Все плюсы и минусы освоения космоса
Не успел ещё начаться технический прогресс, как человека стало интересовать, что за мир находится над его головой. Долгие ночные наблюдения, научные теории и даже обвинения в ереси не раз заставляли физиков-астронавтов несколько раз подумать, прежде чем продолжать свои исследования. Тем не менее, дискуссии об освоении космоса продолжаются и по сей день и далеки от завершения. Создание космических кораблей и даже полёты на луну заставляют человечество задаться вопросом: стоит ли покорять космос?
Общая информация
С течением времени люди мотивировали покорение и даже изучение космоса разными причинами. Раньше учёных мотивировал интерес исследователя, современного человека гораздо больше интересует возможность колонизации других планет – на тот случай, если жизнь на Земле станет непригодной. Что мешает человеку освоить космос полноценно, кроме технических ограничений?
Плюсы
- Решение проблемы перенаселения. Не секрет, что людей всё время становится больше, а медицина продолжает развиваться. В мечтах самых смелых энтузиастов уже родился человек, способный обрести бессмертие – а значит, перенаселение не за горами. Впрочем, если человечеству удастся покорить космос, эта проблема будет решена появлением людских поселений на других планетах.
- Космический туризм. Обильный всплеск космического туризма ожидался ещё в 2012 году, когда сразу несколько крупных компаний заявило о своих намерениях отправить в космос первых туристов, однако, ни одного полёта так и не случилось. Для кого именно космический туризм плюс – для предпринимателей, или для потенциальных туристов, ещё неизвестно, и то, только потому, что ни один туристический корабль с Земли не полетел, но разработки продолжаются, и через пару веков мы, возможно, сможем летать в космос так же просто как сейчас ездим на море.
- Улучшение системы навигации. Когда в космос были запущены первые навигационные спутники, качество передвижения на дорогах стало гораздо лучше. Теперь автомобилистам необязательно ездить по бумажным картам – и всё благодаря спутникам. Они же помогли составить более чёткую карту Земли – теперь любой желающий может найти любое место на земном шаре с точностью до сантиметров.
- Укрепление обороны. Сколько бы страны мира ни клялись в вечном перемирии, охрана границ и защита жителей отдельных стран всё ещё занимает важное место во внутреполитической деятельности любой страны. Объекты, связанные с космическим вооружением, располагаются как на земле, так и в воздушном пространстве – и их наличие делает арсенал любой страны более внушительным.
- Объединение стран. Хотя предыдущий плюс напрямую противоречит этому, общие усилия в освоении космоса помогают разным странам наладить отношения друг с другом. В конце концов, когда на кону стоит судьба всего человечества, вне зависимости от страны его проживания, добиться успеха можно только совместными усилиями. Понимая это, крупные страны – такие, как США, Россия, Китай, Япония вкладывают огромные деньги в многообещающие проекты и забывают о мелких разногласиях.
Минусы
- Неизвестность. Один из самых гениальных астрофизиков, когда-либо живших на земле, Стивен Хокинг, не раз упоминал в интервью, что освоение космоса может обернуться для человечества глобальной катастрофой. Действительно, никто не знает, что кроется в тех уголках космоса, куда человеку пока не удалось добраться. Можно подумать, что инопланетные цивилизации, желающие человечеству гибели – всего лишь выдумка авторов научной фантастики, но когда об этом говорит человек такого масштаба, по телу невольно начинают бежать мурашки.
- Гибель космонавтов. Хотя астронавты и космические учёные уже давно осознали, каких жертв может потребовать освоение космоса (и поэтому первыми живыми существами в космическом пространстве были животные), аварии на шаттлах и космических станциях происходят до сих пор. Находясь в космосе, тяжело получить экстренную помощь, а техническая авария может привести к тому, что аппарат рухнет на Землю – и сила столкновения уничтожит жизни находившихся в нём космонавтов. Поэтому полёты в космос требуют тщательной подготовки и образования, но человеческий фактор никто не отменял.
- Финансовые затраты. К сожалению, создание космических аппаратов, способных отправиться в космос, требуют огромных финансовых вложений. Некоторые страны попросту не в состоянии себе это позволить, учитывая, что успеха никто не обещает. Даже Илон Маск, один из самых многообещающих космических инженеров современности, терял на своих проектах очень много – и никто не знает, сможет ли он добиться успеха даже в течение своей жизни.
