НОУ средняя общеобразовательная школа «Интеграция»

_____________________________________________________________________________

Угрозы из космоса

Проект по географии

Выполнил: Ревенко Никита, 9 класс

Руководитель: уч. географии, к. г.н., А.

Москва 2011

Оглавление

Введение. 3

Глава 1. Какие угрозы таят в себе астероиды?. 3

Глава 2. Солнечные вспышки. 3

Глава 3. Космический мусор. 3

Глава 4. Милитаризация космоса. 3

Глава 5. Звёзды смерти. 3

Глава 6. Внеземные существа. 3

Заключение. 3

Список использованных информационных источников. 3

Введение

Земля неоднократно ощущала на себе влияние космоса, и каждый раз такое воздействие оборачивалось или вымиранием практически всех живых организмов, или изменением климата. На текущий момент существует достаточно угроз, которые, если на них вовремя не обратить внимания, могут навсегда изменить ход развития человечества. Это предопределяет интерес к избранной теме.

Цель работы – изучить угрозы, которые несёт космос, и способы их предотвращения. Для достижения данной цели решался следующий круг задач:

Ø проанализировать имеющиеся источники данных о космосе;

Ø изучить каждый тип угроз в отдельности;

Ø рассмотреть технологии их предотвращения;

Ø просчитать возможность сохранения жизни на земле;

Ø обобщить полученные результаты.

Объект исследования – возможные угрозы из космоса.

Предмет изучения – угрозы астероидной атаки, солнечной вспышки и т. д., а также возможные пути предотвращения глобальной катастрофы.

Главная гипотеза состоит в том, что влияние космоса на Землю настолько значительно, что любое воздействие будет иметь серьёзные последствия, вплоть до практически полного вымирания живых существ.

Основные методы исследования – работа с информационными ресурсами, изучение источников сети Интернет, актуальной литературы, анализ возможных последствий влияния космоса на Землю.

Печатная часть работы включает обобщенную актуальную информацию об угрозах, которые могут повлиять на человечество в ближайшее время. Практическая часть работы включает рассмотрение технологий предотвращения негативного влияния космоса, а также анализ возможных последствий влияния космоса на Землю. Апробация работы осуществлялась во время ежегодной проектной недели в НОУ СОШ «Интеграция» с 21 по 25 февраля 2011 г.

Космос чарует своей бесконечностью и пустотой. Но настолько ли он пуст? На самом деле, уже в скором времени человечество может столкнуться со множеством проблем, которые мы можем предотвратить, но можем и не заметить, что выльется в катастрофу глобального масштаба. Каковы последствия этих воздействий, что мы можем сделать для их предотвращения и как человечество сможет восстановиться после них – всё это я попытался выяснить в моём проекте.

Глава 1. Какие угрозы таят в себе астероиды?

Часть 1. Классификация астероидов, сближающихся с Землей

Мы привыкли считать космос почти полностью пустым. Это утверждение в корне неверно – вселенная таит в себе массу опасностей для нашей планеты.

Многие учёные считают, что динозавры вымерли из-за падения астероида. Согласно этой гипотезе, на Землю упало небесное тело диаметром десять километров. От удара поднялось вверх такое количество пыли, что небо над всей Землей потемнело на многие месяцы. Погибли растения, нуждающиеся в солнечном свете, вслед за ними растительноядные животные, а затем и хищники. Произошло похолодание, так как солнечные лучи не достигали земной поверхности. Потом снова наступило потепление, когда верхние слои воздуха разогрелись. И даже если некоторым видам удалось пережить катастрофу, то они все равно погибли затем в результате ее последствий, растянувшихся на годы и века [2, c. 1-2].

Неудивительно, что страх перед астероидами остаётся до сих пор. Если на Землю упадет тело размером несколько сотен метров, тот же 300-метровый Апофис (см. фото 1), то последствия могут быть катастрофическими.

