Преимущества исследования космоса

Ураган Эллен 1973 года был сфотографирован с орбиты астронавтами на борту космической станции «Скайлэб» .

Когда космическая гонка подошла к концу, появилось новое обоснование для инвестиций в исследование космоса, сосредоточенное на прагматичном использовании космоса для улучшения жизни на Земле. [1] Наследие космической гонки заключается в том, что страны продолжают заниматься исследованием космоса для повышения своего престижа. [2] Поскольку оправдание финансируемых правительством космических программ сместилось к «общественному благу», космические агентства начали формулировать и измерять более широкие социально-экономические выгоды, которые могут быть получены от их деятельности, включая как прямые, так и косвенные (или менее очевидные) выгоды от исследования космоса. [1] Однако такие программы также подвергались критике с указанием нескольких недостатков.

Прямые и косвенные выгоды от освоения космоса

Космические агентства, правительства, исследователи и комментаторы выделили большое количество прямых и косвенных выгод от программ освоения космоса, в том числе:

  • Новые технологии, которые могут быть использованы в других отраслях и обществе (например, разработка спутников связи )
  • Расширение знаний о космосе и происхождении Вселенной
  • Культурные преимущества

В попытке количественно оценить выгоды, полученные от исследования космоса, НАСА подсчитало, что было спасено 444 000 жизней, создано 14 000 рабочих мест, получен доход в размере 5 миллиардов долларов, а также было сокращено на 6,2 миллиарда долларов из-за побочных программ исследований НАСА. [3] НАСА заявляет, что среди множества побочных технологий , которые появились в результате программы исследования космоса, были отмечены заметные достижения в области здравоохранения и медицины, транспорта, общественной безопасности, потребительских товаров, энергетики и окружающей среды, информационных технологий и промышленной производительности. [3] Солнечные батареи, системы очистки воды, диетические формулы и добавки, инновации в области материаловедения и глобальные поисково-спасательные системы — вот некоторые из способов, которыми эти технологии проникли в повседневную жизнь. [3] [4]

Спутниковые технологии

Развитие технологии искусственных спутников стало прямым результатом исследования космоса. С тех пор, как первый искусственный спутник ( Спутник-1 ) был запущен СССР 4 октября 1957 года, более 40 стран вывели на орбиту вокруг Земли тысячи спутников.

Эти спутники используются для различных целей, включая наблюдение (как военными, так и гражданскими агентствами), связь, навигацию и мониторинг погоды. Космические станции, космические телескопы и космические аппараты на орбите вокруг Земли также считаются спутниками.

Спутники связи

Спутники связи используются для различных целей, включая телевидение, телефон, радио, интернет и военные приложения. Согласно статистике, в 2020 году на орбите Земли находилось 2666 активных искусственных спутников. Из них 1327 принадлежали США и 363 Китаю. [5] Многие из этих спутников находятся на геостационарной орбите в 22 236 милях (35 785 км) над экватором , так что спутник кажется неподвижным в одной и той же точке неба. Спутники связи также могут находиться на средней околоземной орбите (известной как спутники MEO) с высотой орбиты от 2000 до 36 000 километров (от 1200 до 22 400 миль) над Землей и на низкой околоземной орбите (известной как спутники LEO) на высоте от 160 до 2000 километров (от 99 до 1243 миль) над Землей. Орбиты MEO и LEO находятся ближе к поверхности Земли, поэтому для обеспечения непрерывной связи в такой группировке требуется большее количество спутников . Спутники жизненно важны для обеспечения связи с удаленными районами и судами.

Метеорологические спутники

Соединенные Штаты, Европа, Индия, Китай, Россия и Япония имеют метеорологические спутники на орбите, которые используются для мониторинга погоды, окружающей среды и климата Земли. Метеорологические спутники на полярной орбите покрывают всю Землю асинхронно, а геостационарные спутники покрывают одну и ту же точку на экваторе. [6] Помимо мониторинга погодных условий для прогнозирования, что чрезвычайно важно для определенных видов деятельности и отраслей (таких как сельское хозяйство и рыболовство), метеорологические спутники отслеживают пожары, загрязнение, полярные сияния, песчаные и пыльные бури, а также снежный покров и картирование льда. Они также использовались для мониторинга облаков пепла от вулканов, таких как гора Сент-Хеленс и гора Этна [7], а также крупных погодных явлений, таких как Эль-Ниньо и озоновая дыра в Антарктике. [8] В последнее время спутники мониторинга погоды также использовались для оценки жизнеспособности мест размещения солнечных панелей путем мониторинга облачного покрова и погодных условий. [9] Нигерия и Южная Африка успешно использовали спутниковое управление стихийными бедствиями и мониторинг климата. [10]

Международная космическая станция

МКС

Международная космическая станция — модульная космическая станция (обитаемый искусственный спутник ) на низкой околоземной орбите , которая была построена 18 странами, включая NASA (США), Роскосмос (Россия), JAXA (Япония), ESA (Европа) и CSA (Канада). [11] [12] Станция служит исследовательской лабораторией микрогравитации и космической среды , в которой проводятся научные исследования в области астробиологии , астрономии , метеорологии , физики и других областях. [13] [14] [15] МКС также используется для тестирования систем космических аппаратов и оборудования, необходимых для будущих длительных миссий на Луну и Марс. [16]

Космический телескоп Хаббл

Космический телескоп Хаббл — космический телескоп , который был запущен на низкую околоземную орбиту в 1990 году NASA при поддержке Европейского космического агентства. Это был не первый космический телескоп , но он является одним из крупнейших и самых универсальных. [17] Его орбита позволяет ему делать снимки с чрезвычайно высоким разрешением при существенно более низком уровне фоновой засветки, чем наземные телескопы, что позволяет заглянуть в глубокий космос. Многие наблюдения Хаббла привели к прорывам в астрофизике , таким как определение скорости расширения Вселенной .

Знание космоса

С тех пор, как в 1957 году Спутник-1 вышел на орбиту для проведения ионосферных экспериментов, понимание человеком Земли и космоса возросло. [18] Миссии на Луну начались еще в 1958 году и продолжаются в настоящее время. Несколько успешных лунных миссий СССР включают такие миссии, как космический аппарат Луна-1 , который совершил первый пролет Луны в 1959 году, лунный зонд Луна-3 , который сделал первые фотографии обратной стороны Луны в 1959 году, орбитальный аппарат Луна-10 , который был первым орбитальным аппаратом Луны в 1966 году, окололунная миссия Зонд-5 , которая доставила первых землян (двух черепах) на Луну и благополучно вернула их на Землю, и луноход Луноход -1 в 1970 году, который был первым марсоходом, исследовавшим поверхность мира за пределами Земли. В число первых космических аппаратов США входят Apollo 8 в 1968 году, который вывел первых трех человек на лунную орбиту, и историческая миссия Apollo 11 1969 года , которая впервые высадила людей на Луну. [19] В ходе миссий на Луну были собраны образцы лунных материалов, и в настоящее время существует несколько спутников, таких как ARTEMIS P1 , которые в настоящее время вращаются вокруг Луны и собирают данные. [19]

Драгоценные металлы

Сторонники космических путешествий отмечают богатое количество драгоценных металлов, которые существуют в космосе. Например, в 2021 году НАСА обнаружило астероид под названием «16 Psyche», на котором золота больше, чем стоимость мировой экономики, около 10 000 квадриллионов долларов (мировая экономика составляет около 84,5 триллиона долларов). [20] [21] Также были обнаружены астероиды, которые на 85% состоят из металла, такого как железо и никель, других драгоценных металлов, которые относительно редки на Земле, что вселяет оптимизм в отношении добычи полезных ископаемых в космосе. [22] [23] Металлические астероиды также содержат другие редкие металлы, такие как платина, иридий, палладий, осмий, рутений и родий, в «концентрации, в несколько раз превышающей ту, что встречается на Земле». [24]

Хотя регулирование может стать препятствием для добычи драгоценных металлов в космосе, один из сторонников добычи полезных ископаемых в космосе заявил: «Темпы изменений в регулировании должны ускоряться до тех пор, пока они не смогут соответствовать темпам технологических изменений!» [25]

Биомедицинские исследования

Начиная с 1967 года, НАСА успешно начала свою программу Biosatellite , которая изначально брала яйца лягушек, амебы, бактерии, растения и мышей и изучала влияние невесомости на эти биологические формы жизни. [26] Исследования человеческой жизни в космосе расширили понимание эффектов адаптации к космической среде, таких как изменения в жидкостях организма, негативное влияние на иммунную систему и влияние космоса на режим сна. [27] Текущие космические исследования делятся на предметы космической биологии, которая изучает влияние космоса на более мелкие организмы, такие как клетки, космической физиологии, которая изучает влияние космоса на организм человека, и космической медицины, которая изучает возможные опасности космоса для организма человека. [27] Канадские научные эксперименты в сердечно-сосудистой системе изучают, как кровеносные сосуды астронавтов изменяются до, во время и после миссий. Исследования в космосе помогают понять сердечные недостаточности и то, как наши артерии стареют на Земле. Космические инженеры помогли разработать сердечные насосы, которые теперь используются для поддержания жизни людей, нуждающихся в пересадке сердца, пока не появится донорское сердце. [28] Открытия, касающиеся человеческого тела и космоса, в частности, влияния на развитие костей, могут обеспечить дальнейшее понимание биоминерализации и процесса транскрипции генов. [29]

Культура и вдохновение

Опубликовано НАСА в марте 2019 года, «Юпитерский шар» зонда Juno

Человеческая культура существует как социальная среда, состоящая из традиций, норм, правил, писаных или неписаных, и социальных практик. Астронавт Джеффри А. Хоффман заявил, что исследование космоса «расширяет сферу человеческого опыта и человеческого сознания». [30] Культуры могут быть специфичны для групп любого размера, таких как семья или группа друзей, но также и для таких больших, как государство или нация. Диапазон и разнообразие человеческой культуры заметно велики. Международное сотрудничество в космическую эру объединило различные культуры и, как результат, обмен и развитие человеческой культуры. За более чем пятьдесят лет космических путешествий разнообразие тех, кто работает в космосе и в этой области в целом, резко возросло с начала исследования космоса. Этот прогресс в разнообразии привел к тесному взаимодействию большего количества культур и привел к обогащению человеческой культуры во всем мире. [31]

Инновации и исследования космической эры послужили источником вдохновения для человечества. Прорыв в космические путешествия, выход людей с Земли и преодоление гравитации, высадка на Луну и различные другие достижения стали поворотными моментами в развитии культуры человечества. В частности, научные и технологические достижения являются источником вдохновения для научного сообщества студентов, преподавателей и исследователей по всему миру. Более того, исследование космоса также вдохновило инновационные программы обучения, нацеленные на дошкольников, такие как Программа будущих астронавтов. Очевидно, что, привлекая в классы чудеса космоса вместе со знаниями и навыками, полученными в ходе исследования космоса, дети могут быть сильно мотивированы и наделены полномочиями с раннего возраста. [32]

Критика и недостатки

Существует три основных типа критики освоения космоса: критика стоимости, идеологическая критика и социальная критика.

Расчеты выгод от освоения космоса часто подвергались критике из-за конфликта интересов (агентства, ответственные за расчет выгод, являются теми, кто рассчитывает выгоды) и сложности количественной оценки выгод. Как сказал Мэтью Уильямс: «Как вы оцениваете в долларах научные знания, вдохновение или расширение наших границ?» [33]

В то время как некоторые комментаторы утверждали, что исследование космоса — это спасательная стратегия, позволяющая избежать уничтожения человеческой расы, другие возражали, что она упускает суть. Амитай Этциони — профессор Университета Джорджа Вашингтона и советник администрации Картера в США — возразил в своей книге « Человечество лучше бы спасло Землю, чем колонизировало Марс »: «Лучше отложить катастрофы дома, чем предполагать, что все потеряно». Этциони также указал на огромную стоимость колонизации внеземных планет, сославшись на то, что Илон Маск , сторонник исследования космоса и колонизации, подсчитал стоимость отправки первых 12 астронавтов на Марс в 10 миллиардов фунтов стерлингов на человека. [34] Mars Climate Orbiter является хорошим примером этого аргумента, сгоревшего — до того, как вернуть какие-либо научные данные — за 328 миллионов долларов. [35]

Социальные критики говорят, что стоимость космических исследований не может быть оправдана, когда голод и нищета свирепствуют. «По их мнению, космические исследования отнимают деньги, ресурсы и таланты у помощи нуждающимся и улучшения качества жизни для всех». [36] В 1967 году Мартин Лютер Кинг-младший сказал: «Не отрицая ценности научных усилий, есть поразительная абсурдность в том, чтобы выделять миллиарды на достижение Луны, где не живут люди, в то время как только часть этой суммы выделяется на обслуживание густонаселенных трущоб».

Некоторые критики указали на опасность космического мусора , который влияет на спутники, космические корабли и поверхность Земли. Например, в марте 2009 года мусор, предположительно 10-сантиметровый (3,9 дюйма) кусок спутника «Космос 1275», едва не врезался в МКС. [37] Хотя люди на земле относительно редко попадают под удар космического мусора, это все же случается. В 1969 году пять моряков японского судна получили ранения от космического мусора. [38] В 1997 году жительница Оклахомы, Лотти Уильямс, получила травму, когда в ее плечо попал кусок почерневшего, плетеного металлического материала размером 10 см × 13 см (3,9 дюйма × 5,1 дюйма), который, как было подтверждено, был частью топливного бака ракеты « Дельта II» , запустившей спутник ВВС США годом ранее. [39] [40] Экологи указали на загрязнение, вызванное исследованием космоса, и на отвлечение американцев от растущей проблемы загрязнения. [41]

Феминистки критиковали американские программы по исследованию космоса и даже подавали иски за сексистскую практику найма и полностью мужской состав астронавтов. [41]

Неясно, насколько американская общественность согласна с важностью исследования космоса. [ необходима цитата ] Опросы Гэллапа в 1960-х годах показали, что менее 50% американцев считали, что это начинание стоит затрат. [ необходима цитата ] Опрос NBC News и Associated Press в 1979 году показал, что только 41% респондентов считали, что выгоды стоят затрат. [ необходима цитата ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Gurtuna, Ozgur (2013). Основы космического бизнеса и экономики . SpringerBriefs in Space Development. Springer New York Heidelberg Dordrecht London: Springer. стр. 31. doi :10.1007/978-1-4614-6696-3. ISBN 978-1-4614-6695-6.
  2. ↑ Стег, Лео; Пейдж, Торнтон (30 апреля 1971 г.). «Космические программы: кто выигрывает?». Американская ассоциация содействия развитию науки . 172 (3982): 424–5 .
  3. ^ abc NASA. Spinoff . 2012, https://spinoff.nasa.gov/Spinoff2012/pdf/Spinoff2012.pdf.
  4. ^ ISECG (сентябрь 2013 г.). «Выгоды, получаемые от исследования космоса» (PDF) .
  5. ^ "Количество спутников на орбите по основным странам по состоянию на 31 марта 2020 года". Statista.com . 7 декабря 2020 года.
  6. ^ NESDIS . Спутники. Архивировано 4 июля 2008 г. на Wayback Machine. Получено 4 июля 2008 г.
  7. ^ NOAA . Спутники NOAA, ученые отслеживают возможное извержение вулкана Сент-Хеленс. Архивировано 10 сентября 2012 г. на archive.today. Получено 4 июля 2008 г.
  8. ^ "Система спутниковой информации NOAA (NOAASIS)". noaasis.noaa.gov . Архивировано из оригинала 25 августа 2018 г. Получено 12 апреля 2018 г.
  9. ^ Пьерро, Марко; Де Феличе, Маттео; Маджони, Энрико; Мозер, Дэвид; Перотто, Алессандро; Спада, Франческо; Корнаро, Кристина (декабрь 2017 г.). «Методы масштабирования на основе данных для региональной оценки и прогнозирования фотоэлектрической мощности с использованием спутниковых и численных данных прогнозирования погоды». Солнечная энергия . 158 : 1026–1038 . Bibcode : 2017SoEn..158.1026P. doi : 10.1016/j.solener.2017.09.068.
  10. ^ Маклиш, Марлен Ю.; Акиньеде, Джозеф О.; Госвами, Нанду; Томсон, Уильям А. (1 ноября 2012 г.). «Глобальное партнерство: расширение границ образования в области космических исследований». Акта Астронавтика . 80 : 190–196 . Бибкод : 2012AcAau..80..190M. doi :10.1016/j.actaastro.2012.05.034. ISSN  0094-5765.
  11. ^ Гари Китмахер (2006). Справочник по Международной космической станции . Apogee Books Space Series. Канада: Apogee Books . стр.  71–80 . ISBN 978-1-894959-34-6. ISSN  1496-6921.
  12. ^ "Пилотируемые космические полеты и исследования — европейские государства-участники". Европейское космическое агентство (ESA). 2009. Получено 17 января 2009 г.
  13. ^ "Обзор Международной космической станции". ShuttlePressKit.com. 3 июня 1999 г. Получено 17 февраля 2009 г.
  14. ^ "Fields of Research". NASA. 26 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 23 января 2008 г.
  15. ^ "Getting on Board". NASA. 26 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2007 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  16. ^ "ISS Research Program". NASA. Архивировано из оригинала 13 февраля 2009 года . Получено 27 февраля 2009 года .
  17. ^ Кэнрайт, Шелли. «Великие обсерватории НАСА». НАСА . Получено 26 апреля 2008 г.
  18. ^ Кузнецов; Синельников и Альперт (июнь 2015 г.). «Яков Альперт: Спутник-1 и первый спутниковый ионосферный эксперимент». Advances in Space Research . 55 (12): 2833– 839. Bibcode : 2015AdSpR..55.2833K. doi : 10.1016/j.asr.2015.02.033.
  19. ^ ab "Луна: NASA Science: Missions". Луна: NASA Science . Получено 17 апреля 2018 г. .
  20. ^ Картер, Джейми. «NASA собирается исследовать массивный металлический астероид под названием «Психея», который стоит намного больше, чем наша мировая экономика». Forbes . Получено 11 января 2024 г.
  21. ^ Картер, Джейми. «Миссия «Золотой астероид» снова на ходу, заявляет НАСА». Forbes . Получено 11 января 2024 г.
  22. ^ «Редкие астероиды около Земли могут содержать драгоценные металлы стоимостью 11,65 триллиона долларов». CNET . Получено 11 января 2024 г. .
  23. ^ Картер, Джейми. «Астероид «Железный гигант», стоимость которого превышает стоимость нашей мировой экономики, может иметь взрывоопасный секрет, говорят ученые». Forbes . Получено 11 января 2024 г.
  24. ^ "Добыча полезных ископаемых на астероидах может решить проблему нехватки редких металлов". Manufacturing.net . 31 января 2020 г. Получено 12 января 2024 г.
  25. ^ Шаммас, Виктор Л.; Холен, Томас Б. (29 января 2019 г.). «Один гигантский скачок для капиталистического рода: частное предпринимательство в космосе». Palgrave Communications . 5 (1): 1– 9. doi : 10.1057/s41599-019-0218-9. hdl : 10642/7833 . ISSN  2055-1045.
  26. ^ "NASA – 50 лет истории NASA". www.nasa.gov . Получено 10 апреля 2018 г. .
  27. ^ ab Клеман, Жиль (2006). Основы космической биологии: исследования клеток, животных и растений в космосе . Нью-Йорк: NY: Springer New York.
  28. ^ "Улучшение здравоохранения". Канадское космическое агентство . Получено 1 марта 2021 г.
  29. ^ Клеман, Жиль (2005). «Основы космической медицины». Библиотека космических технологий . 17 : 3.
  30. ^ Питтс, Брэдли Макгилвари (январь 2003 г.). «Гуманное исследование космоса». Пороги . 27 : 23–26 . doi :10.1162/thld_a_00337. ISSN  1091-711X.
  31. ^ Харрис, Филип Р. (1 января 1986 г.). «Влияние культуры на развитие космоса». Behavioral Science . 31 (1): 12– 28. doi :10.1002/bs.3830310103. hdl : 2060/19930007674 . ISSN  1099-1743.
  32. ↑ Сандерс, Клэр (10 июля 2018 г.). «Каждый ребенок должен тренироваться как будущий астронавт. Вот почему». Fun Academy . Архивировано из оригинала 30 июля 2018 г. Получено 30 июля 2018 г.
  33. ^ Мэтью С. Уильямс. «Стоит ли это того? Стоимость и выгоды освоения космоса». Интересное машиностроение .
  34. ^ Амитай Этциони. «Человечеству было бы лучше спасти Землю, чем колонизировать Марс». National Interest .
  35. ^ "Информационный листок Mars Climate Orbiter". NASA-JPL . Получено 3 августа 2020 г.
  36. ^ Гонсало Муневар (1986). Космические колонии и философия исследования космоса, Труды конференции AIP, том 148, стр. 2–12 .
  37. ↑ Хейнс, Лестер. «ISS спасла от космического мусора» (ISS spaded space junk Avoidance Manoeuvre) Архивировано 10 августа 2017 г. в Wayback Machine , The Register , 17 марта 2009 г.
  38. ↑ Конгресс США, Управление по оценке технологий, «Орбитальный мусор: проблема космической окружающей среды». Архивировано 4 марта 2016 г., в Wayback Machine , справочный документ, OTA-BP-ISC-72, Типография правительства США, сентябрь 1990 г., стр. 3.
  39. ^ "Сегодня в истории науки" Архивировано 13 января 2006 г. на Wayback Machine todayinsci.com . Получено 8 марта 2006 г.
  40. ↑ Тони Лонг, «22 января 1997 г.: Внимание, Лотти! Это космический мусор!» Архивировано 2 января 2018 г. на Wayback Machine , wired , 22 января 2009 г. Получено 27 марта 2016 г.
  41. ^ ab Нил М. Махер (16 июля 2019 г.). «Не все хотели человека на Луне». The New York Times .

У Санкар (2007), Экономика космической программы Индии, Oxford University Press, Нью-Дели.

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Benefits_of_space_exploration&oldid=1261916635"