- Космический мусор. Уборочных машин в космосе пока не имеется, поэтому мусор, парящий в свободном пространстве, причиняет немало вреда космическим кораблям. Это отражается, опять же, на финансовых затратах и качестве получаемых данных. Помимо этого, экология оболочки Земли оставляет желать лучшего – а ведь мы до сих пор не справились с такими проблемами, как Глобальное Потепление. Мусор также падает и на саму Землю – в частности, очень много мусора выпадает в горах Алтая, загрязняя окружающую среду невыгоревшим ракетным топливом. Что произойдёт с экологией планеты, если космического мусора станет больше?
- Загрязнение космоса. Помимо того, что космический мусор создаёт проблемы с экологической ситуацией орбитальной оболочки Земли, не приносит он пользы и самому космосу. Люди не убирают за собой обломки развалившихся шаттлов и спутников, создавая в космическом пространстве настоящий бардак. Учитывая то, какие проблемы мусор создаёт на Земле, несложно догадаться, что произойдёт, если человек будет и дальше запускать в космос новые аппараты, не озаботившись их возвращением обратно.
Выводы
Если человечеству когда-либо удастся отправиться в космос, за этим будут стоять годы его изучения и годы же ошибок. Тяжело сказать, принесёт ли это больше пользы или минусов, да и произойдёт ли вообще. С уверенностью можно сказать, что то, что мы имеем сегодня, благодаря космосу, значительно упростило нашу жизнь – и если только человечество не будет уничтожено в процессе освоения новых территорий – будет упрощать и дальше.
Источник
Заточение в невесомости: как космос влияет на здоровье и к чему быть готовым
Люди, которые отправляются в космос, сталкиваются с рядом опасностей для своего здоровья. Многие космонавты после определенного периода времени, проведенного в невесомости, не могут вернуть свои прежние показатели физической подготовки. Рассказываем, почему с научной точки зрения опасно находиться в космосе.
Подготовка космонавтов
Первые космонавты в СССР и США набирались из числа военных летчиков и летчиков-испытателей, однако потребности космонавтики в различных специалистах росли, и вскоре в космос полетели врачи, инженеры, ученые и представители других профессий.
В России исторически сложилось три отряда подготовки космонавтов, это отряды РГНИИ ЦПК, РКК «Энергия» и ГНЦ ИМБП. На 31 мая 2008 года в России насчитывалось 33 активных космонавта и 7 кандидатов в космонавты.
В отряде НАСА на 31 августа 2008 года состояло 90 астронавтов, кроме того, 28 человек числилось астронавтами-менеджерами.
По правилам Международной авиационной федерации «космическим» считается полет на высоте 100 км и выше. Согласно классификации военно-воздушных сил США, «космическим» считается полет, высота которого превышает 80 км 467 м (50 миль).
В России же «космическим» называется орбитальный полет, то есть тот, при котором космический аппарат должен сделать хотя бы один виток вокруг Земли. Поэтому в различных источниках приводится различное число космонавтов. К тому же ВВС США награждают знаком — «крылышками астронавта» пилотов, поднимавшихся до высоты свыше 50 миль.
Кроме России и США, свои отряды и группы космонавтов сформированы в других странах мира. Так, по данным журнала «Новости космонавтики», в корпусе астронавтов ЕКА числятся 8 астронавтов, национальный отряд астронавтов Канадского космического агентства CSA состоял в начале июня 2008 года из четырех астронавтов. В отряде астронавтов Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA также числятся 8 человек.
Влияние космоса в первые секунды нахождения
С первой секунды невесомости в организме начинают происходить процессы, вредные для человека.
Проявляется болезнь движения в космической форме (аналог морской болезни), меняется взаимодействие сенсорных систем и развиваются сенсорные конфликты в организме, нарушается работа вестибулярного аппарата и координация движений, из костей начинает вымываться кальций, снижается минеральная плотность различных частей скелета, происходит перераспределение минералов, причем кости ног теряют меньше, нежели поясничные позвонки, кости таза и бедренная кость. Наиболее подверженной риску перелома оказывается шейка бедра.
Меняется обмен веществ (отрицательный азотистый баланс и превалирование процессов катаболизма; изменение секреции ряда гормонов; прогрессирующее замедление утилизации глюкозы при сахарной нагрузке по мере увеличения продолжительности полетов) и водно-солевой баланс (уменьшение объема плазмы и межклеточной жидкости).
