Проектная работа

Государственное бюджетное учреждение общеобразовательная организация

Запорожской области

"Общеобразовательная школа-интернат патриотического воспитания"

г. Каменка-Днепровская

(ГБУ ОО ЗО «ОШИПВ» Г.К.-ДНЕПРОВСКАЯ)

ПРОЕКТНАЯ РАБОТА

«Перспективы развития человеческой цивилизации на Земле и в Космосе»

Выполнила:

ученица 8-Б класса

Рукина Полина

Владиславовна

Руководитель:

Пенкин Евгений Анатольевич

г.Каменка-Днепровская

Оглавление

Введение 3

1. Что мы имеем? 4

1.1. Работа над ошибками 5

2. «Что век грядущий нам готовит?..» 9

2.1. Стартовая площадка. Луна 10

2.2. «Все в Космос!» 12

Вывод 14

Использованная литература 15

Приложение 1 16

Приложение 2 18

Приложение 3 20

Каждый час, прожитый нами сегодня, наши дела и мысли, определяют наше будущее и будущее тех, кто будет после нас.

Каким оно будет для человека, его народа и Цивилизации в целом?

Человек физически устремился в Космос для познания и исследования, и также для решения своих сугубо земных проблем: хозяйственных, экологических, энергетических, демографических и др. И это устремление имеет столь агрессивный характер, что по отношению к распространению человечества в Космосе бытует выражение "ударная волна разума". Но уместен ли такой подход «захвата», существует ли альтернатива "ударной волне" во взаимоотношениях человечества с Вселенной, или такой подход фатален?

Все эти вопросы и будут рассмотрены в данной работе.

Создание оружия массового поражения в середине прошлого века и угроза уничтожения всего живого на Земле явилось сдерживающим фактором для развязывания глобальной мировой войны, взамен - череда локальных и экономических войн.

Казалось бы, эпоха холодной войны миновала, можно значительно снизить затраты на оборону и направить освободившиеся огромные деньги на научные исследования и последующее решение мировых проблем.

Но мировой военно-промышленный комплекс, тесно связанный с политическими системами, продолжает работать на полную мощность, продолжая «пожирать» огромные деньги из бюджета государства, получая прибыль, развязывая межнациональные войны в развивающихся странах, сбывая туда оружие и получая контроль над их ресурсами. В течение года на ведение войн или подготовку к ним государства расходуют 1,5-1,6 триллионов долларов.

Декларированные военные бюджеты государств за последние годы составляет:

США – от $580 млрд. (2011 год) до $630 млрд. (2008),

Китай – $85-90 млрд.,

Франция – $65-70 млрд.,

Великобритания – $65 млрд.,

Россия – от $59 млрд в 2009 году до $80 млрд – в 2011. [1]

Идет мировая геополитическая и экономическая борьба между несколькими политико-экономическими группировками, желающими получить мировое господство.

В результате этой политики, богатые страны становятся еще богаче, а страны, которые попали под их контроль, скатываются в долговую яму, из которой уже не выбираются. В результате неравномерного развития экономики, мы имеем огромное количество населения, живущего ниже черты бедности, а это приводит к краху экономических систем многих стран.

Другой бич нашей цивилизации – это, несомненно, экология. Бездарное потребление природных ресурсов, загрязнение окружающей среды, истощение ресурсов Мирового океана – это лишь небольшой перечень всех тех проблем, которые мы имеем на сегодняшний день. Отравленный смогом воздух, еда, напичканная химикатами, вода, которую невозможно пить – о каком здоровье человека может идти речь? Добавить еще и глобальное потепление, и техногенные катастрофы, происходящие почти каждый год…

И у нас полный набор для ухода в никуда… Кто виноват? Мы!

Проблемы, описанные выше, лежат на поверхности и касаются в основном экономики, но есть одна скрытая проблема, из-за которой мы, как говорится, и имеем то, что имеем. Дело в духовном развитии Человечества, особенно той ее части, которая задает ритм жизни всем остальным. Наше техническое развитие опережает духовное, это привело к краху уже не одну цивилизацию, и мы, также как и они, когда-то – балансируем на краю пропасти…

Мне кажется, что свое веское слово должны сказать лидеры различных вероисповеданий – им необходимо объединиться в решении мировых общечеловеческих проблем. За каждым из них миллионы верующих, а это непреложная сила, способная решать большие проблемы. Они способны заставить власть имущих слушать себя, а это немало.

Хотелось бы, чтобы в Христианских церквях было меньше коммерции – это подрывает истинную веру. А Мусульманам необходимо отказаться от радикализма, поскольку это дает лишний повод тем, кто финансирует производителей и торговцев оружием. Бизнес на крови нужно прекратить навсегда.

