Ғылыми жұмыс Ғаламдағы ғарыш қалдықтарын жинаудың инновациялық технологиялары

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ

Ғылыми жоба тақырыбы:

ҒАЛАМДАҒЫ ҒАРЫШ ҚАЛДЫҚТАРЫН ЖИНАУДЫҢ ИННОВАЦИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ

Авторы: Жаксан Ақжарқын Шермаханбетқызы

Ғылыми жетекшісі:

Жоба жоспары:

І. Кіріспе

ІІ. Негізгі бөлім

2.1 Ғаламдағы ғарыштық кеңістік

2.2 Озық соңғы технологиялардың ғарышқа зияны

ІІІ. Практикалық бөлім

3.1 Ғаламдағы ғарыш қалдықтарын жинаудың инновациялық технологиялары

ІҮ. Қорытынды

Ү.Қолданылған әдебиеттер тізімі

Аңдатпа

Ғарыштық қалдықтар - ғарыштағы жасанды объектілері мен олардың фрагменттерін айтамыз. Олар ешқандай қызмет атқара алмайды және пайдалы мақсаттарға қолданыла алмайды, алайда осы қалдықтар жұмыс істейтін және басқарылатын ғарыш аппараттарына, кемелеріне қауіпті әсер ете алатын фактор болып табылады.

Кейбір жағдайларда, осындай қалдықтар ауданы үлкен болса немесе олардың құрамында зиянды заттар (токсиндер, ядролық заттар немесе қоспалар т.б) болса, онда олар Жерге тікелей қауіп төндіруі мүмкін – олардың бақыланбай орбитадан шығуы немесе Жер атмосферасының қалың қабаттарынан өтуі кезінде толық жанып үлгермеуі, елді - мекендерге, өндіріс объектілеріне, транспорттық коммуникацияларға т.б кері әсер етуі мүмкін.

Аннотация

Космические отходы - это искусственные объекты в космосе и их фрагменты. Они не могут выполнять никакой функции и использоваться для полезных целей, однако эти отходы являются фактором, который может оказывать опасное воздействие на работающие и управляемые космические аппараты, корабли.

В некоторых случаях, если такие отходы имеют большую площадь или содержат вредные вещества (токсины, ядерные вещества или примеси и т.д.), то они могут представлять прямую угрозу для Земли – не успевают полностью сгореть при выходе их с неконтролируемой орбиты или прохождении толстых слоев земной атмосферы, могут негативно повлиять на населенные пункты, объекты производства, транспортные коммуникации и т.д.

Annotation

Cosmic waste-we mean artificial objects and their fragments in space. They cannot perform any function or be used for useful purposes, but these wastes are a factor that can have a dangerous impact on operating and manned spacecraft, ships.

In some cases, if the area of such waste is large or contains harmful substances (toxins, nuclear substances or impurities, etc.), they can pose a direct threat to the Earth – their uncontrolled exit from orbit or failure to fully ignite during the passage of thick layers of the Earth's atmosphere, have a negative impact on settlements, production facilities, transport communications, etc.

Жобаның мақсаты: Ғаламдағы ғарыш қалдықтарын жинаудың инновациялық технологиялары жайлы оқу мен дәріптеу және насихаттау.

Жобаның міндеттері:

Ғаламдағы ғарыш қалдықтарын жинаудың инновациялық технологиялары туралы оқушылардың танымдық білімдерін қалыптастыру;

Адамзатқа ғарыштың қаншалықты құндылық екендігін дәріптеу;

Жоба өзектілігі: Ғаламдағы ғарыш қалдықтарын жинаудың инновациялық технологияларын танымдық тұрғыдан зерттеу.

Ғылыми жобаның деректік негізі: ғылыми жұмысты жазу барысында осы уақытқа дейін ғылыми айналымға тартылмай келген баспа сөз материалдары мен тарихи түрлі әдебиеттер, ғылыми зерттеулердің мәліметтері сұрыпталып алынды.