После установления отрицательного баланса ряда ионов в крови появляются патологические формы эритроцитов. В невесомости снижается не только артериальный, но и венозный тонус, что чревато развитием в раннем послеполетном периоде варикозного поражения вен нижних конечностей.
Физиологические эффекты
С 2 ноября 2017 года ученые сообщили, что существенные изменения в положении и структуре мозга были обнаружены у космонавтов , совершивших полеты в космос, на основании исследований МРТ. Астронавты, совершавшие более длительные космические путешествия, были связаны с более значительными изменениями в мозге.
В октябре 2018 года исследователи, финансируемые НАСА , обнаружили, что длительные путешествия в космическое пространство , включая путешествия в планета Марс может существенно повредить желудочно-кишечные ткани космонавтов. Исследования подтверждают более раннюю работу, которая показала, что такие путешествия могут значительно повредить мозг астронавтов и преждевременно состарить их.
В марте 2019 года НАСА сообщило, что скрытые вирусы у людей могут активироваться во время космических миссий , что, возможно, увеличивает риск для космонавтов в будущих полетах в дальний космос.
Космическая медицина — это разработка медицинской практики , изучающей здоровье космонавтов, живущих в открытом космосе. Основная цель этого научного исследования — выяснить, насколько хорошо и как долго люди могут выжить в экстремальных условиях в космосе и как быстро они могут адаптироваться к окружающей среде Земли после возвращения из космоса.
Космическая медицина также стремится разработать профилактические и паллиативные меры для облегчения страданий, причиняемых проживанием в среде, к которой люди плохо приспособлены.
- Подъем и возвращение в атмосферу
Во время взлета и входа космические путешественники могут испытывать гравитацию, в несколько раз превышающую нормальную. Нетренированный человек обычно выдерживает около 3 g, но может потерять от 4 до 6 g.
Перегрузка в вертикальном направлении переносится труднее, чем сила, перпендикулярная позвоночнику, потому что кровь течет от мозга и глаз. Сначала человек испытывает временную потерю зрения, а затем при более высоких перегрузках теряет сознание.
Тренировка силы перегрузки и G-костюм, который сжимает тело, чтобы удерживать больше крови в голове, могут смягчить последствия. Большинство космических аппаратов спроектированы так, чтобы поддерживать перегрузки в комфортных пределах.
Окружающая среда космоса смертельна без соответствующей защиты: самая большая угроза в космическом вакууме возникает из-за недостатка кислорода и давления, хотя температура и радиация также представляют опасность. Последствия космического воздействия могут привести к эбулизму, гипоксии, гипокапнии и декомпрессионной болезни.
В дополнение к этому существуют также клеточные мутации и разрушение из-за высокоэнергетических фотонов и субатомных частиц, которые присутствуют в окружение.
Декомпрессия — серьезная проблема во время внекорабельной деятельности (выход в открытый космос) космонавтов. Текущие конструкции EMU учитывают эту и другие проблемы и со временем развиваются.
Ключевой проблемой были конкурирующие интересы увеличения мобильности космонавтов (которая снижается с помощью EMU высокого давления, аналогично сложности деформации надутого аэростата относительно спущенного) и минимизации риска декомпрессии.
Тяжелые симптомы, такие как потеря кислорода в ткани, за которой следует недостаточность кровообращения и вялый паралич, проявятся примерно через 30 секунд.
Легкие также схлопываются в этом процессе, но продолжают выделять водяной пар, что приводит к охлаждению и образованию льда в дыхательных путях. По приблизительным оценкам, у человека будет около 90 секунд для повторного сжатия, после чего смерть может быть неизбежной.
В вакууме нет среды для отвода тепла от тела посредством теплопроводности или конвекции. Потеря тепла происходит из-за излучения от температуры человека 310 тыс. до температуры 3 тыс. в космическом пространстве.
Это медленный процесс, особенно у одетого человека, поэтому опасности немедленного замерзания нет. Быстрое испарительное охлаждение кожной влаги в вакууме может вызвать обледенение, особенно во рту, но это не представляет серьезной опасности.
Без защиты атмосферы и магнитосферы Земли астронавты подвергаются воздействию высоких уровней излучения. Высокий уровень радиационного поражения лимфоцитов, клеток, активно участвующих в поддержании иммунной системы; этот урон способствует пониженному иммунитету, который испытывают космонавты.
