Космiчна погода
Киiвський унiверситет культури
Чернiгiвський факультет менеджменту i бiзнесу
Космiчна погода
Реферат
З ОБЖД
Студентки 1 курсу
Групи Т тАУ 39
Жарскоi Свiтлани
Олександрiвни
Чернiгiв тАУ 2009
План
Вступ
1. Космiчна погода
2. Сонце
3. Радiацiя
4. Космос та людина
Висновки
Список використаних джерел
Вступ
У XX столiттi земна цивiлiзацiя непомiтно переступила в своiму розвитку дуже важливий рубiж. Техносфера тАФ область людськоi активностi тАФ розширилася далеко за межi меж природного мiсця iснування тАФ бiосфери. Ця експансiя носить як просторовий тАФ за рахунок освоiння космiчного простору, так i якiсний характер тАФ за рахунок активного використання нового вигляду енергii i електромагнiтних хвиль. Але все одно для iнопланетян, що дивляться на нас з далекоi зiрки, Земля залишаiться всього лише пiщинкою в океанi плазми, що заповнюi Сонячну систему i весь Всесвiт, i нашу стадiю розвитку можна порiвняти скорiше з першими кроками дитини, чим з досягненням зрiлостi. Новий свiт, що вiдкрився людству, не менш складний i, як, втiм, i на Землi, далеко не завжди дружнiй. При його освоiннi не обiйшлося без втрат i помилок, але ми поступово вчимося розпiзнавати новi небезпеки i долати iх.
1. Космiчна погода
"Космiчною погодою" або "погодою в космосi" називають сукупнiсть явищ, що вiдбуваються у верхнiх шарах земноi атмосфери. у iоносферi i навколоземному космiчному просторi.
Вперше поняття "Погода в космосi" ввiв чудовий радянський учений, учасник знаменитоi Папанiнськой епопеi, Герою Радянського Союзу, академiк РДвгенiй Костянтинович Федоров (1910тАУ1981).
Чому саме "погода"? Одна з причин маi чисто зовнiшнiй характер. У навколоземному просторi i i своi бурi, i шторми (магнiтнi i iоносфернi), i своi хмари (срiблястi, або мезосферниi), i свiй вiтер тАФ сонячний тАФ i навiть свiй дощ (так називають одне з явищ в полярнiй iоносферi). Всi атрибути погоди в наявностi.
Разом з цими чисто зовнiшнiми паралелями, i глибшi причини говорити про погоду в космосi. Рiч у тому, що сильна мiнливiсть обстановки в навколоземному космосi схожа на погоднi "капризи".
Для погоди в космосi, як i для погоди в звичайному розумiннi цього слова, характерне чергування спокiйних перiодiв (наприклад, мiнiмум циклу сонячноi активностi), якi можна порiвняти iз стiйкою погодою в хороше лiто, i перiодiв рiзкоi змiни обстановки (наприклад, пiд час високоi сонячноi активностi), якi навiвають аналогiю з нестiйкою осiнньою погодою.
Сама непостiйнiсть погодних явищ в навколоземному просторi схожа на земний: тут не буваi двох однакових днiв. РЖ як похмурий дощовий листопадовий день вiдрiзняiться вiд сонячного дня в травнi, так можуть бути несхожi i два днi з погляду космiчноi погоди. Скажiмо, сьогоднi в космосi все спокiйно. Немаi спалахiв на Сонце, "нормальний" сонячний вiтер, магнiтосфера нiчим не обурена, енергiйнi зарядженi частинки "замкнутi" в своiх радiацiйних поясах. Тихо i в приземному магнiтному полi, i в iоносферi. Але на Сонцi вiдбувся спалах. Вже через 8 хвилин вона торкнеться земноi iоносфери. У самiй нижнiй ii частинi (на висотах 50тАУ90 км.) вiдразу рiзко зростаi iонiзацiя тАФ що прийшло першим рентгенiвське випромiнювання спалаху "розбиваi" нейтральнi частинки на iони i електрони. Зростання концентрацii останнiх може бути таким сильним, що припиниться радiозв'язок в дiапазонi коротких хвиль (КВ) на всiй освiтленiй пiвкулi Землi. А через декiлька годинникiв в ii околицi прибудуть жорсткi протони. Магнiтне поле загородить ним шлях в среднеширотную атмосферу i скине протони, немов у воронку, в приполярну зону. Посилиться сонячний вiтер, чинячи тиск на магнiтосферу. З денного боку вона почне стискатися, стануть зближуватися i згинатися магнiтнi силовi лiнii. Застрибають в скаженому танцi стрiлки наземних вимiрникiв магнiтного поля тАФ магнiтометрiв, з радiацiйних поясiв поллються у верхню атмосферу полярних широт потоки енергiйних електронiв. Запалають в небi сполохи полярного сяйва, зменшиться кiлькiсть заряджених частинок в основнiй частинi iоносфери на висотах 200тАУ400 км., а значить, погiршають характеристики iоносферного "дзеркала". РЖ почнуться труднощi з радiозв'язком. Зробить свiй вплив i посилення ультрафiолетового випромiнювання Сонця: пiдвищиться температура i щiльнiсть атмосфери якраз на тих висотах (бiльше 150тАУ200 км.), де лiтають бiльшiсть штучних супутникiв. Ну, а це позначиться на характерi змiни iх орбiт. Космiчна негода може бути небезпечною для екiпажiв космiчних кораблiв i в деяких випадках для технологiчних систем на поверхнi Землi. Пiд час магнiтних бурь, викликаних могутнiми сонячними спалахами в серпнi 1982 року i в березнi 1989 року, спостерiгалися пошкодження трубопроводiв (iз-за напруги, що виникаi там, при рiзких змiнах магнiтного поля), виходи з ладу електричних енергосистем, а також вибухи трансформаторiв на телефонних пiдстанцiях.
