Вход

Экология космоса

Реферат по биологии
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 246 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
ЭКОЛОГИЯ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА ОБЩАЯ ФОРМУЛИРОВКА ПРОБЛЕМЫ Ч еловечеству всегда было присуще стремление дать объяснение различным отклонени ям погоды от “нормы” , а попросту говоря , от неких средних погодных условий , наблюдае мых на протяжении весьма ограниченного в историческом масштабе отрезка времени . Естественно , что для подобных объясн ений привлекались и привлекаются некоторые но вые виды человеческой деятельности , масштабно и зримо входящие в нашу жизнь . Уместно вспомнить , что в прошлом весьма нелестные высказывания в связи с возможным влиянием на погоду раздавал и сь , например , в адрес радио . Во всяком случае , изве стно , что в 1928 г . английское акционерное общ ество “Радиопередача” было вынуждено обратиться в Английское метеорологическое общество с просьбой “...опровергнуть уверенность среди широ ких • кругов населени я , что радио вызывает ухудшение погоды , и снять с ра диопередач тяжкое обвинение о причастности к дурной погоде нынешнего лета” . В наши дни в толпе людей , спешащих по своим делам под очередным дождем , нет-нет да и можно услышать сказанное , ско рее , в шутку , чем всерьез : "Опять спутник , наверное , запустили - погоду испортили ". В этой связи сразу же следует сказать , что и скусственные спутники Земли никакого влияния на погоду не оказывают . И если уж обсу ждать космические полеты в связи с погодо й , то прежде всего следует говорить о той ценнейшей метеорологической информации , которую получают с помощью спутников и п ри работе космонавтов на борту орбитальных станций . Для нас стали привычными космическ ие снимки облачного покрова , показываемые по Центральному телевид е нию в связи с очередным прогнозом погоды . Не вызывает удивления прямое обращение из телевизионной студии к космонавтам , работающим на борту орбитальной станции , с вопросом о вероятн ости солнечной погоды в ближайшие выходные дни . Надо сказать , что антропог енные во здействия , связанные с влиянием деятельности человека на погоду , климат и в более ш ирокой постановке на окружающую природную сре ду , в ряде случаев становятся сейчас сопос тавимыми с планетарными масштабами естественных природных процессов . Идет пос т епе нное загрязнение Мирового океана , нарушается естественный влагооборот , происходят , хотя пока и незначительные , изменения в составе атмос феры и т . п . . Все это дает основание говорить о том , что космическое пространство постепенно станет своеобразной : ч астью среды обита ния и деятельности человека , произойдет расши рение содержания понятия “окружающая природная среда” с включением в это понятие окол оземного космического пространства . Таким образом , уже сейчас идет процесс экологизации кос моса , под которым понимается “расширен ие сферы обитания человека , его взаимодействи я с природой до космических масштабов , вых од сферы взаимодействия общества и природы за пределы планеты , процесс освоения , “социа лизации” Вселенной” . С другой стороны , сама космическая тех н ика способна также вызывать определенные возмущения в окружающей космической среде . Это происходит за счет поступления продукт ов сгорания ракетного топлива в атмосферу при запусках космических аппаратов , за счет выбросов различных газообразных , жидких и т в ердых веществ с космических аппаратов при их функционировании на орбитах и при перемещении в космическом простран стве и т . д . Однако имеющиеся данные по казывают , что в настоящее время суммарное воздействие на атмосферу , связанное с космиче ской деятельност ь ю человека , значител ьно меньше влияния , обусловленного его хозяйс твенной деятельностью на Земле . С целью изучения проблемы антропогенных воздействий на околоземное космическое прост ранство , связанных с деятельностью человека к ак на Земле , так и в космосе, в 1976 г . по решению КОСПАР (Комитет по космич еским исследованиям при Международном совете научных союзов ) была создана комиссия по р ассмотрению подобных возможных вредных воздейств ий на космическую среду . На конференции КО СПАР в 1979 г . этой комиссией б ы ли сообщены основные направления проводимых исс ледований , а в 1982 г . опубликованы некоторые предварительные результаты исследований по пробл еме антропогенных воздействий на околоземное космическое пространство . ОСВОЕНИЕ КОСМОСА : ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ На заре космической эры , в 60-х годах , состоялось несколько научных си мпозиумов , участники которых пытались определить перспективы развития космонавтики . Специалисты разных областей , расходясь в деталях воззре ний на конкретные пути развития исследований и освоения космического пространства , б ыли единодушны в том , что в условиях м ирного развития цивилизации освоение космоса открывает принципиально новые возможности для повышения научно-технического потенциала человечес тва [6]. В 70-х годах были выдвинуты н е которые принципиально новые идеи и по лучены новые экспериментальные данные , определивш ие пути дальнейшего освоения космического про странства . Основной тенденцией в освоении околоземно го космического пространства , отчетливо проявивше йся в 70-е годы , стало решение широког о круга прикладных задач с помощью самой разнообразной космической техники . В связи с созданием модульных долговр еменных орбитальных станций нового поколения и необходимостью сооружения других крупногабарит ных космических конструкций (напри мер , мно гоцелевых космических платформ , орбитальных радио астрономических комплексов и т . д .) все бол ьшую актуальность приобретает проведение в ко смосе строительно-монтажных работ . Перспективным представляется использование (н апример , в космическом строите льстве ) мате риалов внеземного происхождения . На определенном этапе это может оказаться экономически б олее выгодным по сравнению с доставкой ма териалов с Земли . В качестве сырья для производства космических строительных материалов рассматриваются минеральн ы е ресурсы Луны и некоторых астероидов . В этой с вязи уже ведется реальная проработка различны х проектов лунных поселений , на базе котор ых в перспективе могут быть созданы горно добывающие комплексы и перерабатывающие предприя тия . Для энергообеспечения лунны х поселени й предполагается использовать ядерный реактор , планируется создание замкнутых систем жизнеобе спечения , прозрачных куполов для выращивания сельскохозяйственных культур и т . д . Безусловн о , промышленное освоение Луны сопряжено с необходимостью реше н ия многих сложней ших технических задач и будет осуществляться поэтапно в течение десятков лет . Надо сказать , что прогнозирование путей развития космонавтики в условиях ее стреми тельного прогресса , постоянного появления новой научно-технической информации, новых идей , проектов и разработок , конечно , является чрезв ычайно сложным делом . На наших глазах в течение нескольких последних лет многие кр упные космические проекты подвергались кардиналь ной переоценке . Но вне зависимости от конкретных путе й дальнейшего развития космонавтики расшире ние масштабов хозяйственной деятельности человек а в космосе в будущем может потребовать решения проблем экологии околоземного космичес кого пространства , являющихся до известной ст епени характерными и земной экологии : проблем ы воздействий космических транспортных средств на околоземное космическое пространств о и проблемы љего загрязнения выбросами г азообразных , жидких и твердых отходов из к осмических производственных комплексов . Конечно , обострения этих проблем можно ожидать , п о-видимому , лишь в следующем столетии , однако очень важно уже сейчас глубоко и тщательно изучать все виды а нтропогенных воздействий на космическую среду , анализировать экологические перспективы деятельно сти в космосе , поскольку пренебрежение требов аниями э кологии и охраны окружающей среды может в конечном счете свести на нет плоды технического прогресса . Говоря о проблемах , связанных с загряз нением космического пространства , нельзя не у помянуть о выдвигаемых проектах отправки в космос высокотоксичных и рад иоактивных отходов наземных промышленных предприятий . Хотя , казалось бы , удаление таких отходов в космос более благоприятно для биосферы Зем ли , нежели их захоронение в шахтах или в глубинах океана (при условии , конечно , гарантии абсолютной безопасности и н адежности самой операции отправки отходов с Земли ), однако такие проекты требуют тщательного экологического обследования . Околоземное пространство в цел ом представляет собой весьма динамичную и нестабильную систему , которая под влиянием внешних воздействи и может переходить в неустойчивое состояние . П РОБЛЕМА КОСМИЧЕСКОГО МУС ОРА С космосом у нас п ривычно ассоциируется понятие “безбрежный” , однак о в известном смысле теснота в космосе уже действительно начинает ощущаться , и зде сь вновь невольно напрашивает ся