстояний до Марса»; и, наконец, в-третьих,«разработка более совершенных роботизированных транспортных средств и инструментов, позволяющих астронавтам исследовать астероид независимо от его размера, формы или вращения». Кроме того, использование астероидов обеспечит астронавтам защиту от галактических космических лучей, а экипажи миссий смогут приземляться на них без большого риска радиационного облучения.

Планетарные транзиты и колебания звезд (PLATO) – космический телескоп, разрабатываемый Европейским космическим агентством для запуска в 2026 году. Целями миссии являются поиск планетарных транзитов между миллионом звезд, а также обнаружение и характеристика скалистых внесолнечных планет вокруг желтых карликов (таких как Солнце), субгигантские звезды и красные карлики. Основное внимание в миссии уделяется планетам, похожим на Землю, в обитаемой зоне вокруг солнцеподобных звезд, где вода может существовать в жидком состоянии. Это третья миссия среднего класса в программе ЕКА «Космическое видение», названная в честь влиятельного греческого философа Платона, основоположника западной философии, науки и математики. Вторичной целью миссии является изучение звездных колебаний или сейсмической активности в звездах для измерения звездных масс и эволюции, а также для точной характеристики звезды-хозяина планеты, включая ее возраст.

Ограничения, связанные с исследованием дальнего космоса. Будущие возможности освоения дальнего космоса ограничены рядом технических, практических, астрономических и человеческих ограничений, которые определяют будущее освоения космоса с экипажем и без экипажа. По состоянию на 2022 год, самым дальним из всех зондов, созданных человеком, является текущая миссия НАСА «Вояджер-1», удаленная от Земли на 23,61 миллиарда километров (14,67 миллиарда миль), около 157,8 а.е. (астрономических единиц),47 в то время как ближайшая звезда находится на расстоянии около 4,24 световых лет, что эквивалентно 268,1 а.е.

Текущее состояние космических технологий, включая двигательные установки, навигацию, ресурсы и хранилища, все это ограничивает развитие исследований космоса человеком в ближайшем будущем.

Астрономический порядок величины расстояния между Землей и ближайшими звездами является проблемой для текущего развития космических исследований. При текущей максимальной скорости 157 100 миль в час (252 800 км / ч) зонд Helios 2 достигнет ближайшей звезды, Проксимы Центавра, примерно через 18 000 лет, что намного дольше, чем продолжительность жизни человека, и поэтому требует гораздо более быстрых методов транспортировки, чем доступные в настоящее время.

С точки зрения движения, основной проблемой является старт и начальный импульс, поскольку в космическом вакууме нет трения. В зависимости от целей миссии, включая такие факторы, как расстояние, нагрузка и время полета, тип используемого, планируемого к использованию или конструкции движителя варьирует от химического топлива, такого как жидкий водород и окислитель (главный двигатель космического челнока), до плазмы или даже топливо из наночастиц. Другой двигательной установкой, которая может быть использована, является ионный двигатель.

Человеческий фактор в освоении космоса с экипажем добавляет определенные физиологические и психологические проблемы и ограничения к будущим возможностям освоения космоса, наряду с пространством для хранения и обеспечения жизнедеятельности и проблемами массы.

Изменение величины гравитации на теле вредно для ориентации, координации и равновесия. Без постоянной гравитации кости страдают от остеопороза, а их минеральная плотность падает в 12 раз быстрее, чем у среднего пожилого человека. Без регулярных физических упражнений и правильного питания может произойти ухудшение сердечно-сосудистой системы и потеря мышечной силы. Обезвоживание может привести к образованию камней в почках, а постоянный гидростатический потенциал при невесомости может сместить жидкости организма вверх и вызвать проблемы со зрением.

Кроме того, без окружающего магнитного поля Земли в качестве щита солнечная радиация оказывает гораздо более сильное воздействие на биологические организмы в космосе. Воздействие может включать повреждение центральной нервной системы (изменение когнитивных функций, снижение двигательной функции и возможные изменения в поведении), а также возможность дегенеративных заболеваний тканей.

По данным НАСА, изоляция в космосе может оказывать пагубное воздействие на психику человека. Согласно ряду социальных экспериментов НАСА, поведенческие проблемы, такие как низкий моральный дух, перепады настроения, депрессия и снижение межличностных взаимодействий, нерегулярный ритм сна и усталость, возникают независимо от уровня подготовки. Самый известный из которых, «Биосфера 2», был 2-летним экспериментом с экипажем из 8 человек в 1990-х годах в попытке изучить потребности человека и выживание в изолированной среде. Результатом чего стали напряженные межличностные взаимодействия и отчужденное поведение, в том числе ограничение и даже прекращение контактов между членами экипажа, а также неспособность поддерживать постоянную систему рециркуляции воздуха и питания.