С другой стороны, нужно заставить работать ООН. Принципы, заложенные в эту организацию в целом неплохи, но они не работают. Эта организация превратилась в статиста, а это плохо. Нужно сделать так, чтобы ни одна страна, какой бы сильной она не была, не смогла бы решать свои проблемы с помощью силы – иначе эта страна становилась бы изгоем, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Когда эта система заработает, ни одно правительство уже не сможет объяснить своим избирателям, почему тратятся такие огромные деньги на военные нужды, если нет внешней угрозы.

Деньги, которые «недополучат» военные ведомства пустить на научные исследования для решения экологических проблем, открытия, связанные с получением новых источников энергии. Необходимо построить грамотное демократичное управление, «мозговой центр Человечества».

Проблемы развивающихся стран кредитами не решить. Во-первых, нужно просто прекратить транснациональным корпорациям их грабить, а во-вторых, нужно дать возможность населению этих стран получить достойное образование. Страна, имеющая своих специалистов, я думаю, в последствии сама способна найти способ решения своих проблем.

Главное, что нужно понять – что время, когда все проблемы решались силой, проходит. Должно пройти!

По всем признакам грядет изменение климата, насколько сильно оно затронет нашу биосферу, не понятно. Если изменения будут очень сильными, мы можем иметь дело с перемещением огромных масс населения различных стран на более пригодные для жизни территории. Уже сейчас происходит «просачивание» людей из бедных стран Африки и Азии в Европу, но это все «цветочки» по сравнению с тем, что может быть, если климат подвергнется серьезному изменению, и запасы питьевой воды станут под угрозой исчезновения. И тогда нас ожидает война уже не за теплоресурсы Земли, а за воду…

Возможно, изменение климата поставит перед человечеством какие-то новые задачи, мне трудно сейчас судить об этом, ведь данная работа привязана к тому, что мы имеем на сегодняшний день, и как нам жить дальше, есть ли у нас шанс не только на продолжение жизни на Земле, а и на развитие земной цивилизации…

Несколько перспективных, на мой взгляд, научных направлений все же есть. И они требуют особого внимания:

1. Управляемый термоядерный синтез даст человечеству мощный источник дешевой энергии. Улучшит экологическую обстановку, заменив тепловые и атомные станции. Разработки в этом направлении идут полным ходом различными путями. Наиболее близок к завершению проект «ITER» (International Thermonuclear Experimental Reactor).(См.Приложение 2. [2]).

2. Высокотемпературные сверхпроводники большой мощности – это высокоскоростные «железные» дороги и автомобили, парящие над землей, суперкомпьютеры и космические корабли, спектр применения необычайно широк и разносторонен.

3. Генная инженерия может сделать для человечества очень много хорошего и плохого одновременно, поэтому нужен очень серьезный контроль над этим направлением. Область применения достаточно широка. На примере селекции – возможность выведения растений, способных производить электричество под воздействием солнечного света; растений, способных выжить в пустынях, превратив ее в оазис. Так как население планеты и изменение климата неизбежно, то отказаться от ГМО не представляется возможным Выведение новых сортов в сельском хозяйстве, нуждается в особом контроле, так как воздействие ГМО на организм живых существ, в том числе и человека, все еще не полностью изучен.

4. Пустыни, в свою очередь, могут стать центром альтернативной энергетики. На большом перепаде температур между днем и ночью можно будет создать системы для получения энергии. Солнечные батареи в пустынях также будут очень перспективны. Для передачи энергии можно будет использовать сверхпроводники и лазеры.

5. Все новейшие достижения науки и техники нужно будет внедрить в сельское хозяйство, поскольку «накормить» человечество в будущем, для человечества будет первостепенной задачей. При этом, не нарушив баланс систем флоры и фауны.

Это только небольшой перечень направлений, способных изменить жизнь человека и существование цивилизации в целом. На самом же деле таких направлений очень и очень много.

А на счет перспективы развития нашей цивилизации на Земле, хотелось бы отметить, что перспективы то есть, но только вот перед тем как изменить мир, нужно сначала изменить себя. А это гораздо сложнее, чем можно себе представить.

Приходит время осознания личной ответственности каждого индивидуума за то, что происходит на планете, и, если придет время «шагнуть» в Космос, то мы обязаны навести сначала порядок здесь, на нашей прекрасной Земле, давшей нам возможность стать теми, кем мы есть.

И только после этого, имея за спиной надежный тыл – свой дом планету Земля, человек будет иметь возможность и полное право шагнуть к звездам, чтобы также иметь возможность и право вернуться обратно…

2. «Что век грядущий нам готовит?..»