Фото 1. Астероид (99942) Апофис

У орбиты любого объекта Солнечной системы есть один важный параметр — перигелийное расстояние. Это минимальное расстояние от объекта до Солнца. Астероидами, сближающимися с Землёй, принято называть астероиды с перигелийным расстоянием менее 1.3 астрономической единицы. Их также в зависимости от параметров делят на три группы [7, с. 10]:

· Амуры. Эти астероиды могут приближаться к Земле, но внутрь её орбиты не заходят

· Атоны. Их орбиты лежат, в основном, внутри орбиты Земли и редко выходят за её пределы

· Аполлоны. Могут проникать внутрь орбиты Земли

Публикация информации о возможных столкновениях Земли с астероидами и кометами сопряжена с определенным риском ее искажения средствами массовой информации и неправильного восприятия этой информации в целом широкими слоями населения. В результате обсуждения этой проблемы была осознана необходимость разработки некоторой достаточно простой шкалы, которая позволяла бы формализовать оценку угрозы Земле со стороны того или иного космического тела. На Рабочем совещании в Турине в июне 1999 г. была принята к использованию шкала, которая получила название Туринской шкалы для оценки угрозы столкновений Земли с космическими телами (рис.1):

Рис. 1. Туринская шкала

По горизонтали — вероятность соударения, по вертикали — кинетическая энергия соударения в мегатоннах. Если объект имеет не 0 по Туринской шкале, то это очень и очень плохо. Даже опасность, равная единице, означает вероятность соударения и практически полную уверенность в том, что объект не сгорит в атмосфере.

Опасность столкновения “Апофиса” с Землёй была оценена в 4 балла по Туринской шкале, однако затем её снизили до 0 баллов. Ранее считалось, что 13 апреля 2029 года (как вы уже догадались, это будет пятница) астероид пройдёт около Земли на расстоянии около 28,9 тыс. км, но, после проведения радарных наблюдений, возможность столкновения в 2029 году была исключена. Однако ввиду неточности начальных данных существует вероятность столкновения данного объекта с нашей планетой в 2036 и последующих годах. Также есть теоретическая возможность столкновения и в последующих годах, однако она существенно ниже вероятности в 2036. [15, c. 8-9]

Часть 2. Как предотвратить падение астероида?

В 1992 году Конгресс США поручил NASA разобраться в вопросе астероид­ной угрозы. Была принята программа Spaceguard ("Космическая стража"), в рамках которой все пригодные телеско­пы оснастили современной техникой для слежения именно за мелкими телами.

Первоначальная задача, поставлен­ная перед NASA, заключалась в том, что­бы за десять лет открыть все астероиды диаметром километр и более, которые находятся в окрестностях Земли, в основ­ном в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. За десять лет эта программа была практически выполнена. По ходу ее реализации стали находить асте­роиды гектометровых (сотни метров) размеров. Теперь на следующие десять лет стоит задача открывать астероиды размером 100-140 м. Именно небольшие небесные тела представляют наиболь­шую опасность для Земли. А между тем считается, что до сих пор их открыто не более 10-15%.

Астероидов, сближающихся с Землей, сегодня насчитывается более 70из них причислено к категории опасных, причем 1000 из них представляют высо­кую степень опасности. В число угрожаю­щих Земле записан пресловутый Апофис. Его поперечник составляет 250-300 м, но и этого достаточно, чтобы сотворить на Земле много бед. Апофис двигается по близкой к Земле орбите, и предпола­гается, что в 2036 году он может пересечь геостационарную орбиту. На этом рас­стоянии (порядкакм) уже очень сильно ощущается земная гравитация, и астероид может стать спутником Земли или просто упасть на Землю.

Главное сейчас - исследовать ближайшее по­явление Апофиса в окрестностях Земли. Это случится в годах, и мно­жество обсерваторий в мире готовятся его наблюдать, уточнять его орбиту, чтобы либо опровергнуть возможность столкновения, либо подтвердить.

Но что, если траектория движения Апофиса или любого другого астероида не изменится и с большой вероятностью он столкнётся с Зёмлей? Противодействие столкновению астероида с Землей может быть осуществлено различными способами, основные из которых указаны в табл. 1. [9, c. 20-29].

Таблица 1. Способы воздействия на ОСЗ для предотвращения АО

Одной из первых компаний, откликнувшихся на проблему, было Украинское ГКБ «Южное» (Днепропетровск). Там предложили использовать модернизированный ракетоноситель (РН) «Зенит» для исключения угрозы столкновения астероида Апофис с Землей. Как сообщил в 2009-м году ученый секретарь научно-технического совета ГКБ Николай Слюняев, в частности, речь идет о возможности дооснащения «Зенита» новой третьей ступенью для минимизации попадания Апофиса в так называемую «гравитационную ловушку», возможного при пролете астероида мимо Земли в 2029 году, и почти гарантирующего вероятность столкновения при следующем пролете в 2036 году.
Модернизированный „Зенит“ своим импульсом меняет траекторию Апофиса и сводит к минимуму возможность реализации трагического сценария -2036. Вместе с тем для того, чтобы гарантированно избежать столкновения с астероидом на ближайшие 100 лет, можно дооснастить «Зенит» третьей ступенью, созданной на новых технологических принципах. В тысячи раз более мощный толчок ракетной системы меняет курс астероида настолько, что вероятность столкновения в ближайшие 100 лет становится нулевой.