2. Сонце
Сонце справдi i центром нашого свiту. Мiльярди рокiв воно утримуi планети бiля себе i обiгрiваi iх. Земля гостро вiдчуваi змiни сонячноi активностi, що виявляються в даний час головним чином у виглядi 11-рiчних циклiв. Пiд час сплескiв активностi, що частiшають в максимумах циклу, в коронi Сонця народжуються iнтенсивнi потоки рентгенiвського випромiнювання i енергiйних заряджених частинок тАФ сонячних космiчних променiв, а також вiдбуваються викиди величезних мас плазми i магнiтного поля.
Рентгенiвськi знiмки сонячноi корони, постiйно спостережуваноi супутником SOHO, пiсля сонячного спалаху покриваються численними бiлими крапками. РЗх поява викликана тим, що протони високоi енергii сонячних космiчних променiв проникають в радiоелектроннi системи космiчних апаратiв, у тому числi i в осередки ПЗС-МАТРРЖЦ, що формують зображення, викликаючи численнi збоi. Хоча магнiтосфера i атмосфера Землi досить надiйно захищають все живе вiд прямоi дii сонячних частинок i випромiнювань, багато створень рук людських, наприклад радiоелектронiка, авiацiйна i космiчна технiка, лiнii зв'язку i електропередач, трубопроводи, виявляються дуже чутливi до електромагнiтноi i корпускулярноi дii, що приходить з навколоземного космiчного простору. Ми вже розповiдали про те, яка влаштована магнiтосфера Землi i як навколоземний простiр реагуi на сонячну активнiсть (див. тАЮНаука i життятАЬ № 7, 2001 р.). Познайомимося тепер з найпрактичнiше важливими проявами сонячноi i геомагнiтноi активностi, часто званими тАЮкосмическая погодатАЬ.
3. Радiацiя
Мабуть, одним з найбiльш яскравих проявiв ворожостi космiчного простору до людини i його творiнь, окрiм, звичайно, майже повного за земними мiрками вакууму, i радiацiя тАФ електрони, протони i важчi ядра, розiгнанi до величезних швидкостей i здатнi руйнувати органiчнi i неорганiчнi молекули. Про шкоду, яку радiацiя наносить живим iстотам, добре вiдомо, але чимала доза опромiнювання (тобто кiлькiсть енергii, поглиненоi речовиною i що пiшла на його фiзичне i хiмiчне руйнування) може виводити з ладу i радiоелектроннi системи. Електронiка страждаi також i вiд тАЮединичных збоiвтАЬ, коли частинки особливо високоi енергii, проникаючи глибоко всередину електронноi мiкросхеми, змiнюють електричний стан ii елементiв, збиваючи елементи пам'ятi i викликаючи фальшивi спрацьовування. Чим складнiше i современнii мiкросхема, тим менше розмiри кожного елементу i тим бiльше вiрогiднiсть збоiв, якi можуть привести до ii неправильноi роботи i навiть до зупинки процесора. Ця ситуацiя по своiх наслiдках схожа з раптовим зависанням комп'ютера в розпал набору тексту, з тiiю лише рiзницею, що апаратура супутникiв, взагалi кажучи, призначена для автоматичноi роботи. Для виправлення помилки доводиться чекати наступного сеансу зв'язку iз Землею за умови, що супутник буде здатний вийти на зв'язок. Найглибше в магнiтосферу енергiйнi частинки проникають в приполярних районах, оскiльки частинки тут можуть велику частину шляху вiльно рухатися уздовж силових лiнiй, майже перпендикулярних до поверхнi Землi. Прiекваторiальниi райони захищенiшi: там геомагнiтне поле, майже паралельне земнiй поверхнi, змiнюi траiкторiю руху частинок на спiральну i вiдводить iх убiк. Тому траси польотiв, що проходять у високих широтах, значно небезпечнiшi з погляду радiацiйного ураження, чим нiзкоширотниi. Ця загроза вiдноситься не тiльки до космiчних апаратiв, але i до авiацii. На висотах 9тАУ11 кiлометрiв, де проходять бiльшiсть авiацiйних маршрутiв, загальний фон космiчноi радiацii вже настiльки великий, що рiчна доза, що отримуiться екiпажами, устаткуванням i пасажирами, що часто лiтають, повинна контролюватися за правилами, встановленими для радiацiйно небезпечних видiв дiяльностi. Надзвуковi пасажирськi лiтаки тАЮКонкордтАЬ, що пiднiмаються на ще бiльшi висоти, мають на борту лiчильники радiацii i зобов'язанi летiти, вiдхиляючись на пiвдень вiд найкоротшоi пiвнiчноi траси перельоту мiж РДвропою i Америкою, якщо поточний рiвень радiацii перевищуi безпечну величину. Проте пiсля найбiльш могутнiх сонячних спалахiв доза, отримана навiть протягом одного польоту на звичайному лiтаку може бути бiльше, нiж доза ста флюорографiчеськiх обстежень, що примушуi серйозно розглядати питання про повне припинення польотiв в такий час. На щастя, сплески сонячноi активностi подiбного рiвня реiструються рiдше, нiж один раз за сонячний цикл тАФ 11 рокiв.
