Сулейменов Е. З., Кульевская Ю. Г., Улезько Г. Г., Галанц Э
| Вид материала | Реферат |
- Географический факультет, 1394.03kb.
- Улезько Галина Филипповна. 9 класс урок, 96.32kb.
- Т. А. Сулейменов Курс лекции по философии Шымкент-2010 г. 1-лекция, 1988.6kb.
- Г. В. Сулейманова Трудовое право Учебное пособие, 6241.58kb.
Национальный центр научно-технической информации
Республики Казахстан
Сулейменов Е.З., Кульевская Ю.Г., Улезько Г.Г., Галанц Э.А
СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В КАЗАХСТАНЕ
ПО ПРИОРИТЕТАМ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ.
Космические исследования
Аналитический обзор
Алматы, 2008
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………. | |
| 1 КОСМИЧЕСКИЕ исследования И ОПЫТ ФОРМИРОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ за рубежом | |
| 1.1 Национальная космическая отрасль США………………………… | |
| 1.2 Национальная космическая отрасль Китая………………………… | |
| 1.3 Национальная космическая отрасль Японии………………………. | |
| 1.4 Национальная космическая отрасль Евросоюза 1.5 Национальная космическая отрасль России……………………….. | |
| 1.6 Национальная космическая отрасль Украины……………………. | |
| 2 Состояние и перспективы научной деятельности в космической сфере в Республике Казахстан…………………………………………………………………... 2.1 Анализ современного состояния космической деятельности в Казахстане………………………………………………………………… 2.1.1. Приборы и методы научных исследований космического пространства………………………………………………………………….. 2.1.2 Космическая техника и технологии………………………… 2.1.3 Управление движением космических аппаратов и искусственных небесных тел………………………………………………… 2.1.4 Неуправляемое движение космических аппаратов и искусственных небесных тел…………………………………………………. 2.1.5 Использование космических систем для связи и навигации………………... 2.1.6 Исследование астрономических объектов космическими средствами……………………………………………………………………... 2.1.7. Геофизические исследования космическими средствами 2.1.8 Исследования Земли из космоса 2.1.9 Медико-биологические проблемы космических полетов 2.1.10 Исследования загрязнения окружающей среды в результате эксплуатации космической техники и охрана среды…………………. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА | |
| | |
ВВЕДЕНИЕ
Космос не имеет границ и потому космическая деятельность, глобальная по своей природе, объединяет национальные экономики и интересы различных регионов и государств, одновременно все больше превращаясь в зону острого соперничества.
Традиционно экономические границы проходят по географическим границам государств и их интеграционных группировок. Уже в ближайшем будущем экономическая граница может переместиться и в космос, разделив все страны на две неравнозначные группы. Первая группа будет монопольно доминировать в производстве продукции и услуг космической деятельности и, следовательно, иметь свободный и самостоятельный доступ в космос, контролировать его и из него. Во второй - будут потребители этих достижений, оплачивающие высокотехнологичные рабочие места в странах первой группы и, по сути, оставляющие там существенную часть своей добавленной стоимости. Научно-техническое и технологическое отставание в этой сфере, так же, например, как в авиастроении или в электронике, сделают практически труднодостижимым вторжение стран-аутсайдеров на мировой рынок производителей ракетно-космической техники и услуг.
Эпизодические попытки таких вторжений за счет мобилизации только внутренних ресурсов в этой весьма затратной сфере экономики в ущерб развитию других сфер, в том числе социальной, не будут иметь устойчивого успеха. Космосом овладеют экономически и интеллектуально могущественные, богатые и благополучные в социальном плане страны. Бедным и слабым странам там места не будет, они окажутся подконтрольны в своих оборонительных возможностях, их геополитическое положение будет глобально уязвимым. Поэтому сейчас уже более 130 стран мира участвуют в космической деятельности, более 20 из них имеют активные космические программы, располагают собственным потенциалом по разработке и производству космической техники, запуску космических аппаратов различного целевого назначения собственными или арендуемыми носителями, развивают космические технологии, стремясь не отстать в этой стратегически важной области. Большинство стран (свыше 100) является покупателями космической продукции и услуг, в первую очередь таких, как услуги связи, телекоммуникаций, навигации, мониторинга и дистанционного зондирования поверхности Земли, картографирования и т.д. Рынок космической продукции и услуг один из самых динамично растущих и прибыльных.