аналогия с земными экологическими проблемами . Подобно тому как при малом количестве автомобиле й несколько десятков лет назад не стоял остро вопрос о загрязнении воздуха их . выхлопными газами и очень незначительной была опасность столкновений автомобиле й друг с другом , так и относительно малое до настоящего времени число запусков кос мических аппаратов не вызывает пока серьезных опасений по поводу космических “дорожно-тран спортных происшествий” . Однако в будущем — при строительстве и эксплуатации околозем ных производствен ных комплексов , при промышленном освоении Лун ы — ситуация может сильно измениться . Пот ребуется организация широкомасштабных грузовых п еревозок на трассе “Земля-космос” , на орбитах появятся крупногабаритные объекты , заметно в озрастет число искусственных объектов в околоземном космическом пространстве . Поэтому и основы рационального решения будущих кос мических транспортных проблем , включая их эко логический аспект , должны закладываться уже с ейчас . Современные мощные ракеты-носители при вы веде нии на орбиту полезной нагрузки м ассой в несколько десятков тонн расходуют топлива в 20 — -30 раз больше массы полезно го груза . Например , стартовая масса американск ой ракеты “Сатурн -5” составляла 2900 т , тогда как ее полезный груз — около 100 т . В результат е при каждом пуске м ощной ракеты выбрасывались в атмосферу сотни тонн продуктов горения . За счет сжигания топлива разных видов на Земле в атмосферу сейчас ежегодно поступает более 20 млрд . т углекислого газа и свыше 700 млн . т других газообразных сое динени й и твердых частиц , в том чи сле около 150 млн . т сернистого газа . Последн ий , соединяясь с атмосферной влагой , образует серную кислоту , что может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей , отрицательно влияющих на растительный и живот ный мир . Я сно , что в глобальном масштабе выбросы в атмосферу , создаваемые при запуск е в течение года даже большего количества мощных ракет , ничтожно малы по сравнению с промышленными выбросами . Специально изучался и вопрос о возмож ном загрязнении атмосферы продукта ми сгор ания спутников , прекращающих свое существование в плотных слоях атмосферы . Правда , расчеты показывают , что даже при планируемом в ближайшие десятилетия расширении космической д еятельности сгорание спутников и других косми ческих аппаратов в плотных с лоях атмосферы не должно привести к ее силь ному загрязнению . Например , ожидаемое увеличение содержания окиси азота в верхней атмосфере составляет не более 0,05%. Не предвидится так же существенного накопления в атмосфере разли чных токсичных соединений за с ч ет такого сгорания . Можно , конечно , предполагать возможность л окального загрязнения атмосферы (и даже земно й поверхности , если продукты сгорания достигн ут ее ), хотя подобные эффекты не наблюдали сь . Тем не менее одним из требований , п редъявляемых к материа лам космических апп аратов , является выделение минимального количеств а токсичных веществ при сгорании в атмосф ере . ВОЗДЕЙСТВИЕ ЗАПУСКОВ КОСМИЧЕСКИХ РАКЕТ НА ОКОЛОЗЕМНУЮ СРЕДУ Уже в 60-х годах исследователи , проводив шие наблюдения ионосферы во время запус ков мощных ракет-носителей , обратили внима ние на необычные явления в ионосфере : посл е запуска ионосфера , казалось бы , исчезает вблизи следа ракеты , но через час-другой к артина нормальной ионосферы восстанавливалась . Бы ло высказано предположение , что газы, выбрасываемые в ионосферу при полете ракеты , “выталкивают” разреженную ионосферную пла зму . В результате в ионосфере образуется о бласть с пониженной плотностью плазмы - — “дыра” , которая после расплывания облака газа снова затягивается . Толчком к дальнейшем у исследованию явлений в ионосфере , сопровождающих запуски ракетносителей , стало обнаружение так называемо го “Скайлэб-эффекта” , который был выявлен при запуске в мае 1973 г . мощной ракеты-носителя “Сатурн -5” , выводившей в космос станцию “Скайлэб” . Двигате л и ракеты-носителя работали до высот 300- — 400 км , т . е . в F-области ионосферы , где располагается максимум ионизации ионосферы . Сопоставление же данных по концентрации электронов в ионосфере п ри запуске станции “Скайлэб” и за сутки до того показало , что эта концен трация после запуска ракеты-носителя уменьшилась на 50%, причем площадь возмущения в ионосфер е по данным наблюдений радиомаяков достигла приблизительно 1 млн . кв . км . Данные по ионосферным возмущениям при запусках мощных ракет-носителей подтвердили необходимость