8 Июня 2019

Почему космические экспедиции важны для науки и человечества

Опубликовал Н.А. Рыков

Более 50 лет человеческой деятельности в космосе принесли общественные и научные блага, которые улучшают качество жизни на Земле.  Первые спутники, предназначенные для изучения космической среды и тестирования начальных возможностей на околоземной орбите, предоставили критически важные знания и возможности для развития спутниковой связи, глобального позиционирования и достижений в прогнозировании погоды. Исследование космоса положило начало экономическому развитию космоса, которое сегодня, год за годом, приносит высокую отдачу от вложенных средств в космос.  Проблемы освоения космоса породили новые научные и технические знания, присущие человечеству, что привело к лучшему пониманию нашей Вселенной и солнечной системы, в которой мы живем.  Знания в сочетании с изобретательностью предоставляют людям по всему миру решения, а также полезные товары и услуги.  Знания, полученные в результате освоения космоса, также открыли новые перспективы для нашего индивидуального и коллективного места во Вселенной.

Будущие цели исследования космоса требуют отправки людей и роботов за пределы низкой околоземной орбиты и обеспечения постоянного доступа к таким пунктам назначения, как Луна, астероиды и Марс.  Космические агентства, участвующие в Международной координационной группе по исследованию космоса (ISECG), обсуждают международный подход к достижению этих целей, задокументированный в Глобальной дорожной карте исследования ISECG.  Этот подход начинается с Международной космической станции (МКС) и ведет к полетам человека на поверхность Марса.

Использование взаимодополняющих возможностей, как людей, так и роботизированных систем позволит человечеству решить эту самую амбициозную задачу освоения космоса и повысить выгоды для общества.  Эти преимущества можно разделить на три основные области: наука и инновации;  культура и вдохновение;  и новые средства для решения глобальных проблем.

Наука и Инновации.  Существуют многочисленные случаи социальных выгод, связанных с новыми знаниями и технологиями в области освоения космоса.  Исследование космоса внесло свой вклад во многие аспекты повседневной жизни: от солнечных батарей до имплантируемых кардиомониторов, от лечения рака до легких материалов, от систем очистки воды до усовершенствованных вычислительных систем и глобальной поисково-спасательной системы.  Достижение амбициозных будущих целей в области разведки, как указано выше, еще больше расширит экономическую значимость космоса.  Освоение космоса будет и впредь играть важную роль в открытии новых областей науки и техники, побуждая другие сектора к партнерству с космическим сектором для совместных исследований и разработок.  Это принесет немедленные выгоды обратно на Землю в таких областях, как материалы, производство электроэнергии и хранение энергии, переработка и утилизация отходов, передовая робототехника, здравоохранение и медицина, транспорт, инженерия, вычислительная техника и программное обеспечение.  Кроме того, инновации, необходимые для освоения космоса, например, связанные с миниатюризацией, будут способствовать совершенствованию других космических систем и служб, что приведет к повышению производительности и снижению затрат.  Это, в свою очередь, приведет к улучшению обслуживания на Земле и лучшему возвращению инвестиций в институциональную и коммерческую космическую деятельность.  Кроме того, волнение, вызванное освоением космоса, привлекает молодых людей к карьере в науке, технике, инженерии и математике, помогая создать глобальный потенциал для научно-технических инноваций.

Культура и вдохновение.  Исследование космоса предлагает уникальный и развивающийся взгляд на место человечества во Вселенной, которая является общей для всех. Каждый день миссии по исследованию космоса удовлетворяют любопытство людей, собирая свежие данные о Солнечной системе, которые приближают нас к ответам на глубокие вопросы, которые задавались на протяжении тысячелетий: какова природа Вселенной?  Связана ли судьба человечества с Землей?  Мы и наша планета уникальны?  Есть ли жизнь где-нибудь еще во Вселенной?

Новые средства для решения глобальных проблем.  Партнерство и возможности, развиваемые в результате освоения космоса, создают новые возможности для решения глобальных проблем.  Исследование космоса - это глобальное начинание, способствующее доверию и дипломатии между народами.  Расширенные возможности глобального партнерства и разведки могут помочь повысить международную готовность к защите Земли от таких катастрофических явлений, как удары астероидов, совместные исследования космической погоды и защита космических аппаратов путем разработки новых средств для удаления космического мусора.  Знания, полученные в результате освоения космоса, могут также способствовать осуществлению политики экологически устойчивого развития.

Таким образом, космические ученые и инженеры, преодолевшие прошлые испытания, не могли бы предсказать все способы использования их инноваций на Земле.  Хотя точная природа будущих выгод от освоения космоса непредсказуема, современные тенденции показывают, что значительные выгоды могут быть получены в таких областях, как новые материалы, здравоохранение и медицина, транспорт и компьютерные технологии.  Новые возможности для создания рабочих мест и экономического роста создаются частными предприятиями, которые все чаще вкладывают средства в освоение космоса и ищут способы сделать освоение космоса более доступным и надежным и, следовательно, более устойчивым и прибыльным.

На Земле нет деятельности, которая бы соответствовала уникальным задачам освоения космоса.  Первые пятьдесят лет космической деятельности принесли пользу людям во всем мире.  Этот прошлый отчет дает веские основания для уверенности в том, что возобновление инвестиций в освоение космоса окажет аналогичное положительное влияние на будущие поколения.

