Глобальные проблемы современности

Промышленное освоение Луны - задача дальней перспективы. А пока обсуждается  вопрос о возможности создания на Луне в начале XXI веке постоянной исследовательской  базы, подобной станции в Антарктиде. Для транспортного обеспечения  лунного форпоста потребуется применение тяжелого носителя. Специалисты считают целесообразным вести работы по этой программе при широком международном сотрудничестве. 

Двигатели для  полета на дальние планеты.

Современные химические двигатели неэффективны для полетов  к дальним планетам нашей Солнечной системы. В будущем предполагается использовать космические корабли с ядерными и термоядерными двигателями. Ядерные двигатели работают за счет энергии, полученной в результате взрывов большого числа ядерных зарядов сравнительно малой мощности или более эффективных термоядерных зарядов.

Недостаток этого двигателя - засорение пространства радиоактивными осколками, образующимися при ядерном  взрыве. Вот почему их использование  предполагается для полетов вдали  от Земли и оживленных космических трасс.

Идея термоядерного  двигателя заключена в использовании  для термоядерного синтеза водорода, который захватывается из межпланетной среды вместе с потоком частиц, разгоняемых в двигателе.

Скорости термоядерных двигателей (1000 км/с) сделают доступными для пилотируемых полетов даже самые дальние планеты Солнечной системы

Существуют и другие проекты, например передача энергии к космическому кораблю по лазерному лучу. 

Проекты галактических  кораблей.

Для полета к ближайшей от нас  звезде на базе известных и перспективных двигателей должны использоваться корабли массой 1000 т, потребление топлива составит 37*1011 т для химического двигателя, 38*104 т для ядерного двигателя, 48*103 т для термоядерного двигателя, 2*102 т для фотонного двигателя. Чтобы представить, как велика энергия, необходимая для такого полета, достаточно отметить, что за последние 20 столетий человечество израсходовало столько энергии, сколько можно получить при аннигиляции 100 т антивещества, т. е. половину запасов топлива, которое потребовалось бы для пилотируемого полета к Проксима Центавра.

Имеются предложения  об использовании в космических  кораблях для межзвездных полетов  лазерных прямоточных двигателей с  подводом к ним энергии на начальном  участке разгона по лазерному  лучу от электростанций с околосолнечных промежуточных орбит. Эти двигатели обеспечат разгон корабля до скорости, близкой к световой, с одновременным сбором дейтерия при разгоне для работы пульсирующего термоядерного двигателя. Оценка массы подобной космического корабля весьма приблизительна. В качестве первой прикидки называют величину стартовой массы порядка 8000 т, а величину накопленной в ходе полета массы вещества 12 000 т при мощности лазерного луча, равной 3,5*108 МВт. В этом случае размеры орбитальных солнечных батарей для питания лазера (без учета потерь) превысят 500*500 км, а диаметр входа прямоточной двигательной установки на ТКС составит около 650 км.

Таким образом, даже при  самых смелых технических прогнозах, проекты межзвездных кораблей еще  очень и очень далеки от практической реализации.

Повысить энергетику двигателя  можно за счет перехода к реакции  аннигиляции водорода и антиводорода, при которой выделяется примерно в 1000 раз больше энергии, чем при синтезе водорода. Если направить образующееся при аннигиляции излучение в одну сторону пучком, подобно струе из сопла реактивного двигателя, то получим так называемый фотонный двигатель со скоростью истечения рабочего вещества, близкой к скорости света.

Возможность создания космического корабля на базе фотонной ракеты - дело очень отдаленного  будущего. Это направление развития двигателей зависит от успехов фундаментальных  и прикладных исследований по термоядерному синтезу, высокотемпературной сверхпроводимости, теории элементарных частиц, методов получения и хранения антивещества и т. п. 

Демографические проблемы

Отсталость – результат пересечения, теснейшего взаимодействия всех глобальных проблем, и чем глубже мы проникаем в смысл сложившейся к настоящему моменту ситуации, тем более отчетливо осознаем, насколько трудно найти разумный, реальный выход из критического положения. Начнем с демографической характеристики развивающихся стран. 
Динамика населения по ремонтам в ХХ и начале ХХI века (в млн. человек)  
Регион              1900   1950   1975   2000   2025 
Весь мир           1656   2513   4033   6199   9065 
Россия,СССР    130     180     254     312     368 
Восточная        950     706     1263    2205   3651 
Южная Азия    950     706      1255    2205   3651 
Латинская  
Америка           64     164        323     608      961 
Северная 
Америка            81     166      236       290     332 
Африка            130     219     406       828    1479 
Европа            295     392     474       520      580 
Австралия и 
Океания                      13        21        30        40 
Таблица показывает, как неравномерно растет население. Его прирост в развитых странах незначителен, а в развивающихся – чрезвычайно высок. Так, за 1975 – 2000гг. из 2,2 миллиарда прироста населения около 90%, т.е. 2 миллиарда, приходится на развивающиеся страны. 
Увеличение населения с 1970 по 2000 год (в %) 
Европа                       16,1 
Северная Америка     30,2 
Азия                           76,1  
Латинская Америка    89,3 
Африка                     140,4

