logo new

Всероссийский молодежный конкурс исследовательских работ и инженерных проектов памяти лётчика-космонавта А.А. Сереброва

Показать все секции

Экспериментальная модель космического щита Земли

Экспериментальная модель космического щита Земли Цель проекта: познакомиться с современными проблемами отрицательного влияния космических объектов на жизнь землян и создать модель космического комплекса уменьшающего это влияние. Из информации в интернете я узнал о наиболее опасных угрозах со стороны окружающего нашу Землю космического пространства. Одной из опасностей является взрыв звезды. Если звезда в разы больше нашего Солнца, то при исчерпании водорода в ее ядре она обычно превращается в сверхновую звезду. Радиус «поражения» сверхновых — несколько десятков световых лет. Жесткое излучение, возникшее в результате взрыва звезды, ионизирует азот и кислород в атмосфере Земли, с образованием высокотоксичного диоксида азота разрушающего озоновый слой Земли и приводящего к глобальному похолоданию. А взаимодействие диоксида азота с парами воды образует азотную кислоту, выпадающую в виде вредоносных дождей. Жесткое ультрафиолетовое излучение и обильные кислотные дожди могут уничтожить растительность на Земле. Уничтожить Землю может гамма-всплеск - мощнейший выброс энергии во Вселенной. За несколько секунд энергии выделяется столько, сколько излучает наше Солнце в течение 10 миллиардов лет. Ученые пока не пришли к единому мнению, что является источником гамма-всплесков, самой жесткой формы электромагнитного излучения. На сегодняшний день различают два основных подвида ГВ: длинные и короткие, имеющие существенные различия в спектрах и наблюдательных проявлениях. События, порождающие гамма-всплески, настолько мощные, что иногда их можно наблюдать невооружённым глазом, хотя они происходят на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли. В ближайшие тысячелетия нам не грозит оказаться в зоне действия гамма-всплеска, поскольку в нашей галактике подобное происходит очень редко, и поблизости не обнаружено звезд, которые могли бы устроить столь неприятный сюрприз. Большая опасность землянам грозит со стороны комет и астероидов. В нашей Солнечной системе, по самым приблизительным подсчетам, есть около трех тысяч «невидимых» комет. Они почти не отражают свет, потому что частично испарились — потеряли воду и газы. Астероидная угроза тоже вполне реальна. Большинство астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Но иногда они сталкиваются друг с другом или под воздействием гравитации более крупных объектов покидают привычные орбиты. В ООН создали международную сеть предупреждения: если астрономы замечают потенциально опасный астероид, то Управление ООН по вопросам космического пространства должно организовать спасательную миссию. Небесные тела размером от 100 метров способны устроить на Земле региональную катастрофу, а те, что больше километра, оставят человечеству мало шансов. Такие удары породят гигантские взрывы, ударная волна от столкновения обойдет земной шар. Часть кинетической энергии передастся земной коре и вызовет землетрясения и цунами. Для оценки потенциальной опасности сближения используются две шкалы - Туринскую и Палермскую, которые учитывают кинетическую энергию объекта и вероятность столкновения с Землей. Один из самых больших доказанных ударных кратеров расположен в Южной Африке — его диаметр достигает трехсот километров. Вспышки на нашем Солнце вызывают геомагнитные бури, которые способны влиять на физическое самочувствие и настроение людей. Корональные выбросы могут происходить несколько раз в день. В среднем за один выброс наше светило избавляется от 10 миллиардов тонн плазмы. Это выглядит так: от Солнца отрывается замкнутая петля скрученных магнитных силовых линий. Она несет с собой сгусток плазмы из электронов и протонов с небольшим количеством гелия, кислорода и других элементов. Эта петля вытягивается в межпланетное пространство, и может образоваться «жгут», который обвивает сгусток плазмы, — тогда получается магнитное облако. «Ударяя» по магнитосфере Земли, оно вызывает очень сильные возмущения в околоземном космическом пространстве. Самая сильная из зафиксированных геомагнитных бурь произошла в 1859 году и известна как «Событие Кэррингтона». Во время бури наблюдались масштабные сбои и отключения телеграфной связи в Европе и Северной Америке, а в магнитных обсерваториях стрелки магнитометров упирались в край шкалы. Неожиданное следствие вспышек на Солнце - разбухание атмосферы. В 1979 году это уже привело к неуправляемому сходу с орбиты и падению на Землю первой американской орбитальной станции Skylab. Аномальное излучение может не только вывести из строя многие спутники в околоземном космическом пространстве, но и повлиять на работу бортовой аппаратуры пассажирских самолетов — а их в небе ежедневно летает более 8000. Кроме угроз со стороны метеоритов, астероидов, комет и взрывов звезд, есть угроза от космического мусора. Космический мусор – это все, что запущено человечеством на орбиту, но уже перестало ему служить. Вследствие огромного запаса энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. Экспериментальная модель космического щита Земли С древних времён русские воины использовали для защиты своего тела от противника – щит. А что, если и Землю от поражения различными космическими воздействиями защитить современным щитом, созданным на основе новейших и перспективных достижений науки и новейших технологий. Я предлагаю для этих целей космический мусор. Если космический мусор сконцентрировать в одном месте, то он будет создавать меньше помех используемым космическим аппаратам. А если из переработанного космического мусора сделать на основе развивающихся нанотехнологий сверхпрочный щит определённой формы, то он при определенном расположении сможет защищать Землю от всплесков вредного космического излучения, повышенной солнечной активности и различных космических объектов. Чем больше будет масса космического мусора, тем меньшее воздействие на него смогут оказать малые космические объекты - кометы и астероиды, траектория движения которых совпадает с орбитой Земли. Располагая такой щит под определённым углом на пути комет и астероидов, можно изменить траекторию их движения, избежав при этом возможные катаклизмы на Земле. Конечно, для управления таким космическим щитом потребуются современнейшие ракетные двигатели или космические аппараты корректирующие ме-стоположение космического щита. Думаю, что совместно с космическим щитом удобно будет создать космический комплекс по переработке и вторичному использованию космического мусора. На этом комплексе, аппараты для сбора и транспортировки космического мусора, могут выполнять и функции по корректировке космического щита. Думаю, что в будущем необходимо создать не один, а несколько таких щитов на различных орбитах (т.е. космический комплекс защиты Земли), которые смогли бы защищать не только Землю, но и будущие космические поселения на околоземной орбите. Подобный щит можно было бы использовать и для защиты лунных поселений землян. Опираясь на описанную выше идею, я познакомился с современными проблемами защиты Земли от внешнего воздействия и изготовил модель космического щита Земли из доступных материалов. По моему мнению, если данную идею воплотить в жизнь, то можно не только защитить Землю от вредного воздействия космического пространства, но и решить проблему утилизации космического мусора.