Развитие космонавтики в XXI веке

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

" МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАМИ)"

(УНИВЕРСИТЕТ МАШИНОСТРОЕНИЯ) КАФЕДРА: «ИСТОРИИ И ПОЛИТОЛОГИИ» .

РЕФЕРАТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ»

НА ТЕМУ «РАЗВИТИЕ КОСМОНАВТИКИ В ХХІ ВЕКЕ»

Выполнил студент группы У-13

очно-заочного отделения Ариков Дмитрий Викторович Москва, 2013 г.

Мечты, сказки, фантастические романы и теоретические исследования возможности полета в космическое пространство, на другие планеты насчитывают более ста лет. Однако начало эры практической космонавтики отсчитывается от 4 октября 1957 года — даты запуска в СССР первого в мире искусственного спутника земли. За 51 год, а это менее чем продолжительность жизни одного поколения человечества, совершен прорыв в новую область деятельности. Создана необходимая для дальнейшей жизни и прогресса цивилизации совершенно новая отрасль науки, техники, промышленности, культуры.

Все приоритетные достижения космонавтики относятся ко второй половине ХХ века. Все, что происходит в настоящее время — первое десятилетие ХХІ века, пока базируется на открытиях и достижениях науки и техники ХХ века. В ХХІ веке открыты теории относительности, квантовая механика, овладение ядерной энергией, выход в космос, необычайный прогресс авиационной техники, информатики, авто — индустрии, генной инженерии и много чего другого.

Представить развитие науки и техники можно с большой достоверностью на ближайшие 10−15 лет. А на больший срок — до конца ХХІ века необычайно трудно. Любое предсказание до известной степени предвзято и не объективно. В том числе и по космонавтике. Для выхода в Космос с Земли человечество использует ракеты и пока еще не создало других средств. Космические программы теснейшим образом связаны с наукой, экономикой, политикой государств, со стратегией использования новых ракетных наступательных и оборонительных видов вооружения.

Развитие космонавтики в ХХІ веке будет определяться не только ее собственными предыдущими научными и технологическими наработками, но прогрессом во многих областях науки, технологии, экономики и мировой политики. Прогнозирование ее развития следует относить к области футурологии — концепции будущего человеческой цивилизации. Научно — исследовательская деятельность по прогнозированию далеких перспектив для ученого и для человека с инженерным мышлением дело безответственное. За ошибки в прогнозах с авторов, как правило, не спрашивают. Ошибки в прогнозах мы прощаем не только любителям, но и великим ученым, выдающимся инженерам, социологам и политикам. Научное прогнозирование определяется, опытом и личной интуицией автора.

Вот несколько примеров ошибок в прогнозах будущего науки и техники, которые допустили известные ученые.

Лорд Кельвин — знаменитый британский ученый — математик и физик, президент Британского королевского общества за 15 лет до полета братьев Райт заявил: «Создание летательных аппаратов тяжелее воздуха невозможно» и кроме того: «будет доказано, что рентгеновские лучи фикция». В 1926 году для всех радиоспециалистов и радиолюбителей был очень высок авторитет профессора Ли де Фореста — изобретателя первых электронных ламп, сделавших революцию в радиотехнике. Среди ученых появились предложения по межпланетной радиосвязи. Я увлекался радиотехникой и мечтал принять сигналы с Марса. Ли де Форест между тем заявил: «Только мечтатель вроде Жюля Верна может говорить о том, что возможно поместить человека в многоступенчатую ракету, запустить его в гравитационное поле Луны, а затем вернуть на Землю. Подобный пилотируемый полет невозможен, несмотря ни на какие будущие достижения науки» .

Эрнест Резерфорд был первым ученым, которому удалось удачное расщепление атомного ядра. За 15 лет до взрыва первой атомной бомбы он сказал: «Энергия, которая получается в результате ядерного распада, настолько незначительна, что любой, кто рассчитывает на получение дополнительного источника энергии от ядерной реакции, предается пустым мечтам» .

Практически такую же позицию занимал и великий Эйнштейн, автор формулы E = тc2. Формулы Циолковского у = - эд1п [Mi] и Эйнштейна Е = мс2 опубликованные впервые в 1903 и 1905 годах через 50 лет материализуются в виде первой ракеты — носителя атомной бомбы.