Учитывая будущую возможность длительных полетов с экипажем, хранение и пополнение запасов продовольствия являются существенными ограничениями. С точки зрения хранения, по оценкам НАСА, для 3-летней миссии на Марс потребуется около 24 тысяч фунтов (11 тонн) продовольствия, в основном в виде предварительно приготовленных обезвоженных блюд весом около 1,5 фунтов (0,68 кг) на порцию. Свежие продукты будут доступны только в начале полета, поскольку не будет систем охлаждения. Относительный большой вес воды является ограничением, поэтому на Международной космической станции (МКС) потребление воды на человека ограничено 11 литрами в день, по сравнению с 132 литрами в среднем для американцев.

Что касается пополнения запасов, были предприняты усилия по переработке, повторному использованию и производству, чтобы сделать хранение более эффективным. Вода может быть получена в результате химических реакций водорода и кислорода в топливных элементах, а попытки и методы выращивания овощей в условиях микрогравитации разрабатываются и будут продолжать исследоваться. Салат-латук уже успешно выращивается в «Вегетарианской системе выращивания растений» МКС и потребляется астронавтами, хотя крупномасштабные посадки все еще непрактичны из-за таких факторов, как опыление, длительный период роста и отсутствие эффективных посадочных подушек.

Использование искусственного интеллекта в космосе. В настоящее время существует множество проектов, пытающихся продвинуть освоение космоса и разработку космических аппаратов с использованием ИИ.

Целью НАСА в рамках отдельных проектов является разработка систем, которые смогут помочь пилотам, предоставляя им экспертные советы в режиме реального времени в ситуациях, которые не охватываются обучением пилотов, или просто помочь с ходом мыслей пилота во время полета.

Автономные технологии. Смогут выполнять действия, выходящие за рамки заранее определенных действий. Они проанализировали бы все возможные состояния и события, происходящие вокруг них, и придумали бы безопасный ответ. Кроме того, такие технологии могут снизить стоимость запуска и вовлеченность земли. Производительность также возрастет. Автономия сможет быстро реагировать при возникновении непредвиденных событий, особенно при освоении дальнего космоса, когда обратная связь с Землей займет слишком много времени.

Освоение космоса вообще. Может дать нам знания о нашей Вселенной, а также попутно развивать изобретения и инновации. Путешествие на Марс и дальше может способствовать развитию достижений в области медицины, здравоохранения, долголетия, транспорта, связи, которые могут найти применение на Земле.

Изменения в разработке космических аппаратов должны будут учитывать возросшую потребность в энергии для будущих систем. Космические корабли, направляющиеся к центру Солнечной системы, будут оснащены усовершенствованной технологией солнечных панелей, чтобы использовать обильную солнечную энергию, окружающую их. Будущее развитие солнечных панелей направлено на то, чтобы они работали более эффективно и при этом были легче.

Коммерциализации космоса. НАСА продолжает фокусироваться на решении более сложных проблем, связанных с освоением космоса, таких как возможности дальнего космоса и совершенствование систем жизнеобеспечения человека. С учетом сказанного, НАСА поставило задачу коммерциализации космоса перед частной космической индустрией в надежде на разработку инноваций, которые помогут улучшить условия жизни людей в космосе. Коммерциализация космоса в частном секторе приведет к снижению затрат на полеты, разработке новых методов поддержания человеческой жизни в космосе и предоставит туристам возможность путешествовать по низкой околоземной орбите в будущем.

Путешествие на низкую околоземную орбиту в качестве туриста требует размещения, позволяющего людям летать или проводить время в космосе. Эти приспособления будут решать следующие проблемы:

1. Физиологические последствия жизни в условиях микрогравитации повлияют на химический состав вашего тела и вызовут такие симптомы, как укачивание из-за дезориентации. Долгосрочные постепенные последствия пребывания в космосе включают атрофию костей из-за недостаточной гравитации, что ограничивает поступление минералов по всему организму.

2. Будущие места обитания предназначены для эффективной транспортировки на ракетных системах, что означает, что эти места обитания маленькие и ограниченные, что приводит к проблемам с ограничением и физиологическими изменениям в поведении, таким как клаустрофобия.

3. Пребывание на орбите Земли устраняет защиту озонового слоя, который поглощает вредное излучение, испускаемое Солнцем. Жизнь на орбите вокруг Земли подвергает людей в десять раз большему воздействию радиации, чем людей, живущих на Земле. Эти радиационные эффекты могут вызывать такие симптомы, как рак кожи.48