Доля населения развивающихся  стран 
В общей численности населения планеты 
1950 год 2/3  
1975 год 3/4 
2000 год 4/5  
середина XXI 9/10 (прогноз)  
Эти цифры очень тревожны! 
Они свидетельствуют о явно неблагополучном положении дел в современном мире. Подавляющее большинство населения развивающихся стран не имеют нормальных условий жизни. Экономика развивающихся стран сильно отстает от уровня производства развитых стран, и сократить разрыв пока не удается. Очень тяжелая ситуация в сельском хозяйстве. Надои молока от коровы в 6,3 раза меньше, а урожайность зерновых в 2 раза ниже чем в развитых странах. 
Остра и жилищная проблема:  население развивающихся стран живут фактически в антисанитарных условиях, 250 млн. человек живет в трущобах, 1,5 млрд. человек лишены элементарной медицинской помощи. Около 2 млрд. людей не имеют возможности пользоваться безопасной для здоровья водой.  

От недоедания страдает свыше 500 млн. человек, а от голода ежегодно умирает 30-40 миллионов. 
Но что же мешает развивающимся странам преодолевать их отсталость? Причин на это несколько. Прежде всего следует иметь в виду, что это – аграрные страны. На их долю приходится свыше 90% сельского населения мира, но как это ни парадоксально, они не в состоянии прокормить даже себя, поскольку рост населения в них превышает прирост производства продовольствия. 
Другая причина - необходимость осваивать новые технологии, развивать промышленность, сферу услуг, требует участия в мировой торговле. Однако она деформирует экономику этих стран. 
Еще одна причина отставания развивающихся стран – использование традиционных источников энергии (физической силы животных, сжигание древесины, и различного рода органики), которые ввиду их низкой эффективности, не позволяют существенно повысить производительность труда в промышленности, на транспорте, в сфере услуг, в сельском хозяйстве. 
Мешает преодолению развивающимися странами их отставания от развитых и такая причина, как полная зависимость от мирового рынка и его конъюнктуры. Мы уже приводили примеры с продовольствием, но то же самое можно сказать и о нефти. Даже несмотря на то что некоторые из этих стран обладают огромными запасами нефти, они не в состоянии полностью контролировать положение дел на мировом нефтяном рынке и регулировать ситуацию в свою пользу.  
Быстро растет долг развивающихся стран развитым, который также служит препятствием на пути преодоления их отсталости. 
Сегодня развитие производительных сил и социально-культурной среды общества невозможно без повышения уровня образования всего народа, без овладения современными достижениями науки и техники. Однако необходимое внимание к ним требует крупных затрат и, конечно, предполагает наличие педагогических и научно-технических кадров. Развивающиеся страны в условиях бедности не могут должным образом решать эти проблемы. 
Все большое число людей в мире осознает, что проблемы развивающихся государств, стремительно выходит на авансцену истории. Судьба этих стран, как теперь становится очевидным, касается не только их самих. И дело не просто в нашем сострадании, в невозможности не сопереживать их тяготы, в трудности смириться с вопиющей социальной несправедливостью. Устранение отставания развивающихся стран необходимо всем, в том числе и самим развитым странам. Оно во многом и, пожалуй, даже в главном определяет судьбу человечества.

Энергетическая  проблема

Как мы уже видели, она  теснейшим образом связана с  экологической проблемой. От разумного  развития энергетики Земли в сильнейшей степени зависит и экологическое благополучие, ибо половина всех газов, обуславливающих "парниковый эффект", создается в энергетике. 
   Топливно-энергетический баланс планеты складывается в основном из "загрязнителей" – нефти (40,3 %), угля (31,2 %), газа (23,7 %). В сумме на них приходится подавляющая часть использования энергоресурсов – 95,2 %. "Чистые" виды – гидроэнергия и атомная энергия – дают в сумме менее 5 %, а на самые "мягкие" (не загрязняющие атмосферу) – ветровую, солнечную, геотермическую – приходятся доли процента 
Понятно, что глобальная задача заключается в увеличении доли "чистых" и особенно "мягких" видов энергии. 
Сначала рассмотрим возможность увеличения доли "мягких" видов энергии. 
В ближайшие годы "мягкие" виды энергии не смогут существенно изменить топливно-энергетический баланс Земли. Пройдет некоторое время, пока их экономические показатели станут близкими к "традиционным" видам энергии. Кроме того, их экологическая емкость измеряется не только снижением выбросов СО₂, есть и другие факторы, в частности отчужденная для их развития территория. 
Площадь для разных типов электростанций.  