Плоскость, в которой движется Апофис, по данным специалистов, наклонена к экватору на 3 градуса. В этом случае, выгодно осуществлять пуски с морского космодрома близ экватора, откуда «Зенит» стартует с 1999 года.

Но эта мера не слишком популярна, в частности, потому что существует запрет на вывод ядерного оружия в космос. Так заявил директор института прикладной астрономии РАН Андрей Финкельштейн. Правда, по его словам, «есть вполне определенная вероятность: если его траектория пройдет сквозь „ворота“ размером примерно 1,5 км, то тогда в 2036 году он точно попадёт по нам». Говоря о возможных средствах борьбы с астероидом и о том, как человечество может предотвратить катастрофу, ученый подчеркнул, что готовых средств сейчас пока нет. Впрочем, он предложил нечто под названием «гравитационный тягач». В данный момент в США, Европе и России разрабатываются различные аппараты, способные изменить траекторию полета астероида, но принцип работы примерно один: вначале космический аппарат совершит сближение с астероидом, затем он зависнет на расстоянии 250 м от поверхности астероида. Двигатели космического аппарата создают тягу 50 миллионов ньютонов, которых хватит, чтобы в течение примерно 60 суток увести астероид в сторону от опасной траектории (см. рис. 2).

Рис 2. Схематический принцип работы корабля-буксировщика

В то же время Финкельштейн обнадежил жителей страны, рассказав, что Роскосмос совместно с Минобороны и РАH начинает разработку «антиастероидной» программы, в частности, среди ближайших планов — установка на 70-метровом телескопе в Уссурийске локатора для приема отраженных космическими телами сигналов.

Другой способ предложен и разрабатывается исследовательским центром имени Келдыша. Его директор и по совместительству президент Российской академии космонавтики Анатолий Коротеев предложил использовать уже известные законы физики для изменения траектории полета астероида. Так, длительный полет космического аппарата рядом с «Апофисом» может предотвратить его столкновение с Землей. Если космический аппарат будет лететь рядом с „Апофисом“, то не только астероид будет оказывать на аппарат свое влияние, но и аппарат на него. И хотя массы несоизмеримы и влияние на астероид будет маленькое, если долго лететь рядом ним, то его можно отвести от опасной траектории сближения с Землей. Таким образом, чтобы отвести потенциально опасный объект от Земли, не понадобится воздействовать на него силой [12, c. 32-33].

Современное состояние наших знаний о малых телах Солнечной системы (метеорах, кометах, астероидах) и состояние наблюдательной базы не дают возможность осуществить своевременную защиту от астероидной опасности. Время для упреждения столкновения, от величины которого существенно зависит выбор средств противодействия, может составлять от десятилетий до дней, часов и даже минут.

По величине времени упреждения средства противодействия могут быть разделены на три этапа:

· Противодействие на больших геоцентрических расстояниях до ОСЗ (более 1-2 а. е.) с временем упреждения десятилетия, годы, месяцы. Основным методом противодействия следует признать отклонение ОСЗ от траектории столкновения.

· Противодействие на расстояниях от 0.1 до 1 а. е. с временем упреждения в месяцы и десятки дней. Устранение опасности столкновения может производиться как отклонением, так и разрушением ОСЗ.

· Противодействие в непосредственной близости от Земли (менее 0.1 а. е., т. е. вблизи или внутри сферы действия Земли, внутри орбиты Луны или даже в атмосфере Земли) с временем упреждения меньше недели. Основное средство - разрушение ОСЗ и, если это возможно, эвакуация населения из района поражения.

Не пытаясь подробно обсуждать политические, моральные и экологические аспекты проблемы, отметим только, что нами была сделана попытка оценить наиболее важные средства обороны от астероидной опасности, имеющиеся в наличии в настоящее время. Безусловно ядерная технология обороны не экологична, но ее использование на больших расстояниях от Земли не ухудшит радиационную обстановку околоземного пространства, а ее применение вблизи Земли может стать неизбежным для спасения миллионов жизней. Космические эксперименты по отклонению ОСЗ, в том числе и вблизи Земли, могут быть проведены для реальной оценки эффективности имеющейся защиты; разумеется, в окрестности Земли должны использоваться только неядерные средства воздействия, от разрушения же объектов вблизи Земли, очевидно, следует воздержаться [16, c. 12].

