Воскресенье, 09.12.2018, 22:13
Вы вошли как Гость | Группа "Гости" | RSS
Главная  |  Мой профиль |  Выход  Пользовательское соглашение | Правило публикации материалов
Железо

 

Меню сайта

Реклама

Навигация
Технология металлов
и других конструкционных материалов
Черный хлеб металлургии
Защита нефтяных резервуаров от коррозии
Конструкция железнодорожного пути
и его содержание
Путь в космос
Метеоритные кратеры на Земле
В мире застывших звуков
Рентгенотехника
Наука и техника
Термодинамика
Ручная ковка
Юмор

Реклама

Форма входа

Статистика сайта
Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Сегодня были:



Главная » Статьи » Наука и техника

Зов вселенной

 Пока физики изучают капризы плазмы, запечатанной, как джинн, в бутылке из силовых линий, астрофизики ловят сигналы звезд, галактик, квазаров, кропотливо исследуют плазменное дыхание Солнца, которое так глубоко и всесторонне отзывается на нашей земной жизни. Чем обогатили астрофизику и вообще астрономию успехи и свершения космонавтики!

 Успехи космонавтики последних лет дали могучий толчок прогрессу разных отраслей знаний и их использованию на практике.

 Астрономия, выйдя за пределы атмосферы, уподобилась, образно говоря, наблюдателю, у которого убрали с глаз закопченные стекла. Таков эффект помех земной атмосферы для оптической аппаратуры. Бурно развиваются радио- и гамма-астрономические исследования. Причем процесс перехода астрономии с «узкой», оптической, колеи на «широкую», всеволновую, продолжается. Уже сегодня наблюдения ведутся в диапазоне электромагнитных волн от десятков метров до 10-15 сантиметров - такова длина волны гамма-фотонов большой энергии.

 Проблема, стоящая перед астрономией,- устранение тех «белых пятен», которые еще остаются в общей картине наших представлений о развитии Вселенной. Но научное и практическое значение всех этих важнейших сведений далеко выходит за рамки познавательные.

 Глазами посланцев человечества - космонавтов - люди впервые увидели Землю как небольшой космический корабль, несущийся в бескрайних просторах Вселенной. Совершенно очевидно, что знания об этих просторах, о законах, там господствующих, о влиянии космических факторов на земные процессы жизненно необходимы для будущего всех, без исключения, обитателей Земли.

 Возьмем, к примеру, изучение Солнца и солнечно-земных связей. Не случайно эта группа проблем занимает важнейшее место в космической программе.

 Процессы на нашем светиле определяют физическое состояние межпланетной среды, состав атмосфер планет Солнечной системы, поддерживают жизнь на Земле. Но, кроме того, Солнце - громадная природная лаборатория, заполненная клокочущим, раскаленным заряженным газом - плазмой, веществом «в четвертом состоянии».

 Познав механизмы преобразования энергии в «солнечной топке» или способы ускорения плазмы и извержения ее в межпланетное пространство, резонно было бы использовать их в какой-то степени для создания принципиально новых источников энергии не только на Земле, но и на других планетах, которые, вне всякого сомнения, будут со временем обживаться людьми. Не менее важно было бы выяснить закономерности распространения плазмы, извергаемой Солнцем в межпланетное пространство. Распространение плазмы получило название «солнечный ветер». Скорость его около 500 километров в секунду. Сталкиваясь с магнитосферой Земли, солнечный ветер сдавливает, деформирует ее. При этом образуется гигантская ударная волна. Изменения в солнечном ветре вызывают на Земле магнитные бури, полярные сияния, возмущения в ионосфере и нарушения радиосвязи.

 Все, что проясняет поведение солнечного ветра, чрезвычайно важно как для земных дел, так и для космологии. Пока мы даже не знаем, постоянно ли его магнитное поле. Было бы весьма заманчиво провести исследования солнечного ветра на относительно близком расстоянии от Солнца, получить рентгеновские фотографии его полюсов. Для этого нужно запустить специальный зонд, который бы позволил взглянуть на наше светило со стороны. С помощью такого зонда может быть открыта магнитосфера Солнца, получена ценная информация о межзвездном веществе, «поджимающем» солнечный ветер. А если удастся выяснить характер ударной волны солнечного ветра на границе магнитосферы, то, зная расстояние ее от Солнца и характеристики солнечного ветра, можно было бы судить о плотности межзвездного газа, то есть решить одну из фундаментальных проблем космологии.

