CC BY
181
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Социально-экономические и гуманитарные науки
УДК 629.783
Н. Е. Садонин, Н. В. Сушкевич Научный руководитель - А. А. Шагапов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
КОСМИЧЕСКИЙ МУСОР И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Рассказано о таком вредном воздействующем на комический аппарат факторе, как космический мусор. Рассмотрены виды космического мусора, причины его возникновения и последствия воздействия на комический аппарат.
На кафедре систем автоматического управления СибГАУ осуществляется обучение студентов-бакалавров направления подготовки 161100.62 Системы управления движением и навигация и студентов-специалистов по специальности 161101.65 Системы управления летательными аппаратами. Необходимые профессиональные компетенции в области испытательно-эксплуатационной деятельности студенты получают при изучении следующих дисциплин профессионального цикла: «Основы моделирования и испытания приборов и систем» и «Эксплуатация и испытания систем управления летательных аппаратов».
В результате изучения этих дисциплин студенты, в частности, должны знать опасные и вредные воздействующие факторы и их влияние на человека, технику и окружающую среду, и способы защиты от них.
К одному из наиболее распространенных классов вредных воздействующих факторов относится класс механических факторов, который в свою очередь включает в себя следующие группы воздействий: колебания, удар, постоянное ускорение, механическое давление, сила, момент. Из этих групп для космических аппаратов (КА) следует выделить ударные воздействия, которым может быть подвергнут КА в любой момент периода своего активного существования. Такие ударные воздействия на КА оказывает космический мусор, орбиты обращения которого вокруг Земли могут пересекаться с рабочими орбитами космических аппаратов, поэтому мусор представляет опасность для околоземных космических аппаратов.
Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные материалы (ядерные, токсичные и т. п.), объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли -при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении в виде обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п. [1].
В некоторых источниках, например в [2], к космическому мусору относят также объекты природного происхождения. Тогда весь космический мусор мож-
но разбить на две большие группы: космический мусор природного происхождения (астероиды, кометы, метеориты и др.); космический мусор искусственного происхождения (отработавшие ресурс КА, ступени ракет и разгонные блоки, обломки КА, «потерянные» детали и инструменты, микрочастицы металла, краски и пр.).
Как уже было сказано, основу мусора составляют отработавшие спутники и ступени ракет-носителей, но постепенно увеличивается число их обломков, образовавшихся в ходе столкновений. Например, 10 февраля 2009 года в космосе на высоте около 790 километров над северной частью Сибири столкнулись два искусственных спутника. Спутник связи «Космос-2251», запущенный в 1993 году и выведенный из эксплуатации, столкнулся с коммерческим спутником американской компании спутниковой связи Иридиум. В результате столкновения образовалось около 600 обломков, большая часть которых останется на прежней орбите [3].
Наибольшую часть из космического мусора составляет мелкий мусор - пыль сгоревшего топлива, хлопья краски и т. п. Казалось бы, что значительный урон КА могут нанести только крупные объекты. Но поскольку все эти пылинки, частицы, кусочки и мёртвые спутники летят с сумасшедшими скоростями, то при ударе они способны натворить много бед. При скорости 10 км/с частица диаметром 0,5 мм пробивает многослойный скафандр. На такой скорости осколки прошивают алюминиевые листы в 10 раз толще их диаметра.
От мелкого мусора космические аппараты защищают специальными щитами, тогда как от крупных (более 10 см) объектов защиты нет. Но самое главное - почти невидимый рукотворный метеорит выбивает из мишени буквально облако частиц, в 200-1000 раз превосходящее его по массе. Таким образом, происходит нечто, напоминающее цепную реакцию: мусор лавинообразно размножается! Начиная с какого-то момента (часть специалистов считает, что он уже наступил) количество мусора начнет расти экспоненциально даже без новых запусков космических аппаратов.
Впервые о масштабном загрязнении космоса ученые заговорили в 1980-х, когда концентрация мусора на орбите Земли достигла такой плотности, что баллистикам требовалось хорошенько поработать, чтобы безопасно разместить среди него тот или иной спутник. В последнее десятилетие ситуация только ухуд-
Секция «Инновационные и здоровьесберегающие технологии в современном образовании»
шилась. «Количество мусора в околоземном пространстве столь велико, что это создает реальную опасность для работающих там автоматических станций. В ближайшем будущем сложности будут нарастать как снежный ком», - полагает старший научный сотрудник НИИ астрономии РАН Александр Багров. Основания для этого у него весьма серьезные.