В 1965 году после триумфальных полетов «Восток» и «Восход» С. П. Королев оставался великим трезвомыслящим главным конструктором. Но его до конца жизни не покидали чувства романтической увлеченности. Не в шутку, а в серьез он говорил, что лет через десять — двадцать за выдающиеся заслуги трудящиеся будут летать в космос по профсоюзным путевкам.

В том же 1965 году выдающийся конструктор ракет Вернер фон Браун в интервью сказал, что в недалеком будущем билет для путешествий на Луну будет стоить 5000 долларов. Не только великие главные, но и весьма трезвые американские руководители промышленности, собравшись на симпозиуме по перспективам космонавтики в 1966 году, обсуждали доклады, в которых доказывалось, что до конца века, на Луне будет создана постоянно — действующая станция, начнется строительство постоянной базы на Марсе, будет совершен пилотируемый полет к Венере и начата разработка ценнейших минералов на Меркурии. Никто из ученых не спорил с прогнозом Циолковского, который он сделал в начале ХХ века, что человечество не останется вечно в своей колыбели на Земле, а расселится по всей солнечной системе. В 1966 году в США на упомянутом симпозиуме Американского астронавтического общества, ученые и специалисты США выступили с докладами, содержащими прогнозы развития космической техники. Наибольший интерес представляет общий доклад одного из бывших теоретиков немецкого ракетного центра в Пенемюнде К. А. Эрик «Полеты к планетам солнечной системы». Эрике рассматривал события ближайших 35 лет и рисовал реальные, с точки зрения американских ученых, достижения космической технике до 2001 года.

" В конце 2000 года межпланетные полеты по трассам от Меркурия до Сатурна осуществляются комфортабельными пилотируемыми летательными аппаратами. При осуществлении всех этих полетов к дальним планетам производилось непрерывное управление движением и регулирование условий на борту как пилотируемых, так и беспилотных аппаратов с помощью широкой сети установок, созданных на Луне. Кроме того, была создана сеть автоматических ракетных спутников в околоземном и окололунном пространстве, практически превратившая весь район между Землей и Луной в гигантскую антенную систему, способную управлять движением космических кораблей в солнечной системе и даже за ее пределами. Наши гелионавты побывали в самых разных областях солнечной системы, от выжженных Солнцем побережий планеты Меркурий, до ледяных скал Титана, спутника Сатурна. Прошло уже три года с тех пор, как была организована добыча и обработка металлической руды на Меркурии. На Марсе только что начаты работы по осуществлению долгосрочной программы внедрения в приполярных районах северного и южного полушарий для марсианских условий культур…"

В начале 70-х годов ХХ века полным ходом шла разработка многоразовой транспортной системы «Спейс-шаттл». Ученые и экономисты расписывают полеты космонавтов и астронавтов на МКС, но очень редко упоминают о сенсационных открытиях ученых, обрабатывающих информацию с орбитального телескопа «Хаббл», автоматических аппаратов «Кассини» и многих других. В ближайшие 20 лет Россия по экономическим соображениям, подобные космические обсерватории создать в одиночку не способна. Современная наука и технологии подошли в ХХІ веке к рубежу, преодоление которого изменит очень многое в условиях жизни всего человечества. Это рубеж — прямое технологическое вмешательство человека в строение вещества атомно-молекулярном уровне. Кто выдумал, изобретал и отрабатывал программное обеспечение для взаимодействия атомов и молекул так, чтобы создать жизнь — явление наукой так и не познанное. Романтики и космические фанаты не потеряли надежды на помощь внеземного разума. До конца ХХІ века вряд ли мы его обнаружим.

В ХХІ веке уникальность планеты Земля во всей обозримой Вселенной должна быть осознана человечеством для объединения усилий всех ведущих государств, с целью ее сохранения. «Человек разумный» явление, совершено исключительное, выпадающее из объема наблюдений космическими аппаратами. Этот homo sapiens обязан использовать силу разума для надежной защиты планеты от неразумности разумного человека.

Государства и космонавтика

Будущее космонавтики должно быть предсказано совместно с анализом национальной и государственной социально-политической стратегии.

США при всех своих внутренних проблемах до 30-х годов ХХІ века будет оставаться самой мощной державой мира в военном отношении и самой передовой в области науки и технологий. НАТО является надежным инструментом, позволяющим США использовать не только свой, но и европейский научно-технический потенциал. Космической стратегией на ближайшие 20−30 лет будут приоритеты по программам самого широкого спектра. За счет транспортных систем России и Европы будет поддерживаться работа МКС. Сама по себе МКС для США уже особого интереса не представляет. Через 10−15 лет, побив 15-ти летний рекорд МИРа, МКС будет затоплена. Росси, Европа и Япония без экономической поддержки США обеспечивать работу МКС не способны.

Задача продления жизни МКС для России проблема не только экономическая. При самом щедром финансировании изготовление дополнительных 12−15 космических кораблей «Союз ТМ» и «Прогресс» российская промышленность не способна. И дело не в станках или заводах, а в том, что в результате либерально рыночных реформ российская оборонная промышленность лишилась многих тысяч квалифицированных рабочих и инженерных кадров.

" Диктатура пролетариата" в России более не возможна — эту диктатуру некому осуществлять. В этом отношении России катастрофически проигрывает США, Европе, Китаю и Индии.

США способны в одиночку первыми создать свою Лунную базу двойного назначения. Вместо знаменитой обсерватории «Хаббл», которая без профилактики с помощью «Спейс-Шаттлов» просуществует еще лет пять, будет выведена на орбиту новая обсерватория для изучения Вселенной. Новые автоматические аппараты продолжат исследования и обогатят науку широким спектром новых открытий всех планет солнечной системы и прежде всего спутников Юпитера и Сатурна. Мощный научный аппарат НАСА разрабатывает не только технику, но и стратегию будущего космонавтики.

Круглосуточная информация со спутников дистанционного зондирования Земли обеспечит надежные метеорологические прогнозы, предупреждение о чрезвычайных ситуациях, контроль за техногенными катастрофами, нарушением экологического режима и т. д. Контроль высокой разрешающей способности за стратегически важными районами будет осуществляться секретными спутниками военной разведки. Оптико-электронные цифровые системы гарантируют разрешение до единицы сантиметров при обработке в реальном масштабе времени. США первыми создадут системы, объединяющие информацию навигационных спутников «Newstar-GPS» с низкоорбитальными разведчиками и системами спутниковой связи и управления. Совместная обработка информации спутников трех уровней: низкоорбитальных, навигационных и геостационарных позволит оперативно управлять всеми видами транспорта: наземного, воздушного и морского. Медицинский контроль за каждым американцем, немедленное оказание медицинской консультации и вызов врачей станут в США столь же обычными как связь по сотовым телефонам. Американское государственное агентство НАСА облечено большими полномочиями. Все федеральные расходы на космонавтику, за исключением чисто военных, реализуются через или под контролем НАСА. Годовой бюджет НАСА в 2008 году превышает космический бюджет России почти в 10 раз. При таких начальных условиях нет сомнений, что в ближайшие 15 лет в США будут созданы новый сверхтяжелый носитель и пилотируемые корабли для полета к Луне, лунные посадочные модули и система доставки грузов для Лунной базы.

В течение ближайших 20−25 лет Китай будет вкладывать огромные средства под лозунгом «догнать и перегнать Америку и Россию в области космонавтики». Коммунистический Китай строит социалистическое общество с «китайской спецификой». Китайским коммунистам удалось в короткий срок превратить отсталую аграрную страну с полуграмотным с полуторамиллиардным населением в государство, овладевшее всеми видами современной технологии и массовым производством конкурентно способных товаров от современных компьютеров до кроссовок. Последние стратегические задачи Китая — создать общество на базе «экономики знаний». Экономические и технологические задачи в последние 15 лет решались Китаем в масштабах и в сроки, недоступные другим государствам — Китай будет второй, а может быть и первой державой, способной осуществить реальное «господство в космосе». Одним из решающих факторов гарантирующих феноменальные успехи Китая является идеологическое, политическое единство и не риторический, а подлинный энтузиазм в овладении знаниями и высокими технологиями. Зайдите в любой российский салон-магазин электроники. Широчайший ассортимент на любой вкус и на любой карман. Но, ни одного даже простейшего электронного прибора «сделано в России» не найдете. 90% - «сделано в Китае». Китайская стратегия созданий передовых технологий является надежным плацдармом для реализации в будущем принципа «господства в космосе» .