Часть 3. Возможные последствия падения “Апофиса”.

По мнению сотрудника НПО им. Лавочкина Кирилла Стихно, результатом столкновения астероида «Апофис» с Землей может стать землетрясение, по силе соизмеримое с катастрофой на Гаити. “Последствия падения астероидов не ограничиваются воронкой, многие из них при падении вызывают ударные воздушные волны, которые сметают все на своем пути. Также при падении может возникнуть сейсмический эффект”.

Директор института астрономии РАН Борис Шустов же утверждает, что поражающие факторы от падения астроида будут аналогичны последствиям ядерного взрыва, за исключением отсутствия радиации. «Астероид Апофис несет в себе энергетику, разрушительная сила которой в тротиловом эквиваленте превышает силу всех ядерных арсеналов на Земле», — рассказал ученый. То есть, в случае печального исхода с лица планеты будет стерт регион размером с европейскую страну или, допустим, город с агломерацией – такой как Москва [10, c. 8].

Первоначальная оценка НАСА для мощности взрыва при падении астероида составляла 1480 мегатонн, позже, после уточнения размеров, её снизили до 506 Мт. Для сравнения: Тунгусский метеорит оценивается в 3—10 Мт; взрыв вулкана Кракатау в 1883 г. был эквивалентен примерно 200 Мт.

Эффект взрыва может варьироваться в зависимости от состава астероида, а также места и угла удара. В любом случае взрыв причинит огромные разрушения на тысячи квадратных километров, но не создаст долгосрочных глобальных эффектов, подобных «астероидной зиме».

Согласно проведённому моделированию последствия падения астероида Апофис на Землю будут следующими (исходя из диаметра 390 метров (максимально возможный), плотности 3000 кг/м3, скорости входа в атмосферу 12,6 км/с):

§ Энергия столкновения с Землёй — 1717 мегатонн

§ Высота разрушения — 49,5 км

§ Диаметр окончательного кратера — 5,97 км

Таблица 2. Последствия падения астероида “Апофис”.

В случае падения в моря или крупные озера, такие как Онтарио, Мичиган, Байкал или Ладожское, не обойдётся без высокоразрушительного цунами. Все населённые пункты, расположенные на расстоянии 3-300 км, в зависимости от рельефа области падения, могут быть уничтожены полностью [14].

Из данной главы можно выделить несколько основных тезисов:

· Одним из самых опасных астероидов является “Апофис”

· На сегодняшний день не существует достаточно эффективной системы, которая позволила бы в краткие сроки изменить орбиту астероида

· Падение вышеупомянутого “Апофиса” не приведет к «ядерной зиме» и другим глобальным последствиям

· Тем не менее, в случае печального исхода с лица планеты будет стерт регион размером с европейскую страну

Глава 2. Солнечные вспышки

Часть 1. Природа солнечных вспышек.

Солнце - не только источник энергии для всего живого на Земле. От нашего светила исходит также и постоянная угроза - оно никогда не ведет себя спокойно. Солнечная активность и ее взаимодействие с магнитосферой Земли определяют так называемую космическую погоду.

Вероятно, первым официально зарегистрированным фактом катастрофического влияния Солнца на технологическую сторону человеческой цивилизации можно считать выход из строя телеграфных линий в сентябре 1859 года, когда произошла солнечная вспышка такой интенсивности, что всполохи по­лярного сияния можно было видеть да­же на Гавайях. С тех пор мы стали более зависимы от техники, поэтому вспышки на Солнце наносят колоссальный ущерб глобального масштаба [4, c. 8].

Во время солнечных вспышек (см. фото 2) уро­вень рентгеновского и УФ-излучения Солнца повышается. Атмосфера, поглощая это излучение, разогревается и 'разбухает'; на высотах в несколько сотен километров увеличивается плот­ность газа. Это приводит к торможению спутников на низких орбитах - вплоть до того, что они могут быть потеряны. Наиболее известный случай такого ро­да - сход с орбиты в июле 1979 года аме­риканской орбитальной станции Skylab по причине торможения атмосферой, разогретой проявлениями неожиданно высокой солнечной активности.