 Немало интересного могут дать и полеты в околоземном пространстве. Это пространство - составная часть окружающей человека среды - непосредственно взаимодействует с плотными слоями атмосферы и определяет их температуру, состав, циркуляцию. С другой стороны, результаты изучения ионосферы и магнитосферы - наиболее близкой естественной космической системы - важны для исследования других планет Солнечной системы.

 За последнее время происходит все более активное вторжение в космическую среду с помощью источников плазмы, электронных и ионных пучков. В рамках советско-французской программы «Аракс» проведен эксперимент по зондированию магнитосферы быстрыми электронами и образованию искусственных полярных сияний.

 1976 - 1978 годы были объявлены Международными годами исследования магнитосферы. По согласованной программе проводили испытания около 50 космических аппаратов многих стран мира.

 От тонкостей взаимосвязи нижней и верхней атмосферы всецело зависит формирование погоды и климата на Земле. Большое значение для изучения их особенностей будут иметь постоянные измерения со спутников и ракет по единой программе, фиксирующие изменения в атмосфере во времени и пространстве. Такие измерения позволили бы также накопить данные по воздействию солнечной активности на атмосферу Земли.

 В последние годы появилась еще одна «горячая точка» в проблеме охраны окружающей среды. Оказалось, что в результате некоторых видов человеческой деятельности - частых полетов сверхзвуковых стратосферных самолетов, в выхлопных газах двигателей которых содержится окись азота, выбросов в атмосферу газа фреона - происходит постепенное разрушение слоя озона, который находится в верхней атмосфере и защищает все живое на Земле от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей Солнца.

- Фреон - по некоторым оценкам, его выбрасывается в атмосферу более полумиллиона тонн в год - очень стоек. Постоянно просачиваясь вверх, он скапливается во внешних слоях атмосферы, где под действием солнечных фотонов от него отделяется атом хлора. А хлор беспощадно разрушает озон, тем более что путем сложных превращений хлор, как и окись азота, проделав разрушительную работу, вновь восстанавливается и вступает в реакцию с озоном, то есть действует как своеобразный катализатор. Один атом хлора может, таким образом, разрушить миллионы молекул озона.

 Предотвратить столь опасные влияния удастся только тогда, когда досконально будут изучены сопутствующие процессы, а для этого необходимы глобальные и регулярные наблюдения с борта искусственных спутников Земли за содержанием озона.

 Наблюдения с борта спутников помогают составлять карты лесов, почвенные и геоботанические, карты морских течений, фиксировать волнения моря, обнаруживать косяки рыб, оценивать состояние посевов в момент их созревания, определять динамику снегового и ледового покрова и эрозию почв.

 Так, океанологи не могут прогнозировать поведение океана, а значит, и определять перспективные места лова, не получая регулярные данные из большинства районов океана, не понимая законы сложнейшей системы «океан - атмосфера». Океанологам необходимы космическая информация, постоянное сотрудничество с метеорологами и учеными, занимающимися солнечно-земными связями.

 Космические методы помогают изучать закономерности строения земных недр, необходимые для поиска полезных ископаемых в геологии. Заметим, что ускорение разведки подземных богатств всего лишь на пять процентов дает ежегодный экономический эффект в два миллиарда рублей.

 Сотни тысяч фотографий разных районов земного шара позволили уточнить структурные и геологические карты, получить новую информацию о глубинном строении и сейсмичности земной коры. Например, по космическим фотографиям земель Казахстана выявлены структуры, перспективные для поисков нефти и газа, изучены соленосные отложения залива Кара-Богаз-Гол в Каспийском море, условия их залегания и гидрологический режим этого труднодоступного и малоисследованного района. Получены также весьма интересные снимки ряда полупустынных территорий нашей страны. В результате пересмотрены карты землепользования этих областей. Важны сведения и о промышленном загрязнении рек, прибрежных районов морей и океанов. Короче говоря, наблюдения из космоса сегодня дают возможность решать задачи защиты окружающей среды на более высоком уровне, чем это делалось до сих пор.

 Несомненно, программа работ в области космических исследований Земли должна опираться на широкое международное сотрудничество. Земля - наш общий дом, и люди должны вместе решать, как сохранить ее в чистоте для себя, своих детей и внуков.

 Каковы ближайшие направления в непосредственном, без «закопченного стекла» исследовании космоса?

- Благодаря космическим исследованиям ученые рассчитывают получить информацию о всех планетах Солнечной системы. Основные наши задачи можно разделить, весьма условно, на три класса.