Зерттеудің болжамы: Зерттеу жұмысы ғарыш әлемі және ғарыш қалдықтары туралы танымдық еңбектері арқылы оқушылардың өзін өзі тәрбиелеуі және зияткер ұрпақтың қалыптасуына тарихи көмек.

Зерттеудің кезеңдері: Зерттеу жұмысының мақсаты мен тақырып ерекшелігіне байланысты әдеби-тарихи, жүйелі-сипаттамалық, баяндау, салыстырмалы талдау мен жинақтау, жүйелеу және оны түсіндіру әдістері қолданылды.

Ғылыми жобaның ғылыми жaңaлығы: Ғаламдағы ғарыш қалдықтарын жинаудың инновациялық технологияларын танымдық тұрғыдан зерттелуі және ғарыш қалдықтарын шешудегі нақты шешімдердің көрінісі.

І. Кіріспе

Ғарыш - ғаламның астрономиялық анықтамасының синонимі.Кейде ғарыш ұғымына Жер және оның атмосферасы енбей қалады. Ғарыш жер төңірегіндегі кеңістікті қамтитын (ондағы нысандарды қоса) жақын Ғарыш және жұлдыздар мен галактикалар, т.б. кеңістігін қамтитын (ондағы нысандарды қоса) алыс ғарыш болып ажыратылады

ІІ. Негізгі бөлім

2.1 Ғаламдағы ғарыштық кеңістік

Ғарыш - ғаламның астрономиялық анықтамасының синонимі.Кейде ғарыш ұғымына Жер және оның атмосферасы енбей қалады. Ғарыш жер төңірегіндегі кеңістікті қамтитын (ондағы нысандарды қоса) жақын Ғарыш және жұлдыздар мен галактикалар,т.б. кеңістігін қамтитын (ондағы нысандарды қоса) алыс Ғарыш болып ажыратылады. Дүние жүзінде алғаш рет ғарышты зерттейтін Жердің жасанды серігі 1957 жылы 7 қазанда аспан кеңестігіне шығарылды. Осы уақыттан бастап адамзат ғарыш кеңістігін зерттей бастады. Ал қазіргі уақытта жерді айнала жүздеген Жердің жасанды серіктері ұшып жүр. Олар арқылы радио мен теледидар хабарлары тезарада дүние жүзіне таратылады. Жердің жасанды серіктері арқылы ауа райын дұрыс және дәл болжауға мүмкіндік туды.Теңізде жүзген кемелер мен ұшақтар бағытын бұрын жұлдыздарға немесе Күн мен Айға қарап болжайтын болса, қазір бұл Жердің жасанды серіктерінің көмегімен жүзеге асады.

Ғарыш айлағы - ғарыштық ұшу аппараттарын құрастыру, дайындау, олардың ұшуын жүзеге асыруды қамтамасыз ететін, инженерлік қондырғылармен және радиотехникалық заттармен жабдықталған кешен, аумақ.