Что заставит человека покинуть свой дом и стать космическим странником? Жажда познания новых миров или авантюризм? Бегство от насущных проблем в виде природных и техногенных катастроф или решение проблемы перенаселенности планеты?

Цель определяет средства.

Если это бегство, то бегство никогда не было решением проблем. Сбежавшее человечество, впоследствии столкнется с теми же проблемами, что и на Земле – неумением правильно использовать ресурсы, данные недрами планеты. И когда-нибудь, встретив представителя внеземной цивилизации, сможет ли представитель человечества с гордостью заявить: «Я- Землянин!»

Хотелось бы верить, что основной целью освоения Космоса будет все-таки неуемное желание познания новых миров, цивилизаций. Осуществления контакта с иным Разумом, ведь все мы – дети одной Галактики Млечный Путь, звенья одной цепи под названием Вселенная.

И потому человечество не имеет права возвышать себя над другими представителя Вселенского Разума, а только неукоснительно следовать законам всеобщей космической этики «Порядок, гармония, красота».

Перспективы развития человечества в Космосе будут зависеть от нескольких факторов:

1. Цель, с которой человеческая цивилизация покинет свою планету;

2. Технологии, которые позволят ему совершать космические перелеты, а также времяпровождение в космосе (возможность человека физически и психологически перенести перелет, выжить и адаптироваться к новым условиям).

3. Стать человеком Космоса и остаться самим собой! Возможность единения «земного» и «внеземного» человечеств, безопасность и развитие в балансе с окружающей средой Земли и Космоса.

4. Возможность, перспективы эволюции человека земного в «человека космического» и «универсального», способного жить на Земле и вне Земли, а также перехода человечества к новым внеземным социальным структурам.

Освоение Космоса начнется, скорее всего, с создания орбитальных заводов, для выпуска продукции которых необходим глубокий вакуум или сверхнизкие температуры. Сборка больших межпланетных кораблей также должна поблочно осуществляться на орбите вне притяжения Земли.

Чуть позже, когда появятся технологии, позволяющие быстро и безопасно, а главное, дешево, долететь до Луны, все это можно будет перенести на нее. Этому будет способствовать то, что взлететь с Луны гораздо легче, чем с Земли (скорость улетучивания (вторая космическая скорость) – 2,38 км/с), что в 4,7 раза меньше, чем на Земле и ускорение силы тяжести – 1,62 м/с², что в 6 раз меньше чем на Земле.

,,…И закончится тихое одиночество Луны. Человек теперь уже не даст ей покоя. Всё более мощные ракеты будут опускаться на её пустынные равнины. Всё чаще огонь их двигателей будет тревожить и вздымать к чёрному небу вековую пыль.

Сперва человек забросает Луну своими автоматами. Всё более крупными, всё более сложными. Разные они будут. Например — телескопы для наблюдения неба. С Луны гораздо лучше видны звёзды. Или телескопы для наблюдения Земли. С Луны хорошо видно движение земных облаков — можно очень точно предсказывать погоду.

Забросят на Луну и автоматические ретрансляторы. Это особые станции, которые смогут принимать радио- и телевизионные передачи из отдельных городов Земли и передавать их обратно, сразу на весь земной шар. А потом десятками, сотнями двинутся на Луну люди, учёные и инженеры. Толстые подошвы «лунопроходцев» протопчут тропинки через сонные долины. Взрывы строителей разбросают промёрзшие камни. Молотки геологов вонзятся в спящие утёсы. У берегов застывших «морей» возникнут первые базы.

Начнётся новая история новой Луны. Луны человеческой.

Но трудно придётся на первых порах человеку. Не привык он к здешним условиям…»[3.с.64-66]

Специфика Луны потребует создание помещений, которые будут совсем не похожими на жилище человека на Земле. Это будут какие-нибудь прочные стальные круглые цистерны без окон, зарытые и присыпанные реголитом. Ведь к неблагоприятным факторам на Луне относятся большие перепады температур между «днем» и «ночью» (от +130^оС до -170^оС), отсутствие атмосферы, а значит постоянные атаки и различные виды излучений, идущих от Солнца.

Конечно, говорить сейчас о том, что знаний о Луне больше чем достаточно, для ее поселения землянами, нельзя. Достаточно упомянуть, что до сих пор ни один космический аппарат не исследовал поверхность обратной стороны Луны. Но уж очень заманчива сама мысль о готовой естественной околоземной орбитальной станции!