тщательного и всестороннего исследования воздействий существующих и перспе ктивных транспортных космических систем на ок олоземную среду . К настоящему времени проведе н также ряд экспериментальных исследований и модельных оценок влияния , которо е оказывают выбросы двигательных установок этих систем на химический состав атмосферы . Так , частицы аэрозоля , выброшенные двигате лями ракет-носителей , могут существовать в стр атосфере до года и более , что может ск азаться на тепловом балансе атмосферы . Кром е того , такие продукты сгорания , как соединения хлора , азота и водорода , являются катализаторами реакций с участием молекул озона и их роль в фотохимическом цикле озона велика , несмотря на их относительно малые концентрации в стратосфере . Ионосферу “загря зняют” не только запуски ракет-носителей . При полетах больших к осмических аппаратов , например орбитальных станци й , в результате микротечений и газоотделения материалов , а также работы различных борт овых систем образуется уже упоминавшаяся собс твенная атмо с фера космических аппарат ов , параметры которой могут существенно отлич аться от характеристик окружающей среды . По измерениям параметров среды возле станции “Скайлэб” и МТКК было зарегистрировано увелич ение давления возле этих космических аппарато в на 3 — 4 п о рядка по сравнению с давлением в окружающей атмосфере . Были отмечены также заметные изменения в нейт ральном и ионном составе , обусловленные газов ыделением материалов станции , в электромагнитных излучениях , потоках заряженных частиц . АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙС ТВИЯ НА ОЗОННЫЙ СЛОЙ Хотя озонный слой , защищающий Землю от вредного воздействия коротковолнового солнечног о излучения , располагается на высотах ~20-50 км , проблема образования так называемых "озонных дыр " постоянно упоминается в связи с за пусками мощных ракет-носителей . До настоящег о времени продолжаются споры между учеными относительно того , какие же факторы в н иабольшей степени способствуют разрушению озонно го слоя . В середине 70-х годов одна из мощны х отраслей промышленности США , производящая а эрозоль ные упаковки , содержащие фторхлоруглер оды (фреоны ), оказалась под угрозой ликвидации . В прессе публикации на тему “Атака н а фреоны” потеснили на время светские нов ости и сообщения уголовной хроники , а в редакции газет поступали требования об изъ ятии упако в ок с фреонами из п родажи . Губернаторы штатов Орегон и Нью-Йорк выступили с заявлениями о готовности подпи сать законопроект , запрещающий продажу аэрозольны х упаковок . Причиной всех этих событий стала стат ья известных специалистов по аэрономии Ф . Роланда и М . Молина в журнале “Нейчу р” (“Природа” ). В этой статье , названной “О возможных неблагоприятных последствиях , связанны х с попаданием фторхлоруглеродов в атмосферу” , авторы в результате модельных расчетов п ришли к выводу , что накопление фреонов в атмосфере может привести к уменьш ению стратосферного озона . Отмечалось , что это , в свою очередь , приведет к увеличению потока ультрафиолетового излучения Солнца у поверхности Земли и как следствие к во зможному увеличению заболеваний людей раком к ожи , гипертонией , н е врозами . Однако атака на фреоны натолкнулась н а стойкую защиту фреонов . От “нападающих” потребовали более точных оценок , поскольку ря д косвенных фактов , связанных с существование м и вариациями хлорсодержащих соединений в атмосфере , не давал особых основан ий бить тревогу . Более того , на озон могут оказывать воздействие и другие малые сос тавляющие антропогенного происхождения — наприм ер , соединения азота , которые также эффективно взаимодействуют с молекулами озона . Следует подчеркнуть , что проблема атмосфе р ного озона достаточно сложна и носит комплексный характер . Дело в том , что озон есть лишь отдельное (хотя и очень важное !) звено в сложной системе , которую представляет собой атмосфера . Достаточно сказат ь , что на содержание малых составляющих в стратосфер е , которые могут вступать в реакции с молекулами озона , оказывает влияние до 85 различных реакций одновременно . Параметры ряда важных реакций этой сложной “фотохимической кухни” пока еще не опред елены . В связи с этим упрощенные оценки того или иного эффект а в озонном слое без учета комплексного характера всей системы могут скорее обозначать остроту оп ределенного направления в решении проблем “оз онного щита” . Фреоны дают от 50 до 70% общего количества хлора , попадающего в стратосферу . Для сра внения можно ук азать , что основной ест ественный источник стратосферного хлора — - в улканические извержения - — обеспечивает поступле ние от 5 до 30% стратосферного хлора . Таким об разом , в стратосфере преобладает хлор антропо генного происхождения , и именно рост антропог енно г о вклада в общий баланс хлорсодержащих соединений будет определять содер жание хлора в стратосфере и его роль в дальнейшей эволюции озоносферы . По имеющимся оценкам , важную роль в балансе стратосферного озона играют и соед инения азота , которые обеспечивают до 70% ф отохимического стока молекул озона . Однако в отличие от хлора в общем балансе сое динений азота в стратосфере преобладают естес твенные , а не антропогенные источники . Можно сравнить различные антропогенные ис точники азота и хлора в стратосфере для того , чтобы оценить относительный вклад перспективных транспортных космических систем в баланс озона в стратосфере . Особо надо сказать о влиянии таких антропогенных воздействий на атмосферный озон , как ядерные взрывы в атмосфере и выз ванные ими геофизичес кие эффекты . Реально сть таких воздействий подтверждается наблюдениям и содержания озона в начале 60-х годов , когда такие взрывы в атмосфере были регул ярными . Эффекты уменьшения озона в атмосфере после взрывов отмечались в течение неско льких лет . В последни е годы исследованиям оз онного слоя уделяется весьма значительное вни мание в связи с обнаружением и наблюдение м в течение нескольких лет озонной дыры над Антарктидой . Не останавливаясь здесь по дробно на этих исследованиях , отметим , что их результаты свидет е льствуют о н аличии целого ряда естественных процессов в атмосфере , приводящих к образованию озонных дыр . ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКО ЛОЗЕМНОГО КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА Если бы во времена М . Фарадея , зало жившего в середине прошлого века основы у чен ия об электромагнетизме , какая-то цивил изация проводила поиски братьев по разуму , прослушивая электромагнитный эфир , то можно быть уверенными , что в районе Солнечной системы она никаких признаков земной цивил изации не обнаружила бы . Однако в наши дни при т аком поиске должно б ыть зарегистрировано в Солнечной системе “пят но” радиоизлучения , имеющее явно искусственную природу . Искусственное происхождение излучения подтвердилось бы и зависимостями излучений от времени и их спектральными характеристиками . Это и скусственное “радиопятно” , так контрастно выделяющееся на фоне радиоизлучения других небесных тел,— - наша планета . Есте ственное радиоизлучение в окрестности Земли с кладывается из различных источников : атмосферных электрических помех , теплового радио излу ч ения Земли , космического радиоизлуче ния , радиоизлучения Солнца и планет . Именно эти источники определяли характеристики электр омагнитного эфира во времена М . Фарадея . О днако в настоящее время земная цивилизация обеспечивает значительную долю радиоизлучени й в околоземном пространстве . Можно сказать , что цивилизация “шумит” во всех диапазонах радиоспектра — от очень низкочастотного (менее 30 кГц ) до сверхвыс окочастотного (более 3 ГГц ), заметно изменяя ест ественную электромагнитную обстановку около Земл и. Ис точниками искусственных радиоизлучен ий , хотя и малой интенсивности , являются т акже спутники и другие космические аппараты , вращающиеся вокруг Земли . Электромагнитный эфир в наши дни наст олько насыщен искусственными радиоизлучениями , чт о Международному сою зу электросвязи пришл ось “наводить порядок” , строго распределяя ча стотные диапазоны между различными потребителями . И все же в эфире “тесно” , и в этом легко убедиться , покрутив ручку настро йки радиоприемника . Таким образом , мы имеем дело со своеобразным “ э лектромагни тным загрязнением среды” — - в данном слу чае радиоэфира . При больших плотностях радиоизлучений (ко гда напряженность полей искусственной радиоволны сопоставима или превышает напряженность есте ственных полей в ионосферной плазме ) над о тдельными р адиостанциями , особенно в коро тковолновом диапазоне , наблюдаются заметные возде йствия искусственных радиоизлучений на параметры околоземной плазмы . Общая схема процессов , происходящих при воздействии мощного радиоизлучения на ионосфер у , такова . Электроны ионосферной плазмы , ускоряясь электрическим полем радиоволны , приобре тают дополнительную кинетическую энергию . Часть этой энергии они передают ионам и нейт ральным частицам посредством столкновений . В результате происходит увеличение средней кинетич еской э н ергии частиц плазмы , иными словами , происходит нагрев ионосферной плазм ы . Последний вызывает изменение проводимости плазмы и некоторых других параметров . В последнем случае возникают так назы ваемые нелинейные явления в ионосфере , связан ные с ее нагревом п роходящей радиовол ной , а этот нагрев влечет за собой изм енение концентрации электронов в зоне прохожд ения радиоволны . Характер протекания процессов воздействия существенно зависит от высоты . В F-области ионосферы нагрев сопровождается ум еньшением плотност и плазмы в резуль тате частичного ухода , “выталкивания” плазмы из нагретого пространства . В расположенных ни же Е - и D-областях нагрев плазмы вызывает увеличение электронной концентрации за счет того , что в нагретой плазме менее эффек тивно идет процесс элект р онной ре комбинации . На основании имеющихся данных можно п олагать , что “экологическая нагрузка” радиоизлуча ющих средств на ионосферу в настоящее вре мя невелика . Однако со временем , особенно над промышленно развитыми районами земного ша ра , эта возрастающая “нагрузка” может ка ким-то образом проявиться в ионосфере . В р езультате ионосфера над промышленными районами земного шара может несколько отличаться от ионосферы , скажем , над пустынями или океа нами . Насколько это окажется важным для ци вилизации — вопрос , н а который должны дать ответ будущие исследования “эколо гии” ионосферы . Если нелинейные явления при воздействии мощных ВЧ - и СВЧ-радиоволн проявляются пр еимущественно в ионосфере , то воздействие мощ ных низкочастотных излучений особенно заметно в магнитосфер е . Некоторые неожиданные п оследствия такого рода воздействий , имеющие я вно антропогенный характер , рассмотрены ниже . В июне 1980 г . в Будапеште во время очередной XXIII сессии КОСПАР было проведено за седание , тема которого была не совсем обыч ной даже для этой организации , правилом которой является представление и обсуждение только последних , самых “свежих” , данных экспериментальных исследований . “Круглый стол” — - так обычно называют обсуждение актуальных и спорных вопросов - — собрал ученых ра зных стран и р азличных • специально стей . Дискуссия , развернувшаяся за “круглым ст олом” , была посвящена вопросу о возможном влиянии электромагнитных излучений промышленных комплексов и систем связи на ионосферу и магнитосферу . Одним из поводов горячей дискуссии по служил так называемый эффект уикэнда (т . е . “конца недели” ), обнаруженный при прове дении измерений очень низкочастотных (ОНЧ ) эле ктромагнитных излучений на поверхности Земли и в космосе . Оказалось , что аналогичный эф фект был обнаружен и при анализе геомагни тных д анных . Интенсивность низкочастотных излучений во время уикэнда (т . е . в субботу и воск ресенье ) существенно уменьшается по сравнению с рабочими днями . Поскольку природа вряд ли “живет” в такт с недельным циклом деятельности челов ека , естественно предполож ить , что обнаруж енный эффект уикэнда в уровнях геомагнитной активности и ОНЧ-излучений представляет собо й своеобразное “эхо” производственной деятельнос ти земной цивилизации . Чем же можно объяснит ОНЧ-излучение ? Этот вопрос м ожно было бы решить довольно пр осто постановкой всего лишь одного эксперимента . Для этого достаточно было бы просто вы ключить на Земле все источники ОНЧ-излучений , т . е . электростанции , промышленные предприятия , и посмотреть , что при этом “делается” в околоземном пространстве . Увы , так ой “простой” эксперимент з а пределами возможностей не только ученых , но и цивилизации . Но выход может быть найден на пути тщательных патрульных наблю дений и измерений параметров околоземной сред ы , а также путем постановки специальных ко нтролируемых экспер и ментов с ОНЧ-излу чениями. МОНИТОРИНГ ОКОЛОЗЕМНОГО КОСМИЧЕС КОГО ПРОСТРАНСТВА Хотя экология околоземного пространства к ак наука сама по себе еще только заро ждается и ее представления и методология в окончательном виде пока не определены , в то же время она уже достигла оп ределенной степени “зрелости” , характеризуемой пе реходом от наблюдения к эксперименту , к ак тивным методам исследования окружающего мира . Действительно , в настоящее время происходит п остепенный переход к использованию активных м етодов иссле д ований околоземной среды , когда околоземное пространство из объекта наблюдений превращается в своего рода гига нтскую природную лабораторию , используемую ученым и для различных целей . Можно