Четыре космических технологии, которые изменят нашу жизнь в ближайшем будущем. Космические технологии в быту Современные космические технологии на службе природы рисунки
Федеральное агентство по образованию
Самарский государственный экономический университет
Кафедра промышленной технологии и товароведения
РЕФЕРАТ
по техническим основам производства
на тему: "Космические технологии"
Выполнила: студентка
2 курса ПЭФ ЭОТ
Липей Елена
Науч. рук.: Тарасов А.В.
Оценка: ______________
Самара - 2009
Введение
5.2 Космическое оружие
Заключение
Введение
В последние годы - годы НТП (научно-технического прогресса) - одной из ведущих отраслей народного хозяйства является космос. Достижения в исследовании и эксплуатации космоса являются одним из важнейших показателей уровня развития страны. Несмотря на то, что эта отрасль очень молодая, темпы ее развития очень высоки, и уже давно стало ясно, что исследования и использование космического пространства ныне немыслимы без широкого и разностороннего сотрудничества государств.
За очень короткий исторический срок космонавтика стала неотъемлемой частью нашей жизни, верным помощником в хозяйственных делах и познании окружающего мира. И не приходится сомневаться, что дальнейшее развитие земной цивилизации не может обойтись без освоения всего околоземного пространства. Освоение космоса - этой "провинции всего человечества" - продолжается нарастающими темпами.
В положительном плане на космос работают такие тенденции современных международных отношений, как глобализация, усиление интеграционных процессов и регионализма. С одной стороны, они ставят перед космической деятельностью задачи воистину глобального порядка, поскольку только космические средства делают возможным собирать, обрабатывать и распространять в масштабах планеты информацию о состоянии глобальных проблем. С другой - они позволяют объединять усилия и изыскивать средства для решения проблем национальных и региональных, обеспечивая экономическую рентабельность.
Глава 1. Некоторые результаты работ в области космической технологии, выполненных советскими учёными
В 1978 г. в исследованиях, проводимых по программе "Интеркосмос", появилось новое направление - изучение процессов образования и поведения материалов в условиях космического пространства. Для решения многих стоящих перед человечеством задач нужны различного рода материалы со специальными, порой экстраординарными свойствами и возможностями: полупроводники, кристаллы для инфракрасной техники, сложнейшие оптические материалы. Космос предоставляет человеку близкую к идеальной среду для их получения. Почти полное отсутствие силы тяжести на борту космического аппарата, глубокий вакуум, зачастую мешающие космонавтам и усложняющие работу некоторых бортовых приборов и систем, в данном случае выступают в качестве позитивного явления.
Однако возникает ряд вопросов. В частности, оправдано ли перенесение уже отработанных на Земле процессов в космос с экономической точки зрения? Подобные сомнения имеют некоторые основания. Во-первых, создание аппаратуры для работы в космосе обходится значительно дороже. Во-вторых, вывод этой аппаратуры в космос и ее функционирование на борту космического корабля или станции требуют больших материальных затрат. В СССР эти прикладные исследования носят скорее опытно-конструкторский характер. До создания космических заводов предстоит пройти еще долгий и трудный путь.
Как правило, космические исследования ведутся в основном в интересах наших чисто земных нужд. Это справедливо и для космического материаловедения. Одними из главных потребителей таких материалов являются наука и техника. Космические приборы, системы и агрегаты, например, должны обладать максимальной чувствительностью, способностью работать в экстремальных условиях. Ни для кого не секрет, что на изготовление космической техники идут самые совершенные из имеющихся в распоряжении человека материалы. Только с их помощью можно успешно решить грандиозные задачи, стоящие перед исследователями космоса. Вот почему, чем интенсивнее и плодотворнее будет развиваться космическое материаловедение, тем быстрее оно сможет предоставить космической технике новые материалы, тем большую отдачу мы сможем получить от всех направлений космических исследований. Важность этой проблемы, ее актуальность несомненны.
Начало сотрудничества в этом направлении в рамках программы "Интеркосмос" совпало с подготовкой первых полетов международных экипажей. Появилась возможность осуществлять совместные исследования на орбитальной станции "Салют-6", много лет служившей базой самых разнообразных исследований. Для проведения совместных материаловедческих экспериментов Советский Союз предоставил ученым братских стран бортовые технологические установки "Кристалл" и "Сплав", позволяющие осуществить исследования с материалами различных типов, используя широкий диапазон методов получения соединений. Ценность экспериментов повышалась ещё и присутствием на борту станции космонавтов, прошедших специальную подготовку по проведению работ такого рода.
В Советском Союзе был выполнен значительный объем работ по изучению процессов сварки в условиях микрогравитации и созданию различного оборудования для этой цели. При создании такого оборудования необходимо учитывать ряд требований к его конструкции и эксплуатации, обусловленных особенностями проведения работ на космическом аппарате. Безопасная эксплуатация оборудования на космическом аппарате зависит от правильного учета факторов, таких как разрушительное действие источника нагрева, наличие ванны с жидким металлом и брызг расплавленного металла, повышенное напряжение источников питания и побочные явления типа теплового или рентгеновского излучения. Например, в установке типа "Вулкан", предназначенной для электронно-лучевой сварки, ускоряющее напряжение было выбрано меньше 15 В, так как при этом исключается возможность появления тормозного рентгеновского излучения. Удачный выбор режима дуговой сварки позволил избежать разбрызгивания металла. В той же установке высоковольтные элементы и цепи как потенциальные источники опасности были заключены в один блок и залиты эпоксидной смолой. Для локализации металлической пыли, теплового и светового излучений в установке "Вулкан" использован специальный защитный кожух. Контроль параметров процесса и поддержание их на необходимом уровне обеспечивался системой электрической и механической защиты.
Анализ различных способов сварки показал, что относительная простота выполнения электронно-лучевой сварки, высокая эффективность процесса, возможность его применения для всех металлов делают этот способ одним из наиболее перспективных в космической технологии.
Глава 2. Космическое информационное обеспечение в биосферных исследованиях
Три десятилетия космической эры существенно повлияли на наши знания о Земле, на технологию создания карт, на оперативные наблюдения за природными процессами, особенно в метеорологии.
При помощи искусственных спутников оказалось возможным предсказывать на 3-5-дневный срок погоду на большей части Земли с точностью и покрытием, ранее недоступными; наблюдать явления засухи в крупных регионах; выявлять лесные пожары и сведение лесов в малообжитых районах; выявлять биопродуктивные зоны океана, наиболее подходящие для обитания рыб; определять смещения тектонических плит и прогнозировать землетрясения по параметрам траекторий орбит ИСЗ.
В космических методах изучения планеты определилось два направления:
1. Решение отраслевых национальных задач локального или субрегионального уровня, связанных с тематическим картографированием компонентов природной среды и обновлением ранее созданных карт. Масштабы картографической продукции 1: 50 000 - 1: 2000 000.
2. Выполнение крупнейших национальных и международных программ, связанных с изучением развития Земли как планеты с обязательным использованием космической информации. Это направление ориентировано на использование космических средств как инструмента в задачах наук о Земле.
Поляризация научных интересов отчетливо делит страны мира по направлениям, использования космических методов дистанционного зондирования.
Даже такие высокоразвитые страны, как ФРГ, Франция, Англия ограничивают свои исследования отдельными территориями. Использование ими космических снимков основано на высокой технологической культуре создания карт на базе информационных систем. США в отличие от западноевропейских стран активно развивают концепцию и программу системных глобальных исследований, ориентированных на решение задач наук о Земле.
Изучение природных циклов должно быть основано на многомерных временных рядах космических измерений. Только такой подход в состоянии обеспечить регистрацию динамических процессов. Для изучения фенологического развития сельскохозяйственных культур в эксперименте "Курск-85" положительные результаты были достигнуты с помощью объединения многомерных временных рядов оптических измерений. Таким образом, для изучения природных процессов требуется практически круглогодичный цикл космических съемок и соответствующих подспутниковых наблюдений.
Космические методы приобретают решающую роль в решении современной проблемы человечества - изучении Земли как планеты. Эффективность практического использования космических методов будет в значительной степени определяться развитием разветвленной сети геоинформационных систем, которые должны обеспечить широкий доступ к космическим данным.
Ученые Казахстана намерены активно внедрять космические технологии для зондирования поверхности страны. С помощью данных космического ока в Алматы уже разработан проект внутренней транспортной среды города, а также ведётся учет зелёных насаждений. Причём специалистам известно не только место расположения и возраст деревьев, но и их тип. С учетом активной застройки города, мониторинг растительности позволяет координировать её восстановление, а также изучать состояние воздушного бассейна.
Кроме того, основываясь на данных дистанционного зондирования Земли можно прогнозировать и землетрясения. Международная центрально-азиатская конференция по "Дистанционному зондированию Земли и геоинформационным системам" проходящая в Алматы собрала специалистов как из ближнего так и дальнего зарубежья. Все они преследуют одну цель: обменяться опытом, чтобы затем использовать его в решении как государственных, так и региональных задач, не забывая при этом нефтегазовую, энергетическую отрасль и сельское хозяйство. На высоте 360-ти километров ведут дистанционное зондирование земной поверхности более 65 спутников. Сделать четкую картинку могут не все, облака и обильная растительность в этом играют большую роль. Однако это с лёгкостью делают радарные спутники. Опыт применения космических технологий в этом регионе насчитывает 17 лет. За это время специалисты в этой области достигли существенных результатов. Благодаря дистанционному зондированию у сейсмологов появляется возможность более точного мониторинга земной активности. Данные, полученные из космоса о земном рельефе позволяют лучше понять какие процессы происходят на глубине и взглянуть по новому на те процессы которые происходят в её недрах.
Глава 3. Космические технологии - на борьбу с энергокризисами
Уральские ученые нашли относительно недорогой способ стопроцентной подстраховки на случай масштабных аварий на региональных энергосетях. Мини-турбомашину можно установить на базе обычной котельной, причем энергозатрат - никаких. Агрегат работает на излишках пара, которые обычно просто сбрасывают в атмосферу. Эта небольшая турбомашина, по мнению ее разработчиков, совершит революцию в коммунальном хозяйстве России. Паровая турбина способна вырабатывать электричество, используя ресурсы типовой котельной. Такая мини-электростанция способна подстраховать региональную энергосистему в случае возникновения крупной аварии. Самая маленькая из стандартных турбомашин, выпускаемых в России, мощностью всего 500 киловатт, имеет достаточно большие габариты: вес 10 тонн, длина 5 метров. Как из большой турбомашины сделать маленькую, при этом не проиграв в мощности? Над этой задачей отечественные конструкторы бились несколько лет. Решить задачу помогло сотрудничество с оборонными предприятиями, которые предложили конструкторам из Екатеринбурга использовать космические технологии.
"Институт "Композит" совместно с ракетно-космическим центром специально разработал для нас под эту турбину материал на основе углепластика. Мы использовали его в качестве подшипника скольжения", - рассказывает главный технолог предприятия-разработчика.
Упростив до минимума установку, конструкторы добились главного: компактная турбомашина стала еще мощнее и при этом безопаснее.
Создатели мини-турбомашины сейчас говорят: самое главное - поскорее запустить установку в производство. Серийный выпуск удешевит конструкцию. Космические технологии станут доступны даже для сельской местности.
Глава 4. Космические технологии приходят в регионы
В соответствии с постановлением Губернатора Калужской области № 226 от 20 июня 2006 года Правительство Калужской области, министерство экономического развития Калужской области и федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения" (ФГУП "РНИИ КП") разработали областную целевую программу "Использование результатов космической деятельности и современных геоинформационных технологий в целях ускорения социально-экономического развития и повышения конкурентоспособности Калужской области (2007 - 2009 годы).27 декабря 2006 года Законом Калужской области № 277-ОЗ Программа была утверждена. Это явилось закономерным итогом тесного сотрудничества Администрации области и Федерального космического агентства по реализации Совместного Соглашения о взаимодействии в области развития и использования космических систем, средств и технологий от 10 февраля 2006 года.
Целью Программы является достижение с использованием космических систем качественно нового уровня информатизации и автоматизации для решения задач социально-экономического развития и обеспечения безопасности жизнедеятельности населения Калужской области.
Общий замысел Программы основан на анализе мирового и отечественного опыта, который показывает, что рациональное использование результатов космической деятельности может внести существенный, а в ряде случаев - определяющий вклад в решение задач ускорения социально-экономического развития регионов, особенно в создание и развертывание федеральной, территориальной, региональной и муниципальной информационно-управляющей инфраструктуры.
В целом ряде регионов России ведется активная работа по обеспечению практического использования результатов космической деятельности в области спутниковой навигации, дистанционного зондирования Земли, мониторинга различных объектов, процессов, явлений, картографии, геодезии, гидрометеообеспечения, связи, управления, передачи данных и других направлениях.
Калужская программа должна наглядно показать очевидные преимущества внедрения в повседневную жизнь космических технологий. Полученный опыт первопроходцев будет неоценим для их последующего распространения и применения в тех субъектах РФ, которые готовы к современной инновационной деятельности для повышения эффективности природопользования, экологии, топливно-энергетического комплекса, контроля и развития территорий, строительства, многих других направлений и, как следствие, существенного улучшения качества жизни всех категорий людей.
ФГУП "РНИИ КП" определен головной организацией отрасли по созданию, развитию и целевому использованию глобальной навигационной системы ГЛОНАСС, включая функциональные дополнения, аппаратуру потребителей и наземный комплекс управления этой системы; по созданию и модернизации Единого государственного наземного автоматизированного комплекса управления; российскому сегменту системы КОСПАС-САРСАТ, а также в сфере применения космических технологий мониторинга состояния критически важных и (или) опасных объектов и грузов Российской Федерации.
Институтом создаются на основе современной элементной базы и новейших технологий системы и аппаратура для наземного комплекса управления космическими аппаратами, бортовых ретрансляторов спутников связи, командно-измерительных систем космических аппаратов, радиотелеметрических систем для разгонных блоков и ракет-носителей, комплексов дистанционного зондирования земли, радиотехнических комплексов для обеспечения исследований Солнечной системы, астероидной безопасности и "космического мусора".
ФГУП "РНИИ КП" активно принимает участие во многих национальных и международных космических программах и проектах, а также в работе различных международных организаций.25 апреля 2006 года Президентом Российской Федерации подписан Указ о создании ОАО "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем", головным предприятием которого определено ФГУП "РНИИ КП".
Глава 5. Перспективы развития космических технологий
5.1 Космические технологии на борьбу с вирусом птичьего гриппа
Российские космические технологии намерена использовать французская компания "Эр ин спейс" для защиты иммунодефицитных больных и для борьбы с вирусом птичьего гриппа.
Внимание французских медицинских специалистов привлекли российские методики плазменной очистки воздуха от биологического загрязнения на космических станциях. Они были разработаны еще в 90-е годы минувшего века и с успехом использовались на орбитальном комплексе "Мир". С апреля 2001 года такие устройства применяются и для очистки воздуха в российском сегменте Международной космической станции.
Французская компания "Эр ин спейс" адаптировала их к наземным госпитальным условиям с помощью Европейского космического агентства, осуществляющего масштабную программу передачи космических технологий. Сертификация оборудования проводилась в Лаборатории вирусологии в Лионе. По словам специалистов российское изобретение позволяет, в частности, полностью уничтожать в воздухе вирусы птичьего гриппа даже при сильной их концентрации.
По мнению французских экспертов, в случае пандемии птичьего гриппа с помощью таких технологий можно быстро переоборудовать под госпиталя, к примеру, помещения школ. Разработка также может с успехом использоваться для стерилизации операционных и лабораторных помещений, подчеркивают специалисты.
5.2 Космическое оружие
Соединенные Штаты планируют в скором будущем создать космическое оружие, способное поражать наземные объекты с орбиты. На эту перспективную разработку, как ожидается, будет выделено около 100 млн. долларов, - об этом сообщило агентство "Интерфакс". За выделение средств на космическое оружие проголосовала Согласительная комиссия Конгресса США.
По данным американских СМИ, космическое оружие - это спутник, который будет запускаться с Земли и размещенная на нем ракета. После проведения атаки с околоземной орбиты, космический аппарат будет возвращаться на базу. После перезарядки и профилактики многоразовый спутник может быть вновь отправлен в космос.
5.3 Космическая программа России и Белоруссии
Белоруссия и Россия намерены разработать совместную космическую программу, заявил начальник департамента оборонной промышленности и военно-технического сотрудничества Постоянного комитета Союзного государства Белоруссии и России Александр Корсаков.
"Постоянным комитетом проделана работа по предложениям Федерального космического агентства России и Национальной академии наук Белоруссии о подготовке программы Союзного государства "Разработка базовых элементов, технологий, создания и применения орбитальных и наземных средств многофункциональной космической системы" (Космос - НТ)", - заявил он на пресс-конференции во вторник в Минске.
А. Корсаков уточнил, что программу предполагается реализовать в 2008-2011 годах.
По словам А. Корсакова, целью является "разработка передовых космических технологий и создание не имеющих аналогов экспериментальных образцов наземных и орбитальных космических средств и элементной базы".
5.4 Использование солнечной энергии на Земле
Пентагон выступил с предложением создания орбитальной группировки спутников, которые могли бы собирать солнечную энергию и передавать ее на Землю.
Об этом говорится в новом 75-страничном докладе американского военного ведомства.
Несмотря на то, что проект оценивается как минимум в десять миллиардов долларов, американские военные полагают, что электроэнергия из космоса сможет снизить расходы военного ведомства.
В настоящее время электроэнергия, например в Ираке и Афганистане добывается при помощи генераторов, работающих на нефтепродуктах. Получается, что США приходится транспортировать нефть в свою страну, перерабатывать ее, а потом отправлять готовые продукты снова за океан.
Таким образом, каждый киловатт электроэнергии, выработанный генератором на военной базе, обходится не в 5-10 центов, как это было бы в США, а приблизительно в один доллар, отмечается в докладе.
При этом Пентагон не хочет заниматься разработкой своего же проекта, а хочет целиком положиться на коммерческих поставщиков нового типа электроэнергии, которые могут появиться уже в обозримом будущем.
В соответствии с докладом предлагается разместить в космосе группировку спутников с легкими зеркалами длиной в несколько километров. Эти зеркала будут фокусировать солнечный свет на панели солнечных батарей для выработки электроэнергии. Полученное электричество будет преобразовываться в микроволны, которые могли бы передаваться через атмосферу Земли на частоте от 2,45 гигагерц до 5,8 гигагерц.
На Земле микроволны, интенсивность которых будет составлять одну шестую от интенсивности солнечного света в полдень, будут захватываться антеннами. Специальные системы будут конвертировать микроволны обратно в электричество для распространения по обычной сети.
Такая концепция не нова - аналогичные идеи возникали еще в 70-х годах, однако тогда не было ни технологии, при помощи которой это можно воплотить в жизнь, ни финансовых возможностей.
В докладе отмечается, что на протяжении нескольких лет будут развиты технологии, которых пока нет, а первая электроэнергия из космоса может быть передана уже в 2012-2013 году со спутников на околоземной орбите. На геосинхронную орбиту спутники планируется перевести к 2017 году.
В рамках осуществления нового проекта могут быть проведены несколько экспериментов. Первый - по передаче электроэнергии на расстояния без проводов между двумя наземными пунктами. Затем нужно будет повторить тот же эксперимент, но уже попробовав передать электроэнергию на наземную базу с МКС.
На новый доклад моментально отреагировали американские научно-исследовательские организации, 13 из которых организовали "Альянс космической солнечной энергии будущего".
"Несмотря на то, что технические вопросы все еще остаются на повестке дня, значительные инвестиции сейчас могут превратить космическую энергию солнца в важнейший источник электроэнергии: экологически чистой, возобновляемой и способной обеспечить огромное количество энергии, так необходимой всему миру. Конгресс, федеральные агентства и деловое сообщество должны незамедлительно начать инвестирования", - заявил в письменном обращении вице-президент Национального космического сообщества США Марк Хопкинс.
По мнению директора Национального офиса по космической безопасности Пентагона Джозефа Ружа, технологические вопросы, связанные с проектом, в настоящее время решаются очень быстро, а финансовые возможности бизнеса увеличиваются с каждым годом.
"Не хватает только соответствующего толчка, который бы простимулировал заинтересованные стороны в осуществлении проекта", - отмечает Руж во вступительном слове к докладу.
Эксперты опасаются, что затраты на создание новой системы могут сделать проект трудно окупаемым.
В первую очередь, нужно добиться снижения стоимости отправки грузов на геосинхронную орбиту, которая в настоящее время составляет не менее 20 тысяч долларов за килограмм.
Кроме этого, основной потребитель космической электроэнергии в настоящее время - Пентагон - должен проанализировать долгосрочные потребности в электроэнергии и подтвердить свое намерение стать реальным потребителем. Также должны быть внесены изменения в законодательство, облегчающие налоговое и кредитное бремя для тех, кто будет занят в новом проекте.
Заключение
Освоение космоса не только стимулировало интерес к образованию, но и позволило использовать великолепные технические средства - радиовещательные и телевизионные спутники для образовательных целей. Широкие массы населения планеты могут получить через всеобщую глобальную систему образования, построенного на использовании мировых космических систем связи и телевидения на основе использованных спутников Земли, самые обширные знания. Радио - и телепередачи через спутники позволят решать проблемы ликвидации неграмотности, повышать образовательный ценз детей и взрослых и т.п. Таким образом, космос и образование оказались элементами двуединого процесса: без глубоких знаний невозможно покорение космоса, последнее же в свою очередь, дает эффективное средство для всестороннего совершенствования и развития образования.
Космонавтика нужна науке - она грандиозный и могучий инструмент изучения Вселенной, Земли, самого человека. С каждым днем все более расширяется сфера прикладного использования космонавтики. Служба погоды, навигация, спасение людей и спасение лесов, всемирное телевидение, всеобъемлющая связь, сверхчистые лекарства и полупроводники с орбиты, самая передовая технология - это уже и сегодняшний день, и очень близкий завтрашний день космонавтики. А впереди - электростанции в космосе, удаление вредных производств с поверхности планеты, заводы на околоземной орбите и Луне, и т.д.
В заключение справедливо будет сказать, что двадцатое столетие по праву называют "веком электричества", "атомным веком", "веком химии", "веком биологии". Но также справедливое его название - "космический век". Космическое будущее человечества - залог его непрерывного развития на пути прогресса и процветания, о котором мечтали и которое создают те, кто работал и работает сегодня в области космонавтики и других отраслях народного хозяйства.
Список использованной литературы
1. "Космическая техника" / под ред. К. Гэтланда, М.: Мир, 1986
2. "Космические методы изучения биосферы"/ ответств. ред. Л.Н. Васильев, М.: Наука, 1990
3. Освоение космического пространства в СССР (по материалам печати) / ответств. ред. Р.З. Сагдеев, М.: Наука, 1987
4. "Транспортные космические системы" / С.В. Чекалин, М.: Наука, 1990
5. http://www.interfax.ru
Услышав словосочетание «космические технологии», большинство жителей Земли, скорее всего, представят себе взлетающую ракету, возможно, Международную космическую станцию или, на худой конец, фантастический космический корабль, неспешно плывущий в кадре через пустоту космоса. Так уж повелось, что большинство наших ассоциаций с этой отраслью мы получили из художественного кинематографа или книг. Те, кто интересуется космонавтикой, знают, что благодаря реальным «космическим технологиям» люди могут добраться до орбиты высоко над Землей или даже запустить станцию к соседней планете.
Кто-то, возможно, вспомнит про GPS, спутниковое телевидение и интернет или даже про метеорологию, а другой просто задастся вопросом: зачем все это нужно, ведь космос так далеко? К счастью, реальность интересней: космос намного ближе к нам, чем вы думаете. Наследие космонавтики подарило нам сотни небольших вещей, которые ежедневно окружают нас в быту и упрощают наши жизни. Сегодня мы расскажем о нескольких из них.
Межконтинентальные ракеты и ваш автомобиль
В 1953 году Норман Ларсен, основатель Rocket Chemical Company, выполнял заказ аэрокосмического подрядчика США компании Convair и разрабатывал новое водоотталкивающее вещество. Популярная корпоративная легенда говорит, что тридцать девять попыток были неудачными, но сороковая дала необходимый результат, в честь чего новую чудо-формулу так и назвали - WD-40 («Водоизместитель-40»).
Convair использовали новую смазку для защиты сверхтонких стенок топливных баков и электроники ракет Atlas во время перевозки и хранения. Межконтинентальные баллистические ракеты Atlas, конечно, разрабатывались как грозное оружие и даже стояли на боевом дежурстве во время Карибского кризиса, но постепенно списывались военными, когда их место занимали более совершенные орудия уничтожения. Заменяемые на ракеты Titan и Minuteman, они передавались NASA для целей вполне научных, а в рамках программы Mercury в 1962 году обеспечили первый американский орбитальный полет астронавта Джона Гленна.
Слева - запуск межконтинентальной баллистической ракеты Atlas B. Справа - Atlas D с кораблем Mercury Friendship 7 и Джоном Гленном на борту. Фото: USAF \ NASA.
Джон Гленн на орбите. Фото: NASA
Полет космического корабля Mercury в представлении художника
Формула водооталкивающей смазки Нормана Ларсена оказалась настолько удачной, что конструкторы Convair использовали ее и в собственных целях, обрабатывая запчасти личных автомобилей. Осознав потенциальный коммерческий успех, в 1958 году Rocket Chemical Company начинают продажи нового вещества в локальных магазинах в Сан Диего. А в 1969-м компания переименовывается, взяв название самого важного на тот момент предложения в своем портфеле - WD-40. Сегодня чудо-смазка продается в более чем половине стран мира и знакома, пожалуй, почти каждому автомобилисту (и просто крепкому хозяйственнику). А в спектре возможных способов ее использования и рекомендаций по применению уже невозможно отличить миф от реальности: от очистки заржавевших деталей до удаления собачьих экскрементов или даже выведения жвачки из волос.
Винтажная упаковка WD-40 и современная
Межпланетные станции и цифровая фотография
В 1992 году Дэниел Голдин, назначенный на место администратора NASA (к слову, прослуживший на этой должности при трех президентах США), обрисовал новый принцип работы агентства через три простых слова: «Быстрее, лучше, дешевле». Этот принцип поставил перед инженерами миссий конкретные задачи (например, миниатюризация цифровых камер с CCD-матрицей, используемых в межпланетных миссиях, без потери научной ценности получаемых снимков).
В результате инженер лаборатории реактивного движения NASA Эрик Фоссум представил CMOS Active-Pixel Sensors. Само по себе использование металл-оксидных полупроводников к девяностым годам XX века не было чем-то новым, как и теоретическая возможность использовать их светочувствительность вкупе с APS, но практическая реализация Голдина совершила переворот на рынке цифровой фотографии. Новые сенсоры потенциально были дешевле в производстве, менее энергозатратны и давали бо́льшие возможности в миниатюризации камеры и работе с изображением.
Первый 10-мегапиксельный CMOS-сенсор Aptina Imaging для компактных цифровых камер. Aptina - правообладатель технологий Photobit. Изображение: Aptina Imaging
Фоссум понял, что его разработка будет востребована и на Земле. В 1995-м он основал компанию Photobit и запатентовал новую технологию. В дальнейшем история компании Photobit - это история поглощений и переименований, а в результате в 2017-м CMOS-матрицы используются почти повсеместно - начиная от мобильных телефонов и заканчивая камерами автомобилей и медицинских приборов. Хотите сделать «селфи»? Вы просто космос!
CMOS-сенсоры используются в камерах ваших смартфонов…
…в ваших зеркалках…
…автомобильных камерах заднего вида…
…и даже медицинских камерах и эндоскопах - и вообще везде, где важны небольшой размер и энергопотребление
Кстати, использование слова «пиксель» впервые было зафиксировано в 1965 году в работе инженера лаборатории реактивного движения Фредерика Биллингсли. Он использовал это слово для описания минимальных элементов изображений, получаемых от станций, отправленных к Луне и Марсу.
Марсианские пузырьки в земном пиве
Сложно представить себе что-то более земное, чем бокал пива в конце тяжелого дня. Кстати, это удовольствие недоступно космонавтам на орбите, но, возможно, это справедливая цена за лучший в известной вселенной вид из окна на нашу планету. Роберт Зубрин - не астронавт, но американский инженер, основатель «Марсианского общества» и, пожалуй, один из самых ярких сторонников немедленной колонизации землянами соседних миров.
Долгое время он работал над концептами планов доставки людей на Марс и инструментами, которые позволят будущим поселенцам получать часть необходимых ресурсов прямо из атмосферы Красной планеты: кислород или топливо для ракетных двигателей и роверов. Некоторые из разработанных его командой технологий нашли применение на Земле - например, в добыче нефти и природного газа. Но и Зубрину не чуждо все земное - из «приземленной» технологии родилась еще более «приземленная».
Будущим колонистам Марса придется использовать ресурсы планеты для развития колонии. Изображение: NASA
При производстве пива углекислый газ образуется естественным образом, но бо́льшая его часть рассеивается в воздухе еще в процессе приготовления. Крупные производители могут позволить себе установку довольно дорогих систем, задерживающих CO 2 для последующего повторного обогащения. Небольшие пивоварни закупают дополнительный объем у сторонних поставщиков, что в итоге увеличивает себестоимость конечного продукта. Внезапно на помощь приходят технологии, разрабатываемые для будущих колонистов Марса! Компания Зубрина Pioneer Energy представляет довольно необычный для своей деятельности продукт - систему обогащения углекислым газом для крафтовых пивоварен. Компактный комплекс задерживает производимый при приготовлении CO 2 и, по подсчетам производителя, может сохранять порядка 5 тонн углекислого газа в месяц и сэкономить до $15 тыс. в год для небольшой пивоварни.
CO 2 Craft Brewery Recovery System. Фото: Pioneer Energy
В 2015-м Pioneer Energy получили десятки заказов на новую систему. Согласно оценкам, потенциальный рынок - около 20 тыс. крафтовых пивоварен по всему миру. Встретите ли вы пузырьки, полученные с помощью околокосмических технологий в Беларуси, науке вряд ли известно. Но как это обычно бывает, там, где есть новый подход, удешевляющий ваше производство, довольно быстро появляются другие возможности его применения и аналоги, «не уступающие оригиналу».
Одежда и космические аксессуары
Популярная интернет-легенда гласит, что благодаря космонавтике появились застежки-молнии, липучки, спортивные кроссовки и даже тефлон. На самом деле нет. Современные застежки-молнии были запатентованы еще в 1913 году, а липучки - в 1955-м, хотя последние действительно поначалу использовались как элементы одежды для астронавтов, аквалангистов и горнолыжников. Спортивная обувь, конечно, тоже не изобретение космической эры, но амортизирующая подошва как элемент современных кроссовок появилась в быту землян также благодаря ботинкам астронавтов миссий «Аполлон». Тем не менее отрасль сделала мощный вклад в материалы, которые используются в спецодежде и даже в обиходе обычных людей.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Космические технологии в нашей жизни Казённое общеобразовательное учреждение Воронежской области «Бобровская школа-интернат для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья» Подготовила и провела учитель ВКК Никулина А.И.
2 слайд
Описание слайда:
3 слайд
Описание слайда:
Тяга к неизведанному Страсть человечества к познанию нескончаема и по сути является основой нашей цивилизации. Испокон веков человек с удивительным упорством, несмотря ни на какие препятствия, стремится познавать всё вокруг. Космос и звёзды всегда манили человечество. На разных этапах, в разное время появлялись прогрессивные научные теории. Галилей, Коперник и другие учёные внесли свой вклад в приближение мечты человечества – покорение космоса. Галилео Галилей 1564-1642 Никола́й Копе́рник 1473-1543
4 слайд
Описание слайда:
Выход на орбиту Основываясь на теоретических наработках великого учёного Циолковского, проделав огромную работу, советские конструкторы под руководством С.П. Королёва осуществили пилотируемый полёт. Началась новая эра в истории нашей планеты К. Э. Циолковский 1857-1935 C. П. Королёв 1906-1966 12 апреля 1961 года землянину впервые удалось вырваться из уз земного притяжения. На космическом корабле Восток-1 старший лейтенант Юрий Алексеевич Гагарин облетел вокруг Земли.
5 слайд
Описание слайда:
Зачем нам нужен космос? Мы совершенно не задумываемся, насколько важен космос в нашей жизни сегодня. А тем временем «космические достижения» используются нами в повседневной жизни довольно часто. Космос и сопутствующие технологии прочно проникают в жизнь каждого современного человека.
6 слайд
Описание слайда:
Связь и телевидение Многие из нас сегодня смотрят сотни телевизионных каналов со всей планеты, звонят в любую точку мира, ориентируются по городу при помощи «навигаторов» . Всё это было бы невозможно без орбитальной группировки спутников на орбите нашей планеты.
7 слайд
Описание слайда:
Одежда Многие из привычных нам сегодня в одежде вещей так или иначе связаны с космической отраслью. Термобельё, например, разрабатывалось как часть экипировки космонавта. Специальная полиуретановая пена, используемая сегодня в кроссовках, также изначально разрабатывалась для ботинок космонавтов.
8 слайд
Описание слайда:
Развитие медицины Огромное влияние на развитие медицины оказала космическая программа. Целые отрасли подготовки космонавтов нашли свое применение в здравоохранении. Например, на основе костюма «Пингвин», уменьшающего вредное воздействие невесомости на организм космонавта, создан универсальный костюм «Регент» для помощи в реабилитации больных, перенёсших острые нарушения мозгового кровообращения или черепно-мозговую травму.
9 слайд
Описание слайда:
Реабилитация пациентов Одной из областей медицины, где «космические достижения» применяются наиболее широко, является реабилитация пациентов. Наряду с уже упомянутым костюмом «Регент» можно назвать в качестве примера уникальный прибор «Коврит». Прибор помогает людям, перенесшим инсульт, вернуться к нормальной жизни, восстановив работу мышц.
10 слайд
Описание слайда:
Иммерсионная ванна МЕДСИМ Ванна, изначально разработанная как система имитации невесомости, способствует выздоровлению пациентов неврологического и кардиологического профилей. Также она активно применяется в качестве восстановительной процедуры после операций, в спортивной медицине. Для поддержания психологического здоровья, восстановления сил, эмоционального восстановления космонавтов разработан комплекс психорелаксации «РЕЛАКСРОТОНДА» Психологическое оздоровление
11 слайд
Описание слайда:
Миниатюрные вспомогательные насосы для сердца Насосы были разработаны при помощи технологии, моделирующей течение жидкостей в ракетных двигателях. Алгоритмы обработки изображений Удивительное применение нашли алгоритмы, разработанные для обработки и анализа изображений с телескопов. Они оказались применимы в диагностике раковых заболеваний. Это лишь малая часть примеров того, как космические технологии продвинули здравоохранение вперёд в самых разных сферах
12 слайд
Описание слайда:
Бытовые приборы Огромное количество бытовых приборов, элементов приборов вряд ли бы появилось, если бы не космические разработки. Все мы знаем и пользуемся для приготовления пищи сковородами с антипригарным (тефлоновым) покрытием. Но мало кто знает, что тефлоновое покрытие изначально разрабатывалось для покрытия космических аппаратов.
13 слайд
Описание слайда:
Фильтры для очистки воды Присутствующие почти на каждой кухне фильтры изначально создавались для очистки воды на космической станции Делая ремонт во дворе, в саду, с фасада дома, мы используем беспроводные электроинструменты. Первоначально подобные инструменты были разработаны для ведения ремонтных работ на орбите. Беспроводные инструменты
Startram — магнитный поезд для отправки грузов на орбиту. Постройка подобной системы будет стоить в районе 20 миллиардов долларов, но должна окупиться сверхдешёвой ценой доставки грузов на орбиту — 40$ за килограмм (сейчас — 11$ тыс. за килограмм). Startram основан на уже испытанной концепции магнитной левитации и будет перемещаться по вертикальной трубе длиной в 20 км.
«Автостопщик комет» — аппарат, в данный момент разрабатываемый НАСА для исследования астероидов и комет. На них нелегко приземлиться из-за малой массы и слабой гравитации, но «Автостопщик» будет вооружён системой гарпунов, которая теоретически позволит ему с лёгкостью цепляться за небольшие небесные объекты, используя затем их кинетическую энергию для новых прыжков.
Солнечный зонд Solar Probe Plus будет запущен в 2018 году. Для защиты от жара его снабдили 12-сантиметровым углепластиковым щитом. После семилетней раскрутки вокруг Венеры, зонд отправится к Солнцу, на расстояние в 6 миллионов километров, что в десять раз ближе, чем орбита Меркурия. До этого к светилу удавалось приблизиться лишь на 43 млн. км. с помощью «Гелиоса 2».
Аванпост на Марсе не за горами, и скорее всего он будет устроен солиднее, чем в «Марсианине». К 2030 году на красной планете планируется развернуть зону в 100 км, в которую будут входить жилые помещения и научные постройки. Со временем на Марсе возможно будет выращивать еду и добывать воду.
ATHLETE — шестиногий вездеход, разрабатываемый НАСА для исследования других планет. Благодаря большому количеству конечностей он будет способен передвигаться по любым поверхностям, транспортируя грузы и модули построек. В условиях земной гравитации ATHLETE способен поднять 400 кг и перемещаться со скоростью 2 км/ч.
Марсианские дома, отпечатанные на 3D-принтере — одна из идей для грядущей колонизации красной планеты. НАСА проводило конкурс на лучший дом, созданный из «подручных материалов» Марса. Первый приз взяла команда с проектом психоделического «Ледяного дома», также были варианты жилищ из песка и грунта.
Оккультер для коронографов (телескопов для наблюдения за солнечной короной) размером с бейсбольный мяч совсем недавно был представлен НАСА. Оккультер — устройство для блокирования света звёзд, в телескопах он обычно плоский. Сферический объект должен дать более чёткую картину, снизив уровень «солнечного шума».
Две технологии «перенаправления астероидов» от компании Honeybee Robotics сейчас находятся в активной разработке. Первая — «космический дробовик», стреляет в астероиды дробью и откалывает от них куски, чтобы определить их прочность. Вторая — система бурения Nano Drill, размером всего лишь со смартфон, предназначена для взятия образцов породы.
SPS-ALPHA — теоретическая конструкция на орбите Солнца, состоящая из десятков тысяч миниатюрных зеркал. Его задачей будет собирать солнечную энергию, конвертировать в микроволновый луч, а затем поставлять на Землю. Эта задумка открывает невероятные возможности, но её воплощение сопряжено с массой проблем и вряд ли планируется в ближайшем будущем.
Проект «Objective Europa» — один из самых амбициозных и безумных среди всех исследовательских миссий. Он предполагает высадку астронавтов на спутник Юпитера, Европу, в субмарине для исследования подлёдного океана. Чего он не предполагает, так это их возвращения назад. Проект спонсирует датский учёный Кристиан фон Бенгстон, разрабатывающий также множество других космических программ.
Какие-то идеи уже стали реальностью, другие ожидают своего выхода в ближайшие годы, третьи, возможно, произойдут уже в иную эпоху. Мечта о космическом будущем требует чудовищных ресурсов и жертв — но будем честны, её воплощение того стоит.
Совершать открытия и создавать полезные изобретения в области космических технологий могут не только опытные специалисты, но и студенты, которые так или иначе хотят связать свою жизнь с космосом. Так 19 - летняя студентка Айша Мустафа (Aisha Mustafa) из университета Сохаг (Sohag University), находящегося в Египте изобрела двигатель для космических аппаратов.
В великобритании ученые начали работу над новой технологией двигателя для космических самолетов, которые смогут осуществлять выход на орбиту.
Космос полон тайн и загадок, а так же угроз для нашей планеты. Одной из угроз являются астероиды. С целью обезопасить планету, ученые из Университета Стратклайд в Глазго решили создать миниатюрные спутники оснащенные лазерами, которые смогут повлиять на движение астероидов.
Из новостей о космосе стало известно что, в японской компании Obayashi решили построить лифт, на котором можно подняться в космос. Осуществление такого плана намечено к 2050 году. Компания Obayashi планирует построить космодром на земле с космической станцией находящейся на геостационарной орбите в 35500 км. над поверхностью Земли.
Все мы знаем о наличии мусора в космосе, который вращается вокруг Земли на высоких скоростях, тем самым повреждая или уничтожая другие космические объекты. Увеличивающееся количество космического мусора заставляет принимать решения по его ликвидации.
Международная группа ученых под руководством профессора Гуйлема Англада-Ескюде (Guillem Anglada-Escude) и Пола Батлера (Paul Butler) из Института Карнеги по науке в США обнаружили планету похожую на землю Супер-Земля на расстоянии 22 световых лет от Земли.
NASA выпустили первый в истории видеоролик с записью тёмной стороны Луны. До этого Луну можно было увидеть только на фотографиях, ну или в фантастических фильмах. Видео было снято 19 января с помощью камеры установленной на борту одного из изобретенных зондов GRAIL , выпущенного в космос в сентябре 2011 года.
Существование НЛО не является точно установленным фактом, у большинства людей имеются сомнения по этому поводу. Вот и в этот раз, ученые НАСА развеяли предположение о существовании инопланетян. В последних новостях космоса за следы НЛО был принят странный символ в виде треугольника.
Покорить космос пытаются различными способами, в том числе роботами в задачи которых входить исследование других планет. Национальное управление по аэронавтике и освоению космического пространства США (NASA) разработали необычное роботизированного робота паука Spidernaut.
Второй космический аппарат GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory), запущенный в космос в сентябре 2011 г. как сообщили новости космоса, достиг орбиты Луны 31 декабря, в самый Новый год, когда на земле начинали праздновать и дарить друг другу новогодние гаджеты . Спутники GRAIL помогут учёным составить самую точную гравитационную карту Луны. Прежде чем спутники достигли своей цели, им пришлось преодолеть путь на который ушло несколько месяцев.