Сколько тайн Вселенной могли бы открыть на ней селенологи, астрономы, космологи, космобиологи! На сколько важнейших вопросов смогли бы ответить! А ведь есть еще и лунные ресурсы: железо, алюминий, титан – и редкий изотоп гелий-3, одним махом решающий все энергетические вопросы человечества. Это бескрайние возможности для развертывания и отработки масштабного космического производства. Не забудем и о космическом туризме. Но…

Внеземная жизнь, пусть и в условиях слабой гравитации, - не для «слабых». Лунная колония фактически будет представлять собой большое метеоритное и радиационное убежище со всей необходимой инфраструктурой, поддерживающей жизнедеятельность населения, что резко удорожает ее стоимость. Всепроникающая лунная пыль обладает свойствами хорошего абразива, что означает уменьшение срока службы механизмов и скафандров для работы на поверхности. Потенциальные лунные туристы пусть попробуют посчитать, какую долю затрат на содержание Международной космической станции покрывает цена за «билет» на нее.

А что касается гелия-3, можно посчитать прямо сейчас. Контроль над термоядерной реакцией не достигнут. Когда это произойдет – неизвестно. Сейчас на юге Франции строится международный экспериментальный реактор, он будет готов в 2018 году. Затем – 20 лет экспериментов. Получится ли в их результате управляемый термоядерный синтез, для которого и потребуется добыча гелия-3? Этого не знает никто. Впрочем, есть еще вариант, который можно назвать «луноходовским», или «аватаровским». Человек в киберкостюме сидит на Земле, а его роботизированный и компьютеризированный «протеже» работает на Луне. Конечно, это уже не колонизация. Но гораздо ближе к осуществимой реальности.[4]. [См. Приложение 3].

Получив необходимые технологии и освоив выпуск больших скоростных межпланетных космических кораблей, можно осваивать Марс.

Эта планета по своим характеристикам наиболее пригодна из всех планет Солнечной Системы для создания технических баз и различного рода производств, а также стартовых площадок для освоения ресурсов внешних планет.

Скорость улетучивания меньше в 2,2 раза, чем с Земли, ускорение свободного падения меньше в 2,6 раза. Наименьшее возможное расстояние до Земли – 56 млн.км. температура поверхности колеблется от -5 до -87^оС. Атмосфера на 95% состоит из СО₂ и необычайно разрежена, и потому существует опасность метеоритных атак. В полярных шапках планеты есть небольшое количество воды.

В целом, на Марсе есть возможность постройки «подземно-надземных» конструкций, притом использовать для этого какую-то часть материалов планеты. Грунт Марса содержит много железа, кремния и кальция, а это хорошая основа для металлургической промышленности.

Также считаю, что перед тем как начать осваивать Марс, необходимо «столкнуть» его с небольшой кометой с большим содержанием льда. Это необходимо для «создания» на планете атмосферы в будущем.

Дальнейшее освоение человечеством Солнечной системы будет ожидать нового скачка возникновения сверхтехнологий. Поскольку расстояние от Марса до ближайшей планеты – Юпитера почти в 7,5 раз больше, чем от Марса до Земли.

Да и вообще, если бы наша цивилизация не тратила бы столько сил и финансовых средств на уничтожение самой себя, как это и не парадоксально звучит, то мы давно бы уже летали среди звезд…[См. Приложение 4]

Обозначить перспективы и пути развития невозможно без понимания тех глубинных процессов, которые происходят в нашем обществе сегодня. Чтобы развиваться дальше и идти вперед, человечеству необходимо будет решить проблемы внутри собственного общества и построить гармоничные отношения между человеком и природой, являющейся основой существования человечества. Без решения этих проблем мы будем иметь мрачное будущее с бесконечными войнами, природными и технологическими катастрофами, способными если не уничтожить современную цивилизацию, то вернуть нас в каменный век.

Все человечество должно понять и осознать, что продвижение в Космос возможно только всем человечеством, единым человечеством планеты Земля, а не отдельными государствами или нациями. Вопрос даже не в финансовых или технических возможностях отдельных стран, нет вопрос в том, чтобы мы заявили о себе, как о едином целом – МЫ представители ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ планеты ЗЕМЛЯ.

То, что Космос необходимо осваивать – факт неоспоримый. Это наша реальная работа в не столь далеком будущем. Но то, как мы будем ее проводить - будем ли мы уважительны к другим представителям человеческого Разума, другим цивилизациям, зависит только от нас.

На различных этапах становления Новой человеческой цивилизации в Космосе нам будут необходимы околоземные и межпланетные станции. Будет ли освоение Луны, Марса, или даже Венеры – мы должны быть готовы к диалогу, а может и контакту с другими представителями нашей Галактики.