Радиация также недавно была связана с более высокой частотой катаракты у космонавтов. Помимо защиты низкой околоземной орбиты, галактические космические лучи представляют дополнительные проблемы для космических полетов человека, поскольку угроза здоровью от космических лучей значительно увеличивает шансы рака через десятилетие или более воздействия.
В исследовании, поддерживаемом НАСА, сообщается, что радиация может нанести вред мозгу астронавтов и ускорить начало болезни Альцгеймера. Вспышки (хотя и редкие) могут дать смертельную дозу облучения за считанные минуты. Считается, что защитные экраны и защитные препараты могут в конечном итоге снизить риски до приемлемого уровня.
Риск для человечества
С космосом и выживанием человечества приходит риск для человеческого рода. Тяжелое событие в будущем может привести к вымиранию людей, которое также известно как экзистенциальный риск.
Многолетний послужной список человечества в отношении выживания в результате стихийных бедствий позволяет предположить, что измеряемый в течение нескольких столетий, экзистенциальный риск, создаваемый такими опасностями, довольно мал.
Тем не менее, исследователи столкнулись с препятствием в изучении человеческого вымирания, поскольку человечество на самом деле никогда не уменьшалось в течение всей истории.
Хотя это не означает, что этого не произойдет в будущем с такими естественными экзистенциальными сценариями, как: воздействие метеоров и крупномасштабный вулканизм; и антропогенно-природные гибридные явления, такие как глобальное потепление и катастрофическое изменение климата или даже глобальная ядерная война.
Наиболее частая проблема, с которой люди сталкиваются в первые часы невесомости, известна как синдром космической адаптации, или SAS, обычно называемый космической болезнью.
Это связано с укачиванием и возникает, когда вестибулярная система адаптируется к невесомости. Симптомы SAS включают тошноту и рвоту, головокружение, головные боли, летаргию и общее недомогание.
О первом случае SAS сообщил космонавт Герман Титов в 1961 году. С тех пор примерно 45% всех людей, летавших в космос, страдали этим заболеванием.
Длительная невесомость включает потерю костной и мышечной массы. Без эффектов силы тяжести скелетные мышцы больше не требуются для поддержания осанки, а группы мышц, используемые при перемещении в невесомости, отличаются от тех, которые требуются для передвижения по земле.
В условиях невесомости космонавты почти не нагружали мышцы спины или мышцы ног, используемые для вставания. Затем эти мышцы начинают слабеть и в конечном итоге становятся меньше.
Следовательно, некоторые мышцы быстро атрофируются, и без регулярных упражнений космонавты могут потерять до 20% своей мышечной массы всего за 5–11 дней. Типы мышечных волокон, выступающих в мышцах, также меняются.
Медленно сокращающиеся волокна выносливости, используемые для поддержания осанки, заменяются быстро сокращающимися быстро сокращающимися волокнами, которых недостаточно для любой тяжелой работы.
В космосе космонавты теряют объем жидкости, включая до 22% объема своей крови. Поскольку ему нужно перекачивать меньше крови, сердце атрофируется. Ослабленное сердце приводит к низкому кровяному давлению и может вызвать проблемы с «ортостатической толерантностью» или способностью организма посылать достаточное количество кислорода в мозг без обморока или головокружения космонавта.
В 2013 году НАСА опубликовало исследование, в ходе которого были обнаружены изменения глаз и зрения обезьян, летавших в космос более 6 месяцев. Заметные изменения включали уплощение глазного яблока и изменения сетчатки.
Зрение космического путешественника может становятся расплывчатыми после слишком длительного пребывания в космосе. Другой эффект известен как визуальный феномен космических лучей.
Поскольку невесомость увеличивает количество жидкости в верхней части тела, астронавты испытывают повышенное внутричерепное давление. Это, по-видимому, увеличивает давление на тыльную сторону глазных яблок, влияя на их форму и слегка раздавливая зрительный нерв.
Этот эффект был замечен в 2012 году исследование с использованием МРТ сканирований астронавтов, которые вернулись на Землю после как минимум одного месяца пребывания в космосе.
Такие проблемы со зрением могут стать серьезной проблемой для будущих полетов в дальний космос, включая миссию с экипажем на планету Марс.
Источник