Кроме гигантской площади, которая необходима для развития солнечной и ветровой энергии, надо учитывать и то, что их экологическая "чистота" берется без учета  металла, стекла и других материалов, необходимых для создания таких "чистых" установок, да еще в огромном количестве. 
Условно "чистой" является и гидроэнергетика, что видно хотя бы из показателей таблицы – больших потерь площади затопления в поймах рек, которые обычно являются ценными сельскохозяйственными землями. Гидростанции ныне дают 17 % всей электроэнергии в развитых странах и 31 % - в развивающихся, где в последние годы построены крупнейшие в мире ГЭС. 
Однако, кроме больших отчуждаемых площадей, развитие гидроэнергетики тормозилось тем, что удельные капиталовложения здесь в 2 - 3 раза выше, чем при сооружении станций АЭС. Кроме того, период строительства ГЭС гораздо дольше, чем тепловых станций. По всем этим причинам гидроэнергетика не может обеспечить быстрого снижения давления на окружающую среду. 
Видимо, в этих условиях только атомная энергетика может быть выходом, способна резко и в довольно короткие сроки ослабить "парниковый эффект". 
Замена угля, нефти и газа атомной энергетикой уже дала некоторые снижения выбросов СО₂ и других "парниковых газов". Если бы те 16 % мирового производства электроэнергии, которые дают сейчас АЭС, производили угольные ТЭС, даже оборудованные самыми современными газоочистителями, то в атмосферу поступило бы дополнительно 1,6 миллиардов тонн углекислого газа, 1 миллион тонн окислов азота, 2 миллиона тонн окислов серы и 150 тысяч тонн тяжелых металлов(свинец, мышьяк, ртуть).

Проблемы освоения мирового океана  

Мировой океан-хранилище  огромного количества полезных ископаемых, биологических ресурсов, энергии  и её носителей, первичного сырья для химической и фармацевтической  промышленности. Знания о ресурсах мирового океана показывают, что этот потенциал во многих отношениях сможет со временем заменить истощающиеся запасы ресурсов суши. Таким образом, дальнейшее исследование и освоение мирового океана способны существенно повлиять на состояние и перспективы решения ряда глобальных проблем.

 
 Безусловно освоение Мирового океана связано с рядом проблем, для  решения которых создаются специальные  программы (как в рамках одного государства, так и международные. Вот основные цели и задачи подобных программ: 
    Комплексное решение проблемы изучения Мирового океана в интересах экономического развития и безопасности стран. 
    исследование природной среды Мирового океана и происходящих в нем ключевых процессов; 
     -фундаментальные исследования процессов взаимодействия океана и атмосферы, в том числе, глобального характера (парниковый эффект, энерго- и массообмен, биогеохимический цикл углерод-кислород и др.); 
     -исследование природной среды и ресурсного потенциала континентальных шельфов, 
     -изучение и мониторинг состояния Мирового океана и гидрометеорологической обстановки в прилегающих морях с целью обеспечения хозяйственной и оборонной деятельности стран; 
     -изучение динамики экосистем, морских биологических ресурсов и выявление новых районов промысла морепродуктов на основе оценки биопродуктивности различных акваторий Мирового океана, развитие марикультуры; 
    -исследование строения и развития земной коры дна морей и океанов, прогноз и оценка минеральных ресурсов Мирового океана; 
    -навигационно-гидрографическое и гидрометеорологическое обеспечение выполнения оборонных и народнохозяйственных задач; 
    -исследование природных и антропогенных чрезвычайных ситуаций в морских акваториях и прибрежных районах (землетрясений, цунами, пожаров, наводнений, извержений вулканов, разливов нефти и т.д.); 
     -обеспечение технических возможностей проведения глубоководного бурения, создание технологий глубоководных, шельфовых и придонных работ и материалов для работы в экстремальных условиях; 
    -создание средств и развитие методов обработки геофизической информации в реальном масштабе времени; 
    -создание современных приборов и методов изучения Мирового океана и дистанционного измерения его основных параметров, в том числе со спутников и космических станций, для проведения исследовательских, прикладных и хозяйственных работ; 
    -создание современного навигационно-гидрографического и гидрометеорологического оборудования для обеспечения безопасности морской деятельности; 
    -формирование условий для минимизации последствий стихийных бедствий типа цунами, штормовых нагонов, моретрясений, извержений подводных вулканов и других. 
    -мониторинг состояния и загрязнения Мирового океана, в особенности, в прибрежных водах  и подготовка соответствующих рекомендаций.

Проблемы загрязнения  Мирового океана