А для этого нам нужно оправдать доверие Высшего Разума.

1. Интернет-ресурс top.list.ru. Б.И.Лучков. Пути ядерного синтеза. Рубежи науки. Москва, 2010 г.

2. Лев Мельников. «Осваивать космос сосредоточением духа».

3. П. В. Клушанцев. Станция «Луна». Изд-во «Детская литература», 1974 г.

4. Интернет-ресурс Astrolab (http://jinospace.ru). Колонизация Луны. От Армстронга до «аватара».

Проект ITER

Самым «продвинутым», доведенным до инженерного решения, является крупный проект ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), уже более 10 лет разрабатываемый «большой четверкой» (США, Европой, Россией и Японией) и практически рассчитанный «до последнего болта». ITER – это очередной гигантский шаг в развитии метода токамака (удержание плазмы в очень сильном магнитном поле, слияние 4 ядер водорода в ядро гелия с выделением энергии).

Все физические задачи, связанные с поведением плазмы в магнитном поле (ее разогрев, подавление неустойчивостей, приводящих к охлаждению), – считаются решенными на предыдущих установках, но множество инженерно-технических вопросов (радиационная стойкость материалов, выбор оптимальных режимов, переход к непрерывному горению) еще ждут своего решения. Размеры установки, ее уникальное приборное оснащение так велики, а ожидаемые результаты настолько ответственны, что до сих пор не принято окончательного решения о создании ITER. Не достигнуто согласия о сроках и месте строительства, о составе консорциума. Американская сторона, несколько лет назад вышедшая из числа участников проекта, сейчас, убедившись в отсутствии реальных альтернатив, вновь готова принять участие на этапе строительства. Ряд новых стран (Индия, Китай) хотят присоединиться к проекту. Наиболее заинтересованы страны, лишенные природных источников (Англия, Франция, Германия, Япония) и чувствующие сильнее других угрозу энергетического кризиса. Россия, родоначальница исследований по УТС, где они велись широким фронтом, принимает участие в основном своими разработками токамаков и огромным накопленным опытом. Координатор работ – научный центр «Курчатовский институт».

На рис. 1 показана схема ITER. Его главные параметры: мощность 500 МВт, отношение энергии ТЯ-синтеза к энергии дополнительного нагрева не менее 10, время горения плазмы 400 с (с переходом на непрерывный режим), большой и малый радиусы тора 6,2 м и 2 м соответственно, объем плазмы 840 м³, ток плазмы 15 МА. Грандиозная установка, великолепные, превышающие критические значения параметры плазмы.

Если строительство начнется в ближайший год, специалисты прогнозируют к 2030 г. создание первой ТЯЭС и начало коммерческой эксплуатации «искусственного солнца».

Рис. 1. Общий вид проектируемого реактора ITER-FEAT, в котором будет получен энергетически выгодный термоядерный синтез

В настоящее время самые высокие параметры плазмы получены на крупных установках «Токамак-15» (Россия), TFTR (США), JET (Европа), JT-60 (Япония), которые были чисто исследовательскими и не использовали дейтерий-тритиевую смесь (по причине радиоактивности трития). Их цель – проверка теории, описывающей поведение высокотемпературной плазмы, на основе которой делаются расчеты более крупных промышленных установок. Можно считать, что плазма сейчас ведет себя вполне предсказуемым образом и исследования уже достигли границы энергетически выгодного УТС. В некоторых случаях эта граница по отдельным параметрам даже пройдена: получена температура 400 млн град., в 4 раза больше минимально необходимой (JT-60), энергетический выход Q = 1,25(JT-60U), мощность реактора в течение 1 с составляла 10 MВт (TFTR) и 16 MВт (JET).

ITER-FEAT – еще более крупная экспериментальная установка, по-видимому, последняя перед созданием демонстрационного промышленного ТЯ-реактора.

Главное направление ее исследований:

– оптимизация работы всех действующих агрегатов реактора;

– повышение мощности в 50 раз и достижение уровня крупных современных ТЭС;

– увеличение времени жизни горячей плазмы до минут с последующим переходом на непрерывное (часы, дни) горение;

– решение вопроса регенерации трития (работа дивертора);

– решение ряда важнейших технических задач по надежности и эффективности эксплуатации промышленного реактора.

Рис.2.1.1 Стартовая площадка на Луне к планетам Солнечной системе.

Рис.2.1.2. Лунный «городок» Землян.

Рис. 2.2.1-2.2.2. На пути к освоению Марса.

Рис. 2.2.3. Мир будущей человеческой цивилизации. (Возможно на Марсе)