В настоящее время объем рынка мировой космической индустрии будет обеспечиваться за счет расширения использования космических технологий для решения научных, социально-экономических задач, наблюдения Земли и метеорологии, военных и других целей. Сегодня космос стал одним из главных средств решения таких важнейших для всего человечества задач, как:
- формирование единого информационного пространства;
- определение запасов природных ресурсов, мониторинг природной среды, оценка факторов влияния климатических условий, наблюдение и кон- троль состояния крупных инженерных сооружений и коммуникаций;
- фундаментальные исследования в области астрофизики, планетологии, изучения Солнца и солнечно-земных связей;
- отработка технологий производства в космосе новых материалов, высокочистых веществ;
- охват телерадиовещанием всего населения государства, обеспечение глобальной и непрерывной связи на любые расстояния;
- глобальное и высокоточное координатно-временное обеспечение в любой точке Земли в любой момент времени;
- контроль чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий;
- повышение обороноспособности вооруженных сил за счет применения космических средств разведки, связи, навигации, геофизического обеспечения и доведение результатов, вплоть до тактических формирований [1].
В ближайшие годы использование космоса выйдет далеко за пределы традиционных направлений связи, наблюдений навигации и будет определяться появлением новых технологий, которые резко изменят характер применения космических средств в интересах обороны, науки и народного хозяйства.
С расширением задач по изучению и использованию космического пространства все большую актуальность приобретают фундаментальные и прикладные исследования. Они направлены на получение принципиально новых результатов в области космических информационных технологий, космического материаловедения, планетологии, геофизики, астрофизики, изучения солнечно-земных связей, биотехнологии и биомедицины и развития перспективных наукоемких производств [2].
Потенциал казахстанской науки достаточно велик для успешного решения задач изучения космического пространства и использования полученных результатов для создания и развития космической отрасли. За годы суверенитета казахстанские ученые внесли достойный вклад в развитие фундаментальных космических исследований.
В настоящем обзоре приведен анализ направлений и результатов проведенных в Казахстане исследований в космической области, их современного состояния, а также тенденций и перспектив их развития. Информационной основой проведенного анализа являются формируемые в Национальном центре научно-технической информации с 1992-1994 гг. фонды диссертаций, защищенных в Казахстане, научно-технических программ, реализуемых в республике, и отчетов о проводимых научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, а также публикаций казахстанских ученых. Достаточно глубокая ретроспектива документальных фондов (15 лет) позволила проследить историю и динамику развития космических исследований в Казахстане.
В обзоре рассматриваются также состояние и особенности развития космических исследований и индустрии в ряде развитых государств и некоторых странах СНГ.
1 КОСМИЧЕСКИЕ исследования И ОПЫТ ФОРМИРОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ за рубежом
Научные исследования являются важнейшим, но далеко не единственным компонентом космической деятельности. Масштабы и значение космической деятельности наглядно характеризуют ее основные направления: научные исследования; использование космической техники для связи и радиовещания; дистанционное зондирование поверхности Земли из космоса, включая экологический мониторинг и метеорологию; использование спутниковых навигационных и топогеодезических систем; пилотируемые космические полеты; применение космических техники, материалов и технологий в интересах обороны и безопасности; наблюдение за объектами и явлениями в космическом пространстве; производство в космосе специфических материалов и иной продукции; другие виды деятельности, осуществляемые с помощью космической техники.
Многие страны не располагают ресурсами для реализации космических программ в рассмотренных выше масштабах, однако средние по масштабам страны Запада и многие страны третьего мира смотрят на космос как на способ исследования своих природных ресурсов и основу технического прогресса. В таких странах имеются специальные космические агентства или министерства, которые занимаются вопросами исследования космоса и регламентирования космической деятельности. Финансирование космических программ в 2007 году в ведущих странах мира составило в млрд. долларов США: в России –1,34, Евросоюзе – 4,3, Индии – 0,7, Японии – 1,9, США – 17,1 (рисунок1) [3]. Правительство Китая тратит все больше денег на развитие космических технологий и освоение космоса. По информации, полученной из источников Китайского Национального Космического Агентства космический бюджет Китая составляет одну десятую часть от бюджета НАСА. Некоторые западные эксперты считают, что Китай ежегодно тратит от 1,5 до 2,5 миллиардов долларов США на развитие своей деятельности в космосе, что приблизительно равняется бюджетам Франции и Японии вместе взятым [4].
Рисунок1 Финансирование гражданских космических программ ведущими странами мира
1. 1 Национальная космическая отрасль США
В США основной упор был сделан, помимо колоссальной государственной поддержки исследований и разработок, на космический бизнес, широкое коммерческое использование результатов научно-технических достижений, формирование здоровой конкурентной среды, законодательное обеспечение нового направления бизнеса. Частному бизнесу законодательно еще на заре так называемой космической эры была разрешена коммерческая деятельность в таких ключевых областях, как космическая связь, дистанционное зондирование поверхности Земли из космоса, создание средств выведения аппаратов космического назначения, исследование новых материалов и процессов в космосе и т.п.
Интенсифицируя космическую деятельность, правительство и бизнес США исходили (и исходят) из того, что освоение космоса приобрело глобальное информационное значение. Это, в свою очередь, имеет серьезные политические, дипломатические, военные и экономические последствия, а беспрепятственность доступа в космическое пространство и его использование играют важную роль в защите национальной безопасности, политических и коммерческих интересов США. Телекоммуникации, телемедицина, международные финансовые операции, телерадиовещание по всему миру, навигация, метеорология, экологический мониторинг вносят непосредственный вклад в экономику.
В конце 1957 - начале 1958 года были проведены слушания Конгресса для выяснения причин, по которым СССР оказался первой страной, запустившей искусственный спутник Земли (ИСЗ). В связи с этими слушаниями президент Эйзенхауэр предложил изъять из компетенции вооруженных сил США космические программы невоенного характера и создать на основе национального консультативного комитета аэронавтики (образованного в 1918) новую организацию - Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Деятельность НАСА официально началась 1 октября 1958 года.
В настоящее время в состав НАСА входят три научно-исследовательских центра, занимающихся: авиационной техникой; новейшими реактивными двигателями и источниками энергии для космоса; биологическими исследованиями, возвращением в атмосферу и физикой атмосферы, а также 4 центра космических полетов в разных штатах и лабораторий.
В 1960-е годы НАСА приступило к исследованиям Луны, а также планет Венеры и Марса с помощью автоматических межпланетных станций..
В связи с тем, что начали преобладать национальные экономические интересы, амбициозные планы НАСА по дальнейшему исследованию космоса (в которых предусматривались, в частности, создание большой космической станции и экспедиция с высадкой на Марсе) были урезаны до многоразового воздушно-космического транспортного корабля "Шаттл", совершившего первый полет в 1981 г.
В ближайшие пять лет НАСА планирует затратить почти один миллиард долларов на реализацию проекта будущего - революционный проект грядущего освоения космоса и путешествия на другие планеты, которые невозможно осуществить с помощью традиционных, неэкономичных ракет и который будет осуществлен с использованием ядерного реактора для разгона и последующего замедления ракетных двигателей.
В докладе "Комиссии по оценке управленческих и организационных аспектов космической деятельности США в интересах национальной безопасности" (2001 г.) утверждается, что национальные интересы США требуют: использовать имеющийся космический потенциал для достижения целей в области внутреннего развития, экономики, международной деятельности и национальной безопасности, а также развивать и развертывать наступательные и оборонительные космические средства для защиты от враждебных актов, направленных против космических средств США и от использования космического пространства в целях, враждебных интересам США.
Комиссия рекомендует руководству страны, как можно раньше пересмотреть и одобрить национальную космическую политику, которая должна обеспечивать политическое руководство и координацию деятельности министерств и ведомств правительства США на следующих направлениях.
1.Использование космических систем для ускорения трансформации вооруженных сил США в современные силы, способные к оборонительным и наступательным действиям против растущих угроз, обращенных против национальной территории США, частей передового развертывания, союзников и интересов страны за рубежом и в космосе;
2. Разработка новейших методов сбора из космоса разведывательной информации, чтобы предоставлять президенту информацию, необходимую ему для руководства государством, кризисного управления и разрешения конфликтов в сложных условиях переменчивой международной обстановки;
3.Формирование национальной и международной правовой и нормативной базы космической деятельности для защиты национальных интересов США и обеспечения конкурентоспособности коммерческого сектора и эффективности гражданского космического сектора;
4.Создание и поддержание внутри правительственных структур обученного корпуса квалифицированных военных и гражданских специалистов в космической области.
Наряду с военными космическими программами военно-политическое руководство США уделяет первостепенное внимание и разработке новых средств выведения космических аппаратов на орбиту.
Продолжаются и работы по созданию новой космической транспортной системы, многоразовой транспортной космической системы второго поколения, которая должна будет заменить эксплуатирующуюся с 1981 г. систему "Спейс шаттл". Планами космического строительства предусматриваются работы по созданию новых более экономичных систем летательных аппаратов, в том числе воздушно-космического самолета, способного взлетать и производить посадку, как обычный самолет с использованием существующих аэродромов, многократно выходить на околоземную орбиту и возвращаться в атмосферу, имея при этом неограниченный выбор траекторий полета.
Важным направлением технологического развития считается создание систем, способных осуществлять подготовку и проведение так называемых информационных операций, а в перспективе и информационной войны. Получение и передача информации во времени, близком к реальному, для своих сил и нарушение функционирования информационных систем противника, лишение его способности получать реальную разведывательную информацию рассматриваются как новый эффективный способ ведения войны и победы в ней.
Все эти положения развиты и детализированы в новом концептуальном документе "Взгляд-2020".
Разработка американских спутников идет в направлении все большего стирания грани между их мирным и военным назначением. Спутники используются непосредственно для решения исследовательских задач военного характера. Однако, несмотря на декларируемую научную ориентацию таких работ, их суть состоит в разработке принципиально новых способов ведения боевых действий и сопряжена с далеко идущими военными и политическими целями.
В 2004–2008 гг.по проекту «Прометей» 337 млн $ бюджета отведено на девять «новых инициатив», а прогнозные расходы на них оценены в 4013 млн $. В разделе «Космическая наука» предусмотрено 279.2 млн $ на Инициативу по ядерным системам. Из этой суммы 186.6 млн $ пойдут на разработку энергетических и двигательных установок, а 92.6 млн $ – на начальный этап работ по головной автоматической межпланетной станции (АМС) с ядерным источником энергии мощностью до 250 кВт – космический атомоход
Разрабатываются очень дорогостоящие проекты запуска АМС с ядерными энергоисточниками и исследования Плутона, Урана, Нептуна, спутников Юпитера.
Основное отличие новой космической программы США заключается в том, что приоритет будет отдан полетам к другим планетам Солнечной системы, вместо запуска космических кораблей на околоземную орбиту. Космическая программа США на ближайшие десятилетия также предполагает:
- отказ от использования шаттлов к 2010 году (планируемая дата полета последнего шаттла – 31 мая 2010 г);
- создание нового типа пилотируемого космического корабля, который будет дешевле и надежнее шаттлов;
- завершение строительства международной космической станции. Однако к 2010 году НАСА выйдет из программы МКС, полностью выполнив все обязательства перед 15 странами-партнерами;
- не раньше 2015, но и не позже 2020 года США совершат вторую экспедицию на Луну, кроме того, на спутнике Земли будет построена постоянная база;
- после экспедиции на Луну, начнется подготовка к пилотируемой экспедиции на Марс.
Для развития космической программы Джордж Буш предложил увеличить финансирование НАСА на один миллиард долларов в год. Кроме того, президент планирует использовать на эти цели еще 11 миллиардов долларов ежегодно, которые будут перераспределены из бюджета НАСА от других проектов космического агентства. При этом участие США в программе МКС, а также ряде других научных проектов, будет сокращено.
Общая стоимость создания марсоходов и их пусков к Марсу обошлась для НАСА приблизительно в 800 млн. долларов (2004) [5].
Планировавшееся ранее осуществление в течение первого десятилетия XXI века очень амбициозной и сложной программы по бурению поверхности Красной планеты и доставке образцов марсианского грунта на Землю (первоначальные сроки реализации - 2003-2008 гг.) сегодня отодвигается в обозримое будущее. (2014 г) Стоимость проекта - в 1,3-2 млрд. долларов.
В 2009 г. предполагается в качестве подготовки к реализации проекта по доставке марсианского грунта осуществить пилотируемый полёт на Марс.
В Университете Техаса прорабатывается проект большого инфракрасного телескопа SAFIR, задачей которого будет исследование природы черных дыр и идентификация пребиологических молекул, имеющихся в областях формирования планет. В сообщении говорится, что обсерватория SAFIR может быть запущена уже в 2015 г
В Корнеллском университете идут проработки телескопа-интерферометра дальнего инфракрасного и субмиллиметрового диапазона FIR/SMM (Far-Infrared and Submillimeter Interferometer telescope). Широкоугольная съемка этим аппаратом дополнит исследования SAFIR; кроме того, будет проведено сканирование Галактики в дальнем ИК-диапазоне. Обсерватория будет искать самые первые звезды во Вселенной, исследовать звезды, которые образуются сегодня, и эволюцию их планетных систем.
Составной частью новой программы освоения космоса, объявленной в январе 2004 г. [6]. Президентом США Дж.Бушем, является поиск землеподобных планет и обитаемой зоны вблизи других звезд с использованием перспективных телескопов.
Правительство и инвестиционное сообщество должны быть чувствительными к коммерческим возможностям и проблемам космической отрасли. Полеты в космос представителей общественности могут в будущем стать жизнеспособным рынком. Они обеспечивают потенциал для увеличения спроса на запуски и повышения надежности запусков и их повторного осуществления. Более того, такие полеты могут вести к обретению рынка, который, в конечном счете, будет поддерживать стабильную индустрию космических перевозок 'полетами, проводимыми авиакомпаниями. Правительство могло бы содействовать этому путем разрешения НАСА перевозить частных лиц на космическом челночном корабле.
Особая «президентская комиссия» заявляет, что выполнение многих задач по освоению космического пространства должно быть передано в руки частного сектора для того, чтобы НАСА могло сосредоточить свои усилия на осуществлении пилотируемых полетов.
Президент Буш обнародовал инициативу возвращения американских астронавтов на Луну через 10-15 лет, с тем, чтобы оттуда они могли готовить экспедиции на Марс, создания на Луне постоянной станции.
В планы президента входит отправка на Луну к 2008-му году нескольких роботов, а к 2020-му году предполагается направить туда группу астронавтов для того, чтобы основать там передовой форпост для испытания технологий, необходимых для путешествия к Марсу. Первый пилотируемый полет на Марс предполагается осуществить через десять лет после этого.
По распоряжению президента, в январе была создана экспертная комиссия по выработке соответствующих рекомендаций. Одна из этих рекомендаций, продиктованная среди прочего бюджетными соображениями, заключается в привлечении к проекту частного сектора. НАСА, таким образом, высвободится из пут, связанных с запуском грузовых кораблей и автоматических спутников, и уделит все внимание пилотируемым полетам.
«Мы считаем, что НАСА должно сосредоточиться на этих очень трудных, очень рискованных и, видимо, нерентабельных проектах», - заметил председатель комиссии Пит Олдридж.
Олдридж уверен, что частный сектор способен стать локомотивом прогресса и в космической сфере. Согласно его рекомендациям, центральный аппарат НАСА должен значительно сократиться, а его региональные отделения переведены на баланс финансируемых государством исследовательских и опытно-конструкторских центров при университетах, общественных и коммерческих организациях.
НАСА уже финансирует одно такое учреждение “The Jet Propulsion Laboratory”в университете Калифорнии. Лаборатория конструирует роверы и осуществляет функциональный контроль их за действиями. В данный момент созданные в лаборатории роверы-марсоходы исследуют красную планету.
Но не всех прельщает перспектива коммерциализации космических исследований. Критики утверждают, например, что частные подрядчики НАСА несут известную ответственность за потерю космического корабля при его приближении к Марсу в 1999 году. Частные авиакосмические фирмы принимали также участие в эксплуатации и управлении полетом шаттла «Колумбия», сгоревшего при возвращении в плотные слои атмосферы. И неясно, найдут ли частные фирмы какую-то прибыль в работе с телескопом Хаббла, хотя ее научная ценность представляется несомненной.
Директор НАСА Шон О’Киф заявил, однако, что согласен со всеми рекомендациями президентской комиссии, заявив, что руководство начало активно реформировать агентство, чтобы выполнить задачи, поставленные президентом