Россия не имеет стратегии развития за приделами ближайших 10 лет. За 15 лет криминальных реформ под лозунгом всесилия свободного рынка в России не только были разрушены промышленность, сельское хозяйство, дезорганизована армия, но все основное жизнеобеспечение построили на продаже своих природных богатств — прежде всего нефти, газа, леса. Россия поставщик сырья. На сырьевых сверхдоходах возникла новая элита, класс сверхбогачей и махровый коррумпированный чиновничий аппарат.

Для того чтобы Российская космонавтика вошла в будущем хотя бы в первую пятерку, необходимы радикальные жесткие социально-политические реформы. Исходя из таких невеселых размышлений, считаю, что до 2030 года Россия должна уделять основное внимание программам:

Безусловной космической безопасности (спутники всех видов разведки, системы ПРО, ГЛО-НАСС).

Космические программы по обеспечению безопасности и высокой обороноспособности страны должны иметь единого генерального руководителя, несущего ответственность не только за разработку и данные космических аппаратов, но за всю систему вплоть до немедленного доклада высокому военно-политическому руководству страны реальных результатов использования данных космической разведки и внесения изменений в организационные структуры.

Последние события в Южной Осетии являются примером ошибок, последствия которых могут быть более тяжелыми в случае будущих серьезных военных конфликтов. Тысячи жизней мирных жителей Цхинвали и сотен российских миротворцев были бы сохранены, если бы были во время проведены операции космической разведки. Современная техника позволяет из космоса в реальном масштабе времени вести наблюдение за танками, артиллерией, бронетранспортерами и прочей техникой, которая в течение нескольких суток концентрировалась для нападения на Южную Осетию. Где были наши славные оптико-электронные, всепогодные и круглосуточные средства разведки?

За эффективность системы в подобных случаях должен нести ответственность не разработчик космического сектора, а начальник «системы в целом» … Если он существует. А если нет, то эта вина лично министра обороны и начальника генштаба.

космонавтика цивилизация прогноз будущее

Революционные открытия

Новые прорывные космические программы по срокам реализации масштабам и своему вкладу в «общечеловеческие ценности» во многом будут определяться прорывными открытиями в других областях науки и технологии.

Для второй половины ХХІ века с большой степенью вероятности следует ожидать открытий, которые позволят осуществить:

управляемые термоядерные реакции. Источники энергии на основе термоядерных реакторов самых различных мощностей позволят все виды транспорта сделать полностью электрическими.

Потребление углеводородных топлив (нефти и газа) сократятся в сотни раз. Соответственно наступит эпоха ожесточенной конкуренции за наиболее надежные, дешевые, доступные термоядерные источники электроэнергии самой широкой номенклатуры;

алхимики средних веков пытались получить золото, смешивая ртуть с медными опилками. Физикохимики ХХІ века создадут материалы, обладающие свойствами сверхпроводимости при высоких температурах.

Это будет величайшая революция в электротехнике. Одновременно будут созданы новые магнитные материалы. Электрические катапульты заменят ракетные твердотопливные и жидкостные двигатели при стартах с Земли и Луны. Электрические ракетные двигатели большой тяги, используя термоядерные источники энергии, заменят химические для большинства задач космонавтики;

революционные достижения в создании структуры фото-преобразователей солнечной энергии в электрическую повысят кпд с 10% до 50−60%. Это позволит в случаях трудностей использования термояда создавать наземные мощные солнечные электростанции. Электрическая мощность снимаемой с единицы площади солнечной батареи космического аппарата будет повышена в 3−5 раз.