И хотя вероятность вывода из строя орбитальных спутников космическим мусором все еще крайне мала, неприятные инциденты уже были, в том числе с пассажирскими космическими кораблями и орбитальными станциями. В 1983 году экипаж печально знаменитого шаттла Challenger обнаружил на лобовом стекле своего корабля небольшой след от соударения с посторонним предметом. Кратер был всего 2,5 мм в глубину и столько же в ширину, но заставил сильно поволноваться инженеров NASA. После приземления корабля специалисты тщательно осмотрели повреждения и пришли к выводу, что причиной соударения стала микрочастичка краски, отслоившаяся от какого-то другого космического аппарата. Пострадала от космического мусора и советская орбитальная станция «Салют-7», поверхность которой была буквально испещрена микроскопическими кратерами от соударения с частицами мусора. Чтобы предотвратить возможность подобных инцидентов в дальнейшем, стан-
ция «Мир» и пришедшая ей на смену МКС были оснащены экранами, защищавшими обитаемые модули от соударений с мелким мусором.
Таким образом, специалисты, занимающиеся разработкой и эксплуатацией космических аппаратов, должны знать о происхождении космического мусора, его влиянии на космический аппарат и уметь принимать необходимые меры по защите КА.
Библиографические ссылки
1. Космический мусор [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/ wiki/%D0%9A%D0%BE% D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81 %D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D1%83%D1 %81%D0%BE%D1%80 (дата обращения: 17.04.2014).
2. Вокруг Земли растёт «мусорный пояс» [Электронный ресурс]. URL: http://nat-geo.ru/article/4472-vokrug-zemli-rast-t-musornyiy-poyas/ (дата обращения: 17.04.2014).
3. Над Сибирью столкнулись российский и американский спутники [Электронный ресурс]. URL: http://lenta.ru/news/2009/02/12/collision/ (дата обращения: 19.04.2014).
© Садонин Н. Е., Сушкевич Н. В., 2014
УДК 371
Н. С. Сенюшкин
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
ИЗУЧЕНИЕ РОБОТОТЕХНИКИ В ШКОЛЕ - ПУТЬ ИНТЕГРАЦИИ В ИНЖЕНЕРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Предложен подход к интеграции школьного и вузовского образования, а так же повышения качества профессиональной ориентации молодежи, путем изучения в школе робототехники, как квинтенсеции естественнонаучных и прикладных дисциплин основных дисциплин.
Сложность современной техники и промышленного оборудования создает особые требования к подготовки специалистов. Однако в данный момент в России наблюдается падения престижа инженерного образования и как следствие нехватка молодых квалифицированных инженерных кадров, что может стать фактором, что приведет к снижению скорости экономического роста государства, темпах прироста ВВП и т. п. Ведущую роль в появлении такой ситуации играет масс-медиа и отсутствие технических клубов для школьников. В последнее время наметился рост спортивных секций, он безусловно повышает качество молодежного контингента, но не решает проблему не желанием выпускников школ идти в инженеры.
Форма проведения школьных занятий, которая привычна и удобна учителям (требует минимальной подготовки), такая как классический урок-лекция редко бывает, интересна и увлекательна, особенно по сложным предметам типа физики, математики и информатики, что безусловно снижает ее эффективность.
Очевидно, что привлечение школьников к занятиям должно проходить путем поощрения, а значит тут самый востребованный метод - увлечь! Предлагаемый нами путь - изучение робототехники, интересен тем, что находясь на пересечении различных дисциплин, включает в себя все самое интересное, а главное наглядное, от каждой из них. А самое главное - занятия робототехникой позволяют раскрыть творческий потенциал школьников, развить талант, научиться работать в команде над собственным реальным проектом, результат которого можно проверить в деле в обозримой перспективе.
Организуя изучения робототехники в школе, технический вуз в рамках клубной работы с потенциальными абитуриентами повышает их лояльность и свою привлекательность для них. Школьники заранее входят в рабочий контакт с вузом и узнают его изнутри, повышая свое доверие к нему. При необходимости реализуемый университетом курс может быть адаптирован для профильной подготовки учащихся в классах физико-математического и информационно- технологического профилей, также он может быть