С первых дней космических полетов стало очевидно, что освоение космоса является эффективным двигателем фундаментальной науки и техники.  Новые вызовы требовали новых подходов.  Стоимость запусков побудила дизайнеров сделать компьютеры космических кораблей легче, меньше и с максимальной производительностью и надежностью.  Солнечные элементы, батареи и топливные элементы были обусловлены космическими потребностями и принесли пользу многим секторам на Земле.  Первые спутники, предназначенные для изучения космической среды и проверки начальных возможностей на околоземной орбите, дали критически важные знания для развития космической связи, глобального позиционирования и достижений в прогнозировании погоды.  Ранние миссии также сформировали технологическую основу для передовых космических исследований, позволив осуществить первые полеты роботов и людей на Луну, а также высокоэффективные планетарные космические корабли и космические станции с экипажем на орбите.

Со временем правительства во всем мире все активнее сотрудничали в проведении сложных космических миссий, демонстрируя мощь международных партнерских отношений для усиления достижений в космосе.

Успех был впечатляющим, и космические системы продолжают стимулировать инновации, поддерживать науку мирового уровня, предоставлять жизненно важные услуги и являются частью повседневной жизни простых граждан.  Космические системы, ориентированные на обслуживание, являются сегодня подавляющей частью космической деятельности.  Кроме того, наследие этих исторических усилий по развитию сложных и полезных возможностей и партнерских отношений очевидно в сегодняшних программах исследования, таких как Международная космическая станция (МКС), которая продолжает приносить значительные выгоды человечеству.  МКС поддерживает исследования в области естественных и физических наук, а также продвигает исследования и технологии для решения проблем, связанных с длительными полетами человека в космос, которые имеют множество применений на Земле.

Будущие цели исследования космоса требуют отправки людей и роботов за пределы низкой околоземной орбиты (LEO) и обеспечения постоянного доступа к местам исследования космоса, таким как Луна, астероиды и Марс.  Космические агентства, участвующие в Международной координационной группе по исследованию космоса (ISECG), обсуждают международный подход к достижению этих целей, задокументированный в Глобальной дорожной карте исследования ISECG, который начинается с МКС и продвигает скоординированные исследования человека и роботов, ведя, среди прочего,  к человеческим миссиям на поверхности Марса.

Достижение этих амбициозных целей в области разведки требует от исследователей преодоления новых трудностей и развития скоординированных возможностей для исследования людей и роботов.  Как было показано в прошлом, развертывание уникальных и взаимодополняющих возможностей, как людей, так и роботизированных космических систем не только необходимо для исследования солнечной системы, но также обещает расширить многие преимущества, предоставляемые людям на Земле.

Хотя первые ученые и инженеры из области космологии ожидали, что освоение космоса окажет положительное влияние на человечество, они не могли предвидеть всех конкретных социальных и экономических выгод, которые вытекают из их работы.  Также и нынешнее поколение не может предсказать подробно, какие выгоды в конечном итоге появятся в результате экспедиций. Непредвиденные положительные результаты последних пяти десятилетий указывают на большой потенциал для освоения космоса, чтобы продолжать производить широкий спектр приложений и знаний, которые будут расширять экономику, основанную на космосе, еще дальше.

Достижения в Науке и Технологиях

Задача освоения космоса побуждает к постоянным усилиям по разработке все более эффективных, надежных и эффективных систем, требующих максимальной изобретательности.

Преодоление проблем работы в космосе привело ко многим технологическим и научным достижениям, которые принесли пользу обществу на Земле в таких областях, как здравоохранение и медицина, транспорт, общественная безопасность, товары общественного потребления, энергетика и окружающая среда, информационные технологии и производительность в промышленности.

Более широкий список технологических преимуществ включает усовершенствованные солнечные панели, имплантируемые кардиомониторы, легкую противораковую терапию, аккумуляторные инструменты, легкие высокотемпературные сплавы, используемые в турбинах реактивных двигателей, камеры, используемые в современных сотовых телефонах, компактную очистку воды,  системы, глобальные поисково-спасательные системы и биомедицинские технологии.

Научные исследования, основанные на данных из космоса, также ведут к открытиям с пользой для жизни на Земле.  Текущие исследования в космической среде МКС - в таких областях, как физиология человека, биология растений, материаловедение и фундаментальная физика - продолжают привносить понимание, которое приносит пользу обществу.  Например, исследования реакции человеческого организма на длительные периоды в условиях микрогравитации на МКС улучшают наше понимание процесса старения.  Фундаментальные научные исследования окружающей среды Марса, ее эволюции и современного состояния представляют важные ориентиры эволюции планет земной группы и, следовательно, предоставляют модель, которая, по мнению некоторых ученых, поможет нашему растущему пониманию процессов изменения климата на Земле.

Заключение

Космические экспедиции принесли человечеству впечатляющие результаты.  В этой статье собраны многочисленные свидетельства таких преимуществ в нескольких ключевых наблюдениях о способности будущих космических исследований вносить вклад в инновации, культуру и вдохновение, а также в новые средства для решения глобальных проблем.

Исследование космоса привело к научно-техническим инновациям, которые приносят пользу людям во всем мире каждый день.  Отправка людей и роботов в космос создает проблемы, которые преодолеваются только предельной изобретательностью;  это приводит к новым знаниям и техническим инновациям, которые используются на Земле способами, которые могут быть драматичными и непредсказуемыми.

На Земле нет такой деятельности, которая бы соответствовала уникальным задачам освоения космоса.  Первые 50 лет космической деятельности принесли пользу людям во всем мире.  Этот прошлый отчет дает веские основания для уверенности в том, что возобновление инвестиций в освоение космоса окажет аналогичное положительное влияние на будущие поколения.