Ғарыш алаңы, космодром — ғарыштық аппараттарды (ҒА) құрастыруға, сынауға және ұшыруға арналған ғимараттар мен техникалық құралдар орналасқан жер. Ғарыш алаңының басты нысандарына: технологиялық позиция, старттық жөне командалық өлшеу кешен-дері жатады. Әр нысан күрделі жабдықтар кешені мен олар орналасқан күрылыстардан тұрады. Ғарыш алаңының жабдыктары арнайы технологиялық және жалпы технологиялық жабдықтарға ажыратылады. Ракета тасыгыш (РТ) пен ғарыштык аппаратты (ҒА) тасымалдауға, күрастыруға, сынауға, үшыру жүйесіне орнатуға, жанар май қүйып, үшұға дайындайтын және үшұды басқаратын жабдықтар арнайы технологиялық жабдықтарға жатады. Ал электр энергиясын беретін, жарықгандыру, жылыту, желдету, өрт сөндіру, гермети-каландыру, байланыс жүйесі, сумен жабдықтау, лифт, қашықтан автоматты басқару жүйелері жалпы техникалық жабдықтар тобына енеді. Техникалық позиция жалпы техника арнайы технологиялық жабдықтар орналасқан және РТ мен ҒА-ны тасымаддап әкелуге арналған жолы бар алаңнан, оларды қабылдауға, сақтауға, құрастыруға, сынауға арналған кешеннен тұрады. Сонымен қатар қүрастыру-сынау корпусы, қосалқы трансформатор стансасы, қызмет үйлері, т.б. болады. Старттық кешен ҒА-ны старттық алаңға жеткізуге, үшырғыш жүйеге орнату, сынау, жанар май қүю, үшатын бағытқа бағдарлау және үшыру процестерін іске асыратын арнайы технологиялық және жалпы техникалық жабдықтар орналасқан кешеннен және алаңнан қүралады. Старттық кешендегі арнайы технологиялық жабдықтар жылжымалы немесе орнықты болып бөлінеді. Орнықты старттық кешен қүрамында үшыру қүрылыстары, жайқайтарғыш жүйе, жылжымалы мүнара қозғалатын рельстік жол, командалық пункт, РТ-ға жанар май қүю жабдықтары, трансформатор стансасы., тоңазытқыш қондырғысы, градирня және бүркуіш бассейн, өрт сөндіруге арналған су резервуары, әкімшілік және қызмет үйлері, т.б. болады. Командалық өлшеу кешені РТ-ның траекториясын аныктау, ҒА бортындағы қызмет жүйелерін іске қосу бүйрыкгарын беру, телеметриялык. ақпарат қабылдау, ғарышкерлермен байланыс жасау, теледидарлық кескін кабылдау және оны теледидарлық жүйемен тарату жұмыстарын орындайды.Сонымен катар ол траекториялық өлшеулерді үйлестіру-есептеу орталығына беріп отырады. Командалық өлшеу кешенінің күрамында радио-телеметриялық стансасы, радиоқабылдағыш және таратқыш кұрылғылар, антенналык. қондырғылар, кабыдданған ақпараттарды автоматты түрде өңдейтін компьютерлер, уақыт қызметі, байланыс қүралдары, т.б. болады. Дүние жүзіндегі аса ірі ғарыш алаңдары Қазақстанда (Байқоңыр) және АҚШ-та (Шығыс сынақ полигоны, Флорида штаты) орналасқан. Байқоңыр Ғарыштардың ең алғашқысы. Оның жасанды серігі (4.10. 1957) және дүние жүзіндегі түнғыш ғарышкер Ю.А. Гагарин (12.4.1961) ғарышқа үшты. Ғарыштық аппараттар, сондай-ақ Капустин Яр, Плесецк (Ресей), Батыс сы-нақ полигоны, Уоллопс, Атлантис (АҚШ), Куру (Франция), Утиноура, Танегасима (Жапония), Чанчэнцзе (ҚХР), Сан-Марко (Италия), Шри-харикота (Үндістан) Ғ. а-тарынан да үшырылады.С. Сүйменбаев ғарышкер, астронавт, космонавт ғарышқа ұшу кезінде ғарыштық техниканы сынақтан еткізетін әрі оны пайдаланатын адам; адамның ғарышқа ұшуынан кейін (1961) пайда болған мамандық. Алғашқы Ғарышкелер әскери үшкыштар мен ұшқыш-сынактар қатарынан таңдалып алынды. Өйткені ғарышқа ұшуға кажетті қасиеттер (үшу шеберлігінің жоғары деңгейде болуы, апатқа үшырау жағдайында жылдам шешім кдбылдауы, шу, діріл, үдеу, т.б. әр түрлі факторларға төзімді болуы, бақылау жүмыстарын жүргізіп, оны қорытындылай білуі, т.б.) осындай мамандықка лайықты еді. Кейінірек КСРО-да да, АК-та да ғарыштык кеме экипажына қажетті арнайы білімі бар инженерлер мен ғалымдарды қоса бастады. Ғарышкерлерді дайындау ісі КСРО-да 1960 ж., АКДІ-та "Меркурий" ғарыштық кемесінде үшуға арналып 1959 ж., ал "Джемини" мен "Аполло" ғарыштык, кемелеріне арналып 1962 ж. жүргізіле басталды. Түңғыш ғарышкер Ю.А. Гагариннен (1961) бастап ға-рышқа 300-ден астам адам ұшты. Олардың ішінде қазақ, Ғарышкерлері де Т.О. Әубәкіров (1991), Т.А. Мұсабаев та бар (1994, 1998, 2001).