Фото 2. Солнечная вспышка 8 сентября 2010 года

Во время вспышек Солнце не огра­ничивается рентгеном и УФ, но выбра­сывает и потоки высокоэнергетических заряженных частиц, которые долетают до Земли через несколько часов. Хотя Земля в целом защищена от них магнитосферой, они оказывают влияние на спутники, находящиеся на более высо­ких орбитах (выше 1000 км), вызывая зашумление детекторов, сбои в работе и деградацию электроники. В высо­ких широтах высокоэнергетические заряженные частицы могут достигать ионосферы, вызывая дополнительную ионизацию и нарушение радиосвязи.

Какова вероятность возникновения на Солнце вспышки, способной привести к глобальной катастрофе? По словам Кузнецова, почти нулевая: “Самые мощные вспышки имеют энергию порядка 1033 ЭРГ (1026 Дж, это эквивалентно взрыву ядерной бомбы силой в 25 млрд МТ). Такие вспышки причинят огромный экономический ущерб, если Земля попадёт в зону их действия. Но для глобальной катастрофы нужна энергия вспышки на два порядка больше, а такие события произойти на Солнце не могут. [12, c. 36-37]

Часть 2. Прогнозирование солнечных вспышек.

Необходимость прогнозирования солнечных вспышек возникла давно, но особенно остро в связи с пилотируемыми космическими полетами. Долгое время почти независимо и практически безрезультатно разрабатывались два подхода к решению этой проблемы. Их можно условно назвать синоптическим и каузальным (причинным). Первый - сходный с предсказаниями погоды - базировался на изучении морфологических особенностей предвспышечных ситуаций на Солнце. Второй метод подразумевает знание физического механизма вспышки и, соответственно, распознавание предвспышечной ситуации путем ее моделирования.

До начала космических исследований, на протяжении многих лет, наблюдения вспышек велись преимущественно в оптическом диапазоне электромагнитного излучения: в линии водорода Нa и в "белом свете" (непрерывном спектре видимого излучения). Наблюдения в магниточувствительных линиях позволили установить тесную связь вспышек с магнитными полями на поверхности Солнца (фотосфере). Часто вспышка видна как увеличение яркости хромосферы (слой непосредственно над фотосферой) в виде двух светящихся лент, расположенных в областях магнитных полей противоположной полярности. Радионаблюдения подтверждали эту закономерность, имеющую принципиальное значение для объяснения механизма вспышки. Однако его понимание оставалось на чисто эмпирическом уровне, а теоретические модели (даже самые правдоподобные) казались совершенно не убедительными.

 
Фото 3. Солнечная вспышка (рентгеновский балл Х5.7), зарегистрированная 14 июля 2000 г. со спутников "TRACE" и "Yohkoh".

Уже первые внеатмосферные наблюдения с помощью космических аппаратов показали, что солнечные вспышки представляют собой корональное, а не хромосферное явление. Современные многоволновые наблюдения Солнца с космических и наземных обсерваторий свидетельствуют о том, что источник энергии вспышки расположен над аркадой вспышечных петель (светлые полосы на рисунке слева) в короне, наблюдаемых в мягком рентгеновском и УФ-излучении. Аркады опираются на хромосферные вспышечные ленты, которые расположены по разные стороны линии раздела полярности фотосферного магнитного поля, или фотосферной нейтральной линии. [4, c. 23]

Итак, просуммируем информацию:

· Солнечные вспышки представляют наибольшую опасность для объектов, находящихся на околоземной орбите

· Предсказывать появление солнечных вспышек человечество пока не умеет, хотя определённые шаги в данной сфере уже сделаны.

Глава 3. Космический мусор

Часть 1. Тайная угроза.

Космический мусор (см. фото 4) - это все, что запущено человечеством на орбиту, но уже перестало ему слу­жить. По существующим данным, в околоземном пространстве находится до нескольких миллионов объектов искусственного происхождения, и это облако хлама вовсе не безобидно.

Фото 4. Схематичный рисунок, показывающий количество космического мусора около Земли

В настоящее время по разным оценкам в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится до 5000 тонн техногенных объектов. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать− Из них только порядка 10 % (около 8600 объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами и только около 6 % отслеживаемых объектов — действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, и около 55 % — отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации.

Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением, плоскости которых пересекаются, поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет около 10 км/с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя.

Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это НОО, геостационарная орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %. [5, c. 45-46]

10 февраля 2009 года над северной Сибирью столкнулись два спутника – Iridium 33, принадлежавший американскому оператору спутниковой связи, и российский военный "Космос-2251". К моменту этого космического ДТП Iridium 33 был вполне себе действующим космическим аппаратом, а вот "Космос" официально считался мусо­ром, так как был выведен из строя еще в 1995 году.

За всю историю освоения космоса на ор­биту было запущено около 6000 аппаратов, и значительная часть этих спутников, а также обломки ракет­ных ступеней уже внесли свой вклад в замусоривание околоземной орби­ты. Особую проблему представляли ракетные ступени: и наши “Протоны”, и американские “Дельты”, и француз­ские “Арианы”, оказавшись на орбите, взрывались, разогретые лучами Солн­ца. Остатки топлива в баках воспла­менялись и разносили конструкцию на сотни и тысячи фрагментов, которые хаотично и с огромными скоростями разлетались в разные стороны. С те­чением времени вдоль орбиты раз­рушенного носителя возникало целое облако из обломков, и его уже можно было наблюдать с Земли.

На МКС теперь одна из самых главных задач - увернуться от лета­ющих обломков. В прошлом го­ду было произведено около 70 ма­невров. Правда, на низких орбитах обломков хоть и много, но там они имеют возможность в скором времени попасть в атмосферу и сгореть. Выше км обломки живут очень долго - около 000 лет. Обломки, находящиеся в гео­стационарной орбите, практически существуют вечно [12, c. 42-43].

Часть 2. Как не допустить захламления орбиты?

В 1991 году американский исследо­ватель Дональд Кесслер опубликовал работу, в которой предложил несколько сценариев развития ситуации с косми­ческим мусором. В худшем варианте картина выглядела бы так: насыщение обломками околоземного пространства достигнет такой стадии, когда факти­чески начнется цепная реакция (кас­кадные столкновения). Обломки будут сталкиваться друг с другом, частицы, образовавшиеся в результате их столк­новений, станут разлетаться в разные стороны, сталкиваясь вновь. В итоге количество обломков будет возрастать, даже если все запуски прекратятся, тем более что эти запуски станут практиче­ски невозможными из-за высокого рис­ка потери аппарата и добавления к уже существующему мусору нового.

Насыщение околоземного пространства обломками со временем привлекло внимание международной общественности. В 1993 году проблеме был посвящен доклад генсека ООН, а в 1999 году Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях обнародовал руководящие принципы по предупреждению образования космического мусора. Можно ли убрать мусор с орбит? Пока реальность такого варианта не многим больше, чем вероятность искусствен­ного отклонения орбиты астероида. Идей много - вроде связывания мусора аэрогелем или намораживания на нем льда с целью увеличить массу обломков и ускорить их схождение к плотным сло­ям атмосферы. Технически это вполне возможно, однако слишком накладно экономически.

Гораздо более реалистичны и уже на­ходят применение меры по недопуще­нию образования нового мусора. Среди них - пассивация ракетных ступеней (то есть дренирование или сжигание остат­ков топлива, пока оно не стало причиной взрыва). Другие меры предусматривают увеличение срока службы космических аппаратов как минимум до десяти лет (чтобы избежать лишних запусков), уменьшение количества конструкцион­ного мусора (отбрасываемых заглушек, крышек объективов и проч.) [3, c. 29-30].

Эволюция орбиты спутника или элементов космического мусора и время их существования определяется в основном естественными возмущениями: гравитационным полем Земли и его несферичностью, гравитационным воздействием Луны и Солнца, давлением солнечной радиации и тормозящим действием атмосферы. Вследствие торможения объект постепенно (по спирали) входит в более плотные нижние слои атмосферы, где, в конце концов, из-за трения и сгорает.

Плотность атмосферы на больших высотах увеличивается (и весьма существенно) с увеличением солнечной активности. Например, в 1979-80 гг. (максимум 21-го цикла солнечной активности) плотность атмосферы на высоте около 500 км была в несколько десятков раз выше значения плотности в минимуме солнечной активности (1964-65 гг.). Число обломков тогда уменьшилось в несколько раз, а космическая станция «Скайлэб» достаточно быстро упала на Землю. Все это говорит о том, что высокая солнечная активность повышает роль тормозящего действия атмосферы как естественного «чистильщика», удаляющего объекты с орбиты. Этот эффект действует на низкие спутники (до 1000 км) и на спутники, имеющие вытянутые орбиты с низким перигеем [8, c.56-62].

Итак, какой вывод мы можем сделать из данной главы?