4. Космос та людина
В цiлому ж вплив космiчноi погоди на наше життя можна, ймовiрно, визнати iстотним, але не катастрофiчним. Магнiтосфера i iоносфера Землi непогано захищають нас вiд космiчних погроз. У цьому сенсi цiкаво було б проаналiзувати iсторiю сонячноi активностi, намагаючись з'ясувати, що може чекати нас в майбутньому. По-перше, в даний час наголошуiться тенденцiя до збiльшення впливу сонячноi активностi, пов'язана з ослабленням нашого щита тАФ магнiтного поля Землi тАФ бiльш нiж на 10 вiдсоткiв за останнi пiвстолiття i одночасним подвоiнням магнiтного потоку Сонця, службовця основним посередником при передачi сонячнiй активностi. По-друге, аналiз сонячноi активностi за весь час спостережень сонячних плям (з початку XVII столiття) показуi, що сонячний цикл, в середньому рiвний 11 рокам, iснував не завжди. У другiй половинi XVII столiття, пiд час так званого мiнiмуму Маундера, сонячних плям практично не спостерiгалося протягом декiлькох десятилiть, що побiчно свiдчить i про мiнiмум геомагнiтноi активностi. Проте iдеальним для життя цей перiод назвати важко: вiн спiвпав з так званим малим льодовиковим перiодом тАФ роками аномально холодноi погоди в РДвропi. Випадково це збiг чи нi, сучаснiй науцi напевно невiдомо. У ранiшiй iсторii наголошувалися i перiоди аномально високiй сонячнiй активностi. Так, в деякi роки першого тисячолiття нашоi ери полярнi сяйва постiйно спостерiгалися в Пiвденнiй РДвропi, свiдчивши про частi магнiтнi бурi, а Сонце виглядало помутнiлим, можливо, iз-за наявностi на його поверхнi величезноi сонячноi плями або корональноi дiрки тАФ ще одного об'iкту, що викликаi пiдвищену геомагнiтну активнiсть. Почнися такий перiод безперервноi сонячноi активностi сьогоднi, зв'язок i транспорт, а з ними вся свiтова економiка опинилися б у важкому положеннi.
Висновки
Космiчна погода поступово займаi належне нею мiсце в нашiй свiдомостi. Як i у випадку iз звичайною погодою, ми хочемо знати, що нас чекаi i у далекому майбутньому, i в найближчий день. Для дослiджень Сонця, магнiтосфери i iоносфери Землi розгорнена мережа сонячних обсерваторiй i геофiзичних станцiй, а в навколоземному космосi парить цiла флотилiя науково-дослiдних супутникiв. ТРрунтуючись на спостереженнях, що приводяться ними, ученi попереджають нас про сонячнi спалахи i магнiтнi бурi.
Список використаних джерел
1. "Рассказ о космической погоде" С. И. Авдюшин, А. Д. Данилов, Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1993 г.
2. Космическая погода и наша жизнь. Б.М. Владимирский, Н.А. ТемурьВ. В.Шаронов. 2004г.
3. В.В. Шаронов. "Солнце и его наблюдение", Гостехиздат, Москва, 1998г.
4. Бон Засов А.В., Постнов К.А. ВлОбщая астрофизикаВ», 2006г.
5. С.Б. Даренко ВлКосмология и культураВ».2008г
Вместе с этим смотрят:
Aerospace industry in the Russian province
РЖсторiя ракетобудування Украiни
Авиационно-космические отрасли в российской провинции
Аналiз гiпотез виникнення Землi i Сонячноi системи
Антропний принцип у Всесвiтi