Связь между землей и космосом осуществляют

Обновлено: 02.12.2022

Земля - третья от Солнца планета и самая крупная из планет земной группы.

Вместе со своим спутником Луной она образует систему - двойную планету.

Эти планеты совершают совместное движение вокруг общего центра.

Расстояние между землей и солнцем в течение года меняется от 147 млн км(перигелий) до 152 (афелий). Среднее расстояние=149,6 = 1 астрономич единица. .

Масса земли = 6*10 в 27 гр. Средняя плотность вещ-ва = 5.5 гр\см в кубе.

Земля вращается вокруг своей оси, наклоненной к плоскости орбиты под углом 23град 45 мин, делая оборот за сутки(23ч56м4,1с) радиус Земли равен 6371 км. земля имеет гравитационное, магнитное, тепловое поля. Потенциальное гравитационