Презентацию подготовили ученики 10 «А» класса. Понятие космического мусора Под космическим мусором подразумевается все искусственные объекты и их фрагменты. - презентация

1 Презентацию подготовили ученики 10 «А» класса

2 Понятие космического мусора Под космическим мусором подразумевается все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемы. В основном это брошенные спутники, сгоревшие ракетные двигатели, потерянные инструменты, крышки и колпачки.

3 Космическим мусором также являются всевозможные крепёжные элементы : замки, скобы, болты, которые высвобождаются, например, при отделении ракетных ступеней, а также шлаки, выброшенные из твердотопливных двигателей, и, прежде всего, множество обломков оставшихся после взрыва крупных объектов.

4

5

6 СТАНЦИЯ «МИР»

7 Проблема засорения околоземного космического пространства « космическим мусором » как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов.

8 Сегодня к оличество к осмического м усора постоянно у величивается, н е т олько с помощью з апусков р акет, н о и о т взаимного с толкновения о бъектов и частиц к осмического м усора.

9

10 Уровень засорения низких околоземных орбит ( НОО ) так высок, что мероприятия по уменьшению техногенного засорения не могут его снизить, поэтому в долгосрочной перспективе это может привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что « после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой ».

11

12 статистика По данным, опубликованным Управлением ООН, в октябре 2009 года « Вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков. В настоящее время по разным оценкам в районе низких околоземных орбит ( НОО ) вплоть до высот около 2000 км находится до 5000 тонн техногенных объектов. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода ( поперечником более 1 см ) достаточно неопределенно и может достигать Объекты, примерно 10 % от общего числа ( около 8600 объектов ) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами, и только около 6 % отслеживаемых объектов действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет - носителей, и около 55 % отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации.

13

14

15

16 Причиной взрывов могут быть электрохимические реакции, протекающие в аккумуляторах спутников. Кроме того, порой взрываются и ракетные ступени, доставившие спутники на околоземную орбиту. Военные же спутники, спутники - шпионы, взрывают, как правило, намеренно.

17 Место, где произошел взрыв, окутывают целые тучи обломков. Постепенно они обволакивают весь земной шар. Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением, плоскости которых пересекаются, поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет около 10 км / с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя.

18

19 Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это низкая околоземная орбита ( НОО ), геостационарная орбита ( ГСО ) и солнечно - синхронные орбиты ( ССО ). Мусор представляет собой огромную опасность для искусственных спутников Земли, а также пилотируемых кораблей. Вклад в создание космического мусора по странам : Китай 40 %; США 27,5 %; Россия 25,5 %; остальные страны 7 %.

20

21 Современные мощные ракеты - носители при выведении на орбиту полезной нагрузки массой в несколько десятков тонн расходуют топлива в раз больше массы полезного груза.

22 Например, стартовая масса американской ракеты « Сатурн -5» составляла 2900 т, тогда как ее полезный груз около 100 т. В результате при каждом пуске мощной 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 соединений и твердых частиц, в том числе около 150 млн. т сернистого газа. Сернистый газ, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, которая может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир.

23 Сернистый газ

24 Кислотный дождь

25

26 Космический мусор может врезаться в спутник, поэтому за ними следят, чтобы корректировать его работу. В настоящее время слежение за космическим мусором осколками аппаратов, неработающими спутниками, верхними ступенями ракет ведётся при помощи наземных радаров и телескопов. Однако они испытывают помехи со стороны изменчивой « погоды », а кроме того, возможность оперативного наблюдения за конкретным объектом зависит от времени суток. Поэтому интерес к теме космического мусора возрос после беспрецедентной аварии в 2009 году, когда в космосе столкнулись действующий американский и выведенный из эксплуатации российский спутники.

27 Столкновение спутников

28

29 На середину августа 2010 года американские ВВС (USAF) запланировали запуск единственного в своём роде спутника Space Based Space Surveillance (SBSS). Новый аппарат впервые займётся отслеживанием орбитального мусора непосредственно из космоса. Его изготовила компания Boeing. Его полезная нагрузка мощный визуальный сенсор с широким полем зрения и электроникой с низким уровнем шума. Аппарат будет выведен на солнечно - синхронную орбиту высотой 630 километров. Средства регистрации космического мусора

30 Space Based Space Surveillance (SBSS)

31

32 Ликвидация мусора техническими способами Создание небольших роботов - мусорщиков, которые могли бы присоединяться к самым крупным обломкам ( или выведенным из эксплуатации спутникам ) и за счет собственных движков понижать их орбиту так, чтобы кусок мусора быстрее упал на Землю ( и сгорел в атмосфере ). Создание материнского корабля, который мог бы проводить выпускание на некое расстояние роботов - мусорщиков, возвращение их с « добычей » и последующие его коллективного самоуничтожение. Оснащение спутников специальным электромагнитным приводом очень длинным кабелем, выпускаемым в конце срока службы, который выполнял бы функцию « сброса » ненужного спутника на Землю. Небольшие обломки ( примерно как футбольный мяч ) можно попробовать убрать при помощи мощного наземного лазера ( он должен не разделить кусок на ещё большее число фрагментов, а испарить часть материала на поверхности ). Этот миниатюрный взрыв создаст импульс, который чуть - чуть изменит орбиту объекта ( допустим, её эксцентриситет ), что повлечёт за собой чуть большее торможение в верхних слоях атмосферы и сократит время жизни обломка в космосе. Для совсем мелких кусочков мусора можно создать огромную ловушку это лёгкий тонкостенный шар или плёнка диаметром порядка 800 метров, который не сможет задержать даже миллиметровые кусочки облупившейся с ракет и спутников краски, но, пробивая его, он будет терять часть своей энергии, следовательно, переходить на чуть более низкую орбиту. В итоге эти кусочки мусора сгорят в верхних слоях атмосферы.

33

34 Космический мусор – первый признак цивилизации

35 Ликвидация мусора естественными способами Любые тела, приблизившиеся к нашей планете, уже не способны справиться с силой земного притяжения. Критическое расстояние не превышает четырехсот километров. Гравитация и трение уменьшают скорость объекта. Со временем космический мусор постепенно переходит на все более низкие орбиты и исчезает. Попав в плотные слои атмосферы, он сгорает, оставляя лишь пепел. В 2007 году образовалось больше всего космического мусора. Если на очень низких орбитах мусор все же сгорает в течение нескольких недель или месяцев, то на орбитах радиусом более 800 километров он пробудет еще несколько столетий или даже тысячелетий. И уж совсем плохи дела на геостационарной орбите. Там трение не играет никакой роли, поскольку нет атмосферы. Объекты, попавшие туда, будут оставаться там вечно, если их не переместить на другую орбиту. Но там где силы гравитации и трения отсутствуют, остаётся воздействие солнечного ветра. Да, интенсивный солнечный ветер, вся эта плазма и различные частицы, особенно яро атакующие Землю во время солнечных вспышек, не только мешают работе действующих спутников ( создают помехи связи ), но и проделывают полезную работу. Чем больший поток выходит из Солнца, тем быстрее идёт естественная очистка околоземного пространства от обломков и мусора, тем быстрее мусор упадёт обратно на Землю и уберётся с пути действующих спутников. Своими выбросами Солнце сдвигает орбиты спутников, обломков и мелкого мусора пониже, тем самым приближая момент, когда эти объекты начнут затормаживаться в атмосфере и, в конце концов, сойдут с орбиты и сгорят. Действующие спутники свою « дорожку » регулярно корректируют и приподнимают, мусору же это, понятно, не дано.

36 За последние десятилетия ежедневно выпадало на Землю ( сгорало в атмосфере ) в среднем по одному кусочку космического мусора. Речь идёт именно о рукотворных « падающих звёздах ». Увы, всё это время пополнение космоса новым мусором шло с гораздо большей интенсивностью.

37

38 В своё время от космического мусора не раз страдали телескоп Hubble и шаттлы, космические станции. Так, в м Международная космическая станция чуть не столкнулась с болтом, а в м один из модулей станции пострадал от микрометеорита ( который, к счастью, не пробил все слои обшивки ). Многие последствия таких столкновений удалось задокументировать. К счастью, до сих пор опасных для жизни людей инцидентов не было, а вот спутники несколько раз пропадали. Опасность встречи мусора с космическими аппаратами

39

40 Если засорение останется на прежнем уровне, существует большая вероятность, что через несколько десятилетий выход в космос станет опасным, т. к. вероятность столкновений с мусором увеличится многократно. Чтобы этого не случилось, нужно освободить все околоземное пространство от мусора. И главное, на что следует обратить внимание, это геостационарная орбита, на которой расположены различные спутники, обеспечивающие мобильное и телевещание.

41