 Первый - происхождение Солнечной системы в целом. Наука должна знать, как и когда возникла вокруг Солнца наша система планет, как она эволюционировала и какой она станет в будущем. Для ответов на эти вопросы нужно получить множество сведений о планетах. Кроме общих характеристик, таких, как масса, размеры, форма, период вращения, необходимо понять строение и химический состав поверхностей планет, их температуру, а также температуру атмосфер, их качественный и количественный состав. Очень важно разгадать по внешним признакам внутреннее строение планет, выяснить соотношение между планетным веществом и веществом комет, метеоритов и другой межпланетной материи. Стирание «белых пятен» в науке о планетах поможет подойти и к ответам на сложнейшие вопросы о происхождении, строении нашей Земли и развитии жизни на ней.

 Другой класс - это изучение инопланетных атмосфер, что тоже крайне ценно для земной климатологии. Российскими и французскими учеными сейчас обсуждается, к примеру, проблема изучения атмосферы Венеры с помощью надувных аэростатов. Такие исследования позволят разобраться в глобальных перемещениях в атмосферах планет, а может быть, и открыть такие типы движений, которые неизвестны на Земле.

 Наконец, третий - происхождение жизни. Наиболее интересный объект в этом отношении - Марс. Основное внимание здесь, очевидно, будет уделено комплексным экспериментам, включающим широкий круг опытов но изучению органической химии поверхности планеты и биологическим исследованиям.

 Много обещает изучение окраинных областей Солнечной системы и планет-гигантов Юпитера и Сатурна. Установить, каково у этих планет соотношение между летучей силикатной и железной составляющими частями,- значит сделать шаг к пониманию того, как проходило разделение протопланетного облака на разных расстояниях от Солнца и в каких условиях протекала концентрация вещества планет. Повышенная яркость Юпитера в радиодиапазоне заставляет предполагать повышенное выделение тепла планетами-гигантами. Быть может, они являются своего рода «несостоявшимися» звездами?

 Малые тела Солнечной системы - астероиды и кометы - хранят ценнейшие данные о первичном веществе протопланетного облака. Именно в ходе их исследований может быть найден ключ к пониманию особенностей раннего периода развития Солнечной системы. Наконец, представляется исключительно интересным анализ сложных органических соединений вещества комет как возможных протобиологических систем.

 Научные приборы, вынесенные на космических аппаратах за пределы земной атмосферы, открыли новую эру в астрофизике. Стало возможным исследовать излучения, которые поглощаются воздушной оболочкой нашей планеты.

 И, очевидно, проложили новые пути в обычной, так сказать, «земной» физике!

- Астрофизические наблюдения позволяют исследовать свойства вещества, находящегося в состояниях, которые немыслимы на Земле.

 Дальнейшее развитие внеатмосферной астрономии должно происходить, по-видимому, с помощью запусков специализированных астрономических спутников, работающих в автоматическом или полуавтоматическом режимах. Будут также создаваться постоянно действующие обитаемые обсерватории в космосе, оснащенные средствами анализа и регистрации, в том числе бортовыми электронно-вычислительными машинами. На борту обсерваторий будут установлены мощные телескопы, которые смогут вести самые различные измерения.

 Сложной научно-технической задачей станет создание на орбите космической радиообсерватории, оснащенной крупными антенными системами, а также создание сети одновременно работающих выносных радиотелескопов с размерами, недостижимыми в условиях Земли.

 Эксплуатация крупных астрономических и радиоастрономических обсерваторий в космосе потребует активного участия космонавтов в монтаже, наладке и модернизации оборудования.

 Все большее значение приобретает направление, связанное с использованием специфических условий космоса для прикладных физических, химических и других исследований. Проведены лишь первые технологические эксперименты, однако уже вырисовываются реальные очертания производства на околоземных орбитах: организация сверхточного литейного производства, получение сверхпрочных и сверхчистых материалов и кристаллов, антибиотиков в особо стерильных условиях, разработка новой химической технологии и многое другое.

 В этом случае важную роль играет создание экономичного космического транспорта, обеспечивающего как грузооборот Земля - космос, так и транспортно-монтажные операции и ремонтные работы на орбите. Первые такие «грузовики» - «Прогрессы» и «Союзы-Т» - уже успешно осуществляют связь с «Салютом».

 Так в самых общих чертах представляются некоторые направления развития современной космологии. Нет сомнений, что мы еще услышим о новых важных результатах, интересных проектах, которые будут выполнены совместными усилиями ученых разных стран. Ведь космос - не только еще не познанное поле для научных исследований, но и пространство, которое предстоит «заселить» человеческому разуму. Это обязывает нас подходить к любой акции в космосе с повышенными мерами ответственности.





Категория: Наука и техника | Добавил: 31.05.2015
Просмотров: 831 | Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0
avatar

© 2018