В конце ХХ — начале ХХІ века произошла технологическая информационная революция. Даже в середине ХХ века большинство ученых не верило, что любой человек может уместить в кармане устройство, способное хранить всю информацию Ленинской библиотеки, библиотеки Британского музея и конгресса США. Современные электронные средства позволяют любому желающему, не выходя из дома, прочитать и даже записать содержание книги главных библиотек мира.

Фантастический прогноз

Маловероятный оптимистический прогноз развития космонавтики для второй половины ХХІ века базируется не на науки, а на фантастике политической.

Передовые государства объединят свои научно-технические достижения и экономические ресурсы. Будет создано всемирное объединенное космическое агентство. Основной задачей этого агентства будет организация работ по спасению Земли от катастрофического потепления. Для спасения цивилизации разрабатываются космические системы управления климатом. Эта работа потребует интеллектуальной и технологической кооперации ученых и промышленности десятков стран. Одним из возможных вариантов является создание солнечно-парусного корабля, или целого флота космических парусников. Они приводят в зону, близкую к точке либрации гравитационного поля системы Солнце — Земля. Барражируя в пространстве и управляясь по отношению к световому потоку либо меняя площадь парусов солнечный парусник способен менять поток солнечного излучения падающего на Землю. Для многолетнего строительства щита, спасающего цивилизацию будущих веков, человечество использует Луну. Мощная промышленная база на Луне, начинает производство парусных космических кораблей и в ХХІІ веке человечество получит возможность практического регулирования климата Земли из космоса. На видимую сторону Луны доставляют с Земли блоки, снабженные всеми необходимыми системами длительного жизнеобеспечения. Развитие космонавтики ХХ века обеспечивалось фундаментальными достижениями механики, автоматики, радиоэлектроники, электронно-вычислительной техники. Эти отрасли науки и техники тесно взаимодействовали. Целевые задачи космонавтики были своего рода локомотивом. В процессе синтеза достижений различных отраслей техники многие проблемы решались «на грани возможного». В начале ХХ века многое из того, чему мы не удивлялись было уделом писателей-фантастов.

Темпы развития современных глобальных информационных и навигационных технологий, использующих космические системы, позволяют утверждать, что в ближайшие 15 лет видеосвязь по принципу «каждый с каждым» во всем мире будет так же доступна, как современные карманные мобильные телефоны. Глобальные навигационные системы, определяющие место человека, автомобиля, самолета, корабля с точностью до сантиметров станут столь же доступными и необходимыми, как наручные часы в ХХ веке.

Современные достижения информационных технологий даже без новых научных открытий позволят в ХХІ веке, если на то будет воля объединенного человечества, создать фантастическое информационно-навигационное пространство. Каждый вновь появляющийся на свет человек получит вместо свидетельства о рождении, код в информационной базе данных. Глобальный контроль обеспечит мониторинг за сердечной деятельностью, артериальным давлением, местоположением и перемещением каждого из 10 миллиардов человек, которые будут составлять население Земли к концу ХХІ века!

В ХХІ веке каждый житель планеты получит возможность телефонной, цифровой двухсторонней видеосвязи с одновременным точным определением места партнера-абонента. Космические системы глобальной связи и навигации могут быть коммерчески очень выгодными при массовом производстве наземных устройств. Этой современной, а не будущей промышленности в России нет. В ХХІ веке она должна быть создана, либо Россия не будет великой самостоятельной державой. Появление в России научного Совета по нанотехнологиям демонстрирует желания, а не силы. Нужны огромные средства и жесткая политическая воля для ликвидации нашего отставания на этом стратегическом направлении техники ХХІ века.

Всеволновый оптический и радио мониторинг Земли, океанов и воздушного пространства, объединенные с системой связи и навигации, меняют тактику и стратегию возможных боевых действий. Успех военных операций в ХХІ веке, если они потребуются, будет определяться искусством управления объединенных в едином информационным пространстве космических и наземных систем. Выбор и скорость принятия решений, темпы самих операций будут определяться средствами круглосуточной, всепогодной оперативной космической разведки, обстановки на земле, море и в воздухе.

Нанотехнологии, обогатив инженерную генную биологию, добьются продления жизни человека. Кому-нибудь из будущих ветеранов космонавтики представится возможность на королевских чтениях в январе 2101 года проверить прогноз 2008 года.