2.2 Озық соңғы технологиялардың ғарышқа зияны

1-тәжірбие

Жер бетінде инновациялық технологиялардың дамығаны соншалықты, ақшалы қалталы азаматтар ғарыштан түрлі үйлер жасатып, болашақта сол жаққа барып тұру ойлары бар екен. Міне қызық осы ғылыми жобаны зерттеу барысында ғаламдағы адамдар жер бетін құртып, енді ғарыштыда игеріп сол жаққада мекен етпекші. Бұл дегеніміз ғасыр мен технология дамығанымен адамзатқа үлкен қауіп төңдіреді. Себебі адамдар жүрген жерінде міндетті түрде қалдық шығарады. Ал әлемнің кеңістіктегі тепе-теңдігі бұзылса жер бетіне ғарыштан келер үлкен қауіптер бар деп айтқым келеді. Әрине қазіргі таңда үлкен ғалымдар осы орайда түрлі зерттеулер жүргізу үстінде, және оның қаншалықты зиян екендігін білседе ғарышты игеріп адамдарды мекен еткізбекші ойлары бар.

2-тәжірбие инновациялық технологиялар мен жасанды интеллект Дамыған заманда ғарышты 1000 пайыз игергісі келетін ғалымдар жеткілікті. Ғарышты түрлі мақсатта пайдаланып қаржы тауып, оны бизнеске айналдырғысы келетіндерде көп. Бірақ жалпы адамзат жер бетінде ғана тіршілік ету керек деген ойға қазіргі таңда ғалымдар арасында екі ой бар. Бір жақ ғалымдар қарсы болса, екінші ғалымдар болашақта жер беті жоғалса ғарышта мекен етуге болады деген болжам ойлары бар. Бірақ ғарышты терең қазбалау және адамзат аяғын жайлап ғарышқа жеткізу қауіпті

Ғарышта қазіргі таңда дамыған елдер көптеген қонақүйлер мен демалыс үйлерін салу үстінде

Бұндай ғарыштағы мекендер ғарышты қалдықтарға батырады деп ойлаймын.

Жалпы ғарыштағы болашақ үйлердің инновациялық үлгілері.

Ғарышты терең зерттеу адамзат үшін қауіпті. Және ғарыш қалдықтарының жиналу қауіпі бар. Ол қалдықтар жиналып тасқа айналып жер бетіне түссе түрлі кесірі болады жер шары үшін.

3.1 Ғаламдағы ғарыш қалдықтарын жинаудың инновациялық технологиялары

Ғалымдар соңғы жылдары ғарыштағы металл қалдықтарынан пайда болған қоқыстарды жою мәселесіне бас қатырып келеді. Егер ғарышты ол қоқыстардан тазартпаса, бұл саланың дамуына едәуір кедергі келтірмек.

Әр елдің ғалымдары мен зерттеушілері ғарышты қоқыстан тазартудың түрлі жолдарын қарастырып келеді. Қолға алынғалы жатқан жобалар да аз емес. Ғалымдар бірауыздан мақұлдап, тиімді саналатын жоба әлі әзірлене қойған жоқ.

Жапондар ғарыштағы жер серіктерінің маңына 2023 жылы арнайы радар орнатпақ. Радар ғарыштағы қоқыстың жапон жер серігіне қаншалықты қауіпті екенін анықтайтын болады. Сол арқылы жер серіктің бағытын өзгертіп, қауіптің алдын алатын болады. Жапондар бұл радарды ғарыштағы қоқысты жояу мақсатында да пайдалануды жоспарлауда.

Бүгінде ғарышқа ұшырылған аппараттардың 90 %-дан астамы жарамсыз қалған. Олар: істен шыққан ғарыш станциялары, зымыран бөлшектері, астронавт құралдары, т.б.

Ғарышты ең көп ластайтын елдер

Зерттеушілер дерегі бойынша, ғарыштағы қоқыстар тапанша оғынан он есе қатты жылдамдықпен қозғалады. Бұл дегеніміз – ғарышты зерттеу аппараттарының істен шығуына бірден-бір себепкер болады.

Нидерланд суретшісі Даан Роозегаарде дизайнер және инженерлер мамандардан құралған командасымен ғарышты қоқыстан тазартудың 5 жолын жасап шыққан. Бұл әдістер мәселені шеше қояр ма екен?

Тәжірибе №1. 3D үй салу

♦ Ғарыштағы қоқыстарды құрылыс материалдары ретінде тұтынуға болады. Болашақта адамдар осы қоқыстар арқылы орбитада, болмаса Айда үй салуы мүмкін деп болжайды. Сол арқылы ғарыш қоқыстан тазарады деген тоқтамға келген. Қызық-ақ...

Тәжірибе №2. Аққан жұлдыздар

♦ Ғарыштағы қоқыстарды арнайы басқару құрылғылары арқылы жерге тарту керек. Атмосферада отқа оранып, жанып кетеді. Экологияға қатты зияны да болмайды. Жер бетіндегі адамдар аққан жұлдыздар секілді отшашуларды көріп, ерекше қуанатын болады, - дейді. Бұл идеяға Дубай билігі қызығушылық танытқан. Тіпті 2020 жылғы EXPO кезінде жүзеге асыруды жоспарламақ та ниетте екен.

Тәжірибе №3. Күн сәулесін шағылыстыру айнасын жасау

♦ Ғарыштағы қоқыстарды жинап, күн сәулесін шағылыстыратын айна жасау қажет. Нәтижесінде жерге күннен келетін радиация да азаяды. Бұл жер бетінде климаттың өзгеруіне әсерін тигізеді. Осы арқылы мұзы еріп жатқан аумақтарды қорғауға болады.

Тәжірибе №4. Қоқыстарды жинаушы алып құрылғы

♦Алып құрылғы қоқыстардың кинетикалық энергиясын пайдалана алады. Себебі ғарышта қоқыстардың жылдамдығы 15 км/с болады. Құрылғы қоқыстарды жинап, шашырап кетпеуіне сеп болады. Бұл арқылы жасанды жер серіктеріне төнетін қауіп те азаяды.

Тәжірибе №5.  Ғарыштық жүк көліктерін жасау

♦ Ғарышты қоқыстан тазарту үшін арнайы ғарыштық жүк көліктерін жасау керек. Олар қоқыс арқылы өз-өздерін қамтамасыз ете алуы тиіс. Яғни қоқыстарды плазмалық отынға айналдырады. Бұларды жер серіктері үшін мобильді қуат станциялары ретінде пайдалануға да болады, - дейді.

Айта кетейік, осыған дейін әлемдегі танымал Business Insider басылымы ғарышты ең көп ластайтын елдердің тізімін жариялаған еді. Бұл тізімде бірінші орында АҚШ тұр. Одан кейінгі орындарға Ресей мен Қытай елдері орналасқан.

Тәжірибе №6 Ұсақтағыш

Көрші Ресей мемлекетінің өнертабысы. Қоқыстарды арқанмен қарғып ұстап, алдымен арнайы ұсақтағышға жіберіп, артынша ұнтақтағыш салады. Одан алынған ұнтақты оттек және сутекпен араластырып газ алады. Бұл газды ғарыш аппаратына отын ретінде қолдануға болады.