· Космический мусор уже сейчас является серьёзной проблемой

· Существуют технологии, позволяющие частично убрать его с орбиты

· Но более рациональным выходом является предотвращение образования нового мусора

Глава 4. Милитаризация космоса

В мае прошлого года прошла презентация книги “Космонавтика XXI века", содержавшей прогнозы развития космонавтики на ближайшее столетие. Книга стала событием уже хотя бы потому, что состав авторов-экспертов оказался поистине "звездным": кос­монавты, академики, конструкторы, а также журналисты, специализиру­ющиеся на космической тематике. Эксперты предприняли попытку спро­гнозировать развитие космонавтики не только на уровне вероятных тех­нических новаций, но и в контексте социально-экономического и геопо­литического развития человечества.

Основные тезисы сценария:

· Ядерная война так и останется не­приемлемым средством решения кон­фликтов между крупными державами из-за неприемлемого уровня ущерба. Поэтому ареной вооруженного проти­востояния постепенно, но неминуемо окажется космос, несмотря на запре­ты, наложенные международным кос­мическим правом.

· США неизменно будут планировать и вести свою космическую политику, имея целью глобальный контроль. Луна, как площадка отработки эле­ментов экспедиции на Марс, окажет­ся удобной "легендой" для военной лунной программы. В роли главного соперника США выступит Китай. Рос­сия в гонке космических вооружений принять участие не сможет и в течение двух десятилетии покинет высшую космическую лигу". Постепенно будут переводиться на военные "рельсы" ор­битальные группировки.

· В годах США добь­ются неоспоримого превосходства в ближней ( км) и средней (2000км) операционных зонах. Американские группировки различного назначения, состоящие из малых кос­мических аппаратов, создадут своего рода "спутниковые облака" на разных высотах.

· В 30-х годах нашего века темпы милитаризации космоса повысятся. К 2035 году пройдут испытания бое­вые скафандры для индивидуально­го снаряжения военного космонавта, а впоследствии и боевые средства инди­видуального передвижения космонав­та в открытом космосе ("космическая пехота"). В задачу пехоты будут вхо­дить обследование и/или уничтожение космического аппарата противника. В 2037 году США первыми поставят на вооружение испытанные и готовые к боевому применению образцы косми­ческого пучкового оружия.

· В 2040-х годах американцы научатся генерировать для уничтожения назем­ной инфраструктуры и техники мощные электрические разряды и воздейство­вать ими из космоса через сверхдлин­ные проводящие лазерно-плазменные каналы на точечные цели на Земле. Технология будет продемонстрирова­на на весь мир телевидением во время очередной операции по "принуждению к миру и демократии". Танки и иная военная техника будут плавиться как воск, металлические каркасы наземных сооружений - разрушаться, коммуни­кации - мгновенно выходить из строя. Отныне у США больше не будет необ­ходимости направлять военные контингенты за рубеж и терять тысячи жизней своих военнослужащих. Вдобавок США начнут переносить центры боевого управления на космические орбиты, ши­роко использовать в них виртуальную реальность (BP), отрабатывать приме­нение BP для ведения боевых действий в космосе и из космоса.

· В х, примерно через сто лет после Второй мировой, ожидается Первая космическая война, в которой главными противоборствующими сторо­нами выступят США и Китай. В военном отношении стратегическая космическая зона будет характеризоваться глобаль­ным пространственным размахом бое­вых действий и возможностью ударов космическими средствами по объектам на любых театрах военных действий и в любых военно-географических районах. Широко будет применяться лазерное и пучковое оружие, а также космические перехватчики, стартующие и возвращающиеся по-самолетному, на крыльях. Первая космическая война, как ее впоследствии назовут, продлит­ся около двух лет. Число жертв ее будет исчисляться сотнями тысяч, но не мил­лионами, как в мировых войнах XX ве­ка. Будет серьезно разрушена наземная космическая инфраструктура и уничтожены почти все космические объекты на околоземных и окололунных орбитах.

· Как и в результате Второй мировой, вновь Соединенные Штаты выйдут из войны в наиболее выгодном положе­нии. Россия пострадает менее других, так как к моменту начала вооруженной борьбы уже выпадет из круга ведущих космических держав, не вступит в вой­ну, соблюдая "активный нейтралитет", но потеряет почти все свои космиче­ские аппараты в боевых столкновениях воюющих сторон.