сравнить околоземное космическое пр остранство со своеобразной плазм енной уст ановкой , которая открывает уникальные возможности для экспериментаторов при исследованиях плаз менных процессов в космосе . Термин “активные эксперименты” подчеркивает различие новых методов исследования околозем ного пространства по сравнению с тра д иционными наблюдательными пассивными методами , пр и которых проводятся только измерения парамет ров среды . При использовании активных методов изучается реакция околоземной среды на к онтролируемое возмущение , производимое путем инже кции плазмы , нейтрального газа , пучков частиц и электромагнитных излучений . Поэтому иногда эксперименты в космосе , связанные с использованием активных методов , называют к онтролируемыми . Это подчеркивает связь между откликом среды и начальным возмущением , парам етры которого контрол и руются . В зависимости от степени возмущения с реды активные эксперименты могут быть разделе ны на две группы . К первой группе отно сятся эксперименты типа меченых атомов , котор ые практически не возмущают среду , а в основном “трассируют” процессы и явления . Э ксперименты второй группы предполагают ос уществление локальных “дозированных” возмущений среды . Наконец , что весьма важно , активные эк сперименты дают информацию для оценки масштаб ов антропогенных воздействий и их последствий , а также для установления “эко логичес ких границ” космических экспериментов и произ водственной деятельности в космосе . Понятие “экологические границы” используется для обозначения ограничений “...на такие в оздействия , которые приводят к нежелательным возмущениям планетарной и космическ ой сре ды или к разрушению уникальных космических объектов” Ценную информацию для решения проблем экологии околоземного пространства дали и эксперименты по воздействию на ионосферную и магнитосферную плазмы мощных радиоизлучений , результаты которых были ра ссмотрены нами ранее . Таким образом , хотя сегодня экспериментал ьная экология околоземного пространства делает свои первые шаги , она , безусловно , будет развиваться дальше в связи с ее огромным значением для изучения и прогноза антроп огенных явлений в около земном пространств е , для определения “экологических границ” исс ледовательской и производственной деятельности в околоземной среде . Ближайшее будущее позволи т уточнить предмет , методологию и принципы экспериментальной экологии околоземного пространст ва . Ра ссматривая околоземное космическое пространство” как часть окружающей природной среды , целесообразно распространить на экологию этого пространства основные представления и концепции , которые были развиты в экологии биосферы . В основе экологии природной ср е ды лежат наблюдения и контроль , или , как принято называть , мониторинг антро погенных изменений состояния окружающей среды . Согласно представлениям о мониторинге при родной среды , развитым в работе , важнейшими задачами мониторинга являются наблюдение и кон троль состояния природной среды с помощью существующих геофизических служб ; оценк а качества природной среды с помощью сист емы разработанных критериев антропогенных воздей ствий и выработка приоритетов для принятия эколого-экономических и социальных мер с ц е лью обеспечения рационального природ опользования ; разработка научно обоснованного про гноза антропогенных воздействий на окружающую среду . Мониторинг базируется на системе наблюден ий и контроля природной среды . Для контрол я загрязнении в нашей стране созда на и функционирует Общегосударственная система наблюдений и контроля за загрязненностью объе ктов природной среды (ОГСНК ). Все возрастающую роль в комплексном м ониторинге природной среды играют дистанционные методы исследований , наблюдения и контроля с исп ользованием космической техники . В рамках космического мониторинга проводя тся наблюдения и контроль загрязнений и а нтропогенных воздействий на биосферу , для чег о используются снимки , получаемые на борту орбитальных станций , и данные дистанционного зондиро вания земной поверхности и атмо сферы Земли с борта различных космических аппаратов . Космический мониторинг обладает ряд ом важных преимуществ по сравнению с друг ими методами наблюдения и контроля загрязнени й природной среды , обеспечивая высокий уровен ь об о бщения данных по загрязнению среды , глобальный охват антропогенных эффект ов , оперативность получения информации по эко логической ситуации в различных областях земн ого шара . Космический мониторинг существенно дополняет наземные , самолетные и корабельные ср е дства наблюдений и контроля пр иродной среды и позволяет объединить данные о состоянии окружающей среды на основе информации , полученной из космоса . Возвращаясь к проблемам экологии околозем ного космического пространства , отметим , что ц елесообразно для обо значения всего круга вопросов , связанных с контролем только ан тропогенных воздействий , использовать термин "мони торинг " околоземного космического пространства . Эт им подчеркивается отличие этого термина от определения космического мониторинга , смысл и назн а чение которого пояснены выш е . По аналогии с рассмотренными ранее проб лемами мониторинга биосферы задачи мониторинга околоземного космического пространства можно о пределить следующим образом : наблюдение и кон троль изменений состояния околоземного пространс т ва в результате антропогенных во здействий ; выработка критериев антропогенных возд ействий на это пространство и методов оце нки качества состояния околоземной среды как части природной среды , разработка прогноза возможных последствий возрастающей антропоген н ой "нагрузки " на околоземное косм ическое пространство . Мониторинг околоземного космического простра нства должен основываться на проведении регул ярных измерений и наблюдений наиболее важных параметров , характеризующих "качество " околоземной космической сре ды и ее изменения в результате антропогенных воздействий . При этом сразу возникает вопрос : какие параметр ы надо измерять и с какими требованиями к пространственной и временной частоте изм ерений ? Ведь контроль антропогенных факторов и явлений в околоземном космическом пространстве затруднен из-за значительной естес твенной изменчивости среды , неопределенности и многообразия источников и факторов естественно го и антропогенного происхождения , влияющих н а околоземное пространство . При этом необходимо решить ком пле кс проблем , связанных с разработкой методик и технических средств контроля , подготовкой и организацией систем наблюдений и измерен ий . Основой контроля околоземной космической среды должны стать прямые и дистанционные измерения параметров околоземного к о смического пространства с использованием аппаратуры , установленной на космических аппарата х , поскольку только космические средства набл юдений могут обеспечить глобальный и оператив ный контроль за состоянием околоземной среды в естественных условиях и при а нтропогенных воздействиях . С использованием критериев антропогенных воздействий можно будет определить возможные диапазоны антропогенных изменений параметров око лоземного пространства . Совокупность этих критери ев , применяемых для определения “качества” ок олоземной среды как части природной с реды , вместе с данными прогноза антропогенных воздействий на околоземное космическое прост ранство явится основой для экологоэкономических оценок . НАИБОЛЕЕ ОСТРЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ Рассмотренные выше различные ан тропог енные воздействия на околоземное космическое пространство изучены к настоящему времени дал еко не полностью , а их степень опасности с точки зрения воздействия на биосферу и возможного изменения характеристик околоземн ой космической среды существенно р а зличны . Наиболее изученной к настоящему времени является проблема космического мусора . От успешного решения этой проблемы зависит во зможность дальнейшего развития космической деяте льности человечества . Дополнительные теоретические и экспериментал ьные ис следования необходимы для понимани я механизмов образования озонных дыр . Следует указать , что уже сейчас уделяе тся очень большое внимание обеспечению "эколо гической чистоты " ракетно-космической техники . Относительно электромагнитного заг рязнения околоземн ого космического пространс тва можно отметить , что оно не представляе т пока значительной угрозы как для состоя ния биосферы , так и для состояния самой околоземной среды . В связи с упомянутой возможностью воз никновения неустойчивостей в околоземной космиче ск ой среде необходимо подчеркнуть , что задача определения предельно допустимых уровне й воздействия на околоземную среду может быть названа главной задачей исследований бли жайших нескольких лет . Эта задача является чрезвычайно актуальной по отношению к антр о п огенным воздействиям всех видов , и от ее скорейшего решения зависят как дальнейшее развитие космической деятельности человечества , так и обеспечение существования современной цивилизации.
© Рефератбанк, 2002 - 2017