Тәжірибе №7 Тор немесе ау

SpaceX компаниясының RemoveDEBRIS (ағылш. "Қоқысты жина") аппараты қоқысқа сүңгімен атып, тормен орап алады. Артынша Жерге қарай тартып, атмосферада өртейді.

Тәжірибе №8 Лазер

Қытайдың әуе күштері Инженерлік университетінің ғалымдары ойлап тапқан. Олардың аппараттары ғарыш металлдарын секундына 20 жарқылдақ интенсивтілікті лазермен көздеп ұсақтайды, одан кейін атмосфераға түсіреді немесе геостационарлы орбитаға ұшырады. 

Тәжірибе №9 Магнитті сүйрегіш

Тулуза университетінің ғалымдары ұсынған. Қоқыс жинағыш аппарат арнайы магниттермен 10-15 метрден қалдықтарды қажетті жерге бағыттайды.

Тәжірибе №10 Жоғарғы кернеу

Бұл идеяны жапон мамандары ұсынған және оны сынақтан өткізіп те көрген. Алайда алғашқы сынақ сәтсіз болды. 2016 жылы олар "Кунотори" ("Дегелек") атты аппаратты ұшырған. Жоспар бойынша ол алдына 700 метрлік арқанды лақтырып, бойына тоқ жіберу қажет болатын. Жоғар кернеудің арқасында магнит өрісі пайда болып, қоқыстар тартылатын. Алайда белгісіз бір техникалық ақаудың салдарынан сынақ сәтсіз өтті.

ІҮ. Қорытынды

Ғарышты зерттеуге менің де қызығушылығым жоғары. Оның тылсым сырлары қайбір жанды да өзіне тартып тұратыны белгілі. Ондағы тылсым дүниелерді тамашалау менің арманым. Ғылымға өз үлесімді қоссам деген үмітпен осы тырнақ алды жұмысымды, яғни ғылыми жобамды дайындап отырмын. Ғылыми зерттеу жұымысымды қортындылай келе, көп баспа материалдарына сүйеніп, болашақта ғарыш кеңістігін зиянды қалдықтардан тазартудың жолдарын қарастырыуымыз қажет. Бұл әлемдік мәселе.

Ал менің арманым ғарыш кеңістігін зерттеп ғалым атану, себебі бізде ғарыш әлемін зерттейтін мамандар мен ғалымдар аз, шетелден бұрын ғарыш әлемін қоқыстартан тазарту әлеміне қазақстандық жас ғалым өз үлесін қосып, әлемге танытса деп ойлаймын. Болашақ жас ғалым ретінде ғарыш әлеміндегі ғарыштық қалдықтардан тазарту жолдарын зерттеу керек деп ойлаймын.

Шетелдердің ғалымдарының жаңалықтарына сүйенсек, жыл өткен сайын ғарыш әлемі қалдықтарға толуы туралы әр-түрлі пікірлер айтылып, жаңалықтар жыл өткен сайын өсуде. Ал мен осы аспан әлемінің, біз білмейтін ғаламшарлар туралы деректерді жинап, оқып-білім алып, жас маман ретінде өз үлесімді қоссам деймін! Тыңдағандарыңызға көп рахмет!

Ғылыми жобаны зерттей келе ұсынатын ұсынысым:

770 ₸ - Сатып алу
Материал ұнаса әріптестеріңізбен бөлісіңіз
Ватсапта бөлісу Телеграммда бөлісу Фейсбукта бөлісу Сілтемені көшіру
Ашық сабақ, ҚМЖ, көрнекілік, презентация жариялап табыс табыңыз!
Материалдарыңызды сатып, ақша табыңыз. (kaspi Gold, Halyk bank)
Соңғы бір жылда:
45 000 000 ₸
Авторлар тапқан ақша
Толығырақ
Ресми байқаулар тізімі
Республикалық байқауларға қатысып жарамды дипломдар алып санатыңызды көтеріңіз!
Тізімді көру