· Главным следствием Первой косми­ческой войны станет уравнивание аб­солютных экономических потенциалов США и КНР. С этого времени КНР превратится в сверхдержаву, второй полюс и новый центр силы. Но больших войн в XXI больше не будет [5].

Итак, ученые сходятся во мнении, что Россия потеряет статус одной из ведущих космических стран, а Первая космическая война, если она произойдёт, будет развёрнута между Китаем и США.

Конечно, всё вышеперечисленное является лишь возможным сценарием, так что не надо делать скоропостижных выводов – война в космосе может и не произойти.

Глава 5. Звёзды смерти

450 млн. лет назад на Земле произошло ордовикское вымирание, в результате которого исчезло более 85% видов морской фауны. Одной из возможных причин этого мог стать гамма-всплеск или взрыв сверхновой неподалеку (по космическим меркам, разумеется) от Солнца.

Мощный поток УФ-, рентгеновских и гамма-квантов от гамма-всплеска, произошедшего на расстоянии в несколько тысяч световых лет от нас, испытает значительное поглощение в атмосфере и до поверхности Земли дойдет уже ослабленным. Однако жесткое излучение ионизирует азот и кислород атмосферы с образованием диоксида азота, разру­шающего озоновый слой. А без него биосфера планеты беззащитна перед УФ-излучением Солнца. К тому же диок­сид азота, реагируя с водяными парами, будет выпадать в виде кислотных дож­дей. В результате жизнь в океанах на глу­бинах менее нескольких десятков метров будет невозможна, исчезнет планктон - один из фундаментов океанской пищевой цепи. На суше кислотные дожди и УФ - излучение уничтожат растительность. Диоксид азота "затемнит" атмосферу, и глобальная температура резко упадет. Похолодание способно стать спусковым крючком изменений в картине океанских течений, что может привести к новому ледниковому период [11, c. 36].

Существуют три класса вспышек, ко­торые потенциально наиболее опасны: сверхновые, гамма-всплески и вспыш­ки магнитаров. Взрывы сверхновых (см. фото 5) происхо­дят по двум основным схемам. Чаще всего массивная звезда, пережигая в своих недрах термоядерное топливо, доходит до стадии, когда становится невозможным поддерживать внутри достаточно большое давление, чтобы противодействовать силе гравитации, и ядро звезды с радиусом в тысячи километров сжимается в десятикилометровый “шарик” – нейтронную звезду или черную дыру. При таком коллапсе выделяется очень много энергии. Второй, более редкий механизм образования сверхновых наблюдается в двойных системах, когда белый карлик "натаскивает" на себя слишком много вещества звезды-соседки. Масса карлика превосходит так называемый чандрасекаровский предел, происходит термоядерный взрыв. Оба типа сверхновых потенциально опасны, если оказаться неподалеку". Астрофизик Мелвин Рудерман из Колумбийского университета в Нью-Йорке ещё в 1974 году показал, что взрыв близкой сверхновой может разрушить озоновый слой. Насколько близкой? Расчеты, проведенные всего лишь несколько лет назад, утверждают, что сверхновая опасна при расстоянии порядка 25 световых лет. Это очень близко по меркам нашей Галактики, поперечник которой составляет около 100 000 световых лет. Хотя сверхновые вспыхивают пару раз за сто лет, на столь близком расстоянии они по­являются редко. Оценки дают величину раз в несколько сот миллионов лет.

Фото 5. Моделирование взрыва сверхновой SN1987А в Большом Магеллановом облаке

Космические гамма-всплески (см. фото 6) были от­крыты в конце 1960-х годов, но до се­редины 1990-х их природа оставалась неясна. Короткие (длительность поряд­ка секунды), как полагают сейчас, связа­ны со слияниями двойных нейтронных звезд. Длинные (десятки секунд и бо­лее) связаны с редким типом сверхно­вых, они происходят чаще, а потому речь ниже пойдет только о них. Гамма-всплески - явление более редкое, чем взрывы сверхновых. В галактике типа нашей - раз в несколько десятков или да­же сотен тысяч лет. К тому же сверхновая светит во все стороны примерно одина­ково, а основная энергия гамма-всплеска идет в узком конусе, вероятность попасть в который довольно мала. Зато энергии много и вся она заключена в жестких рентгеновских и гамма-квантах. Поэто­му расстояние, с которого всплеск может быть опасен, гораздо больше, чем в слу­чае сверхновых, - околосвето­вых лет. Такие события происходят раз в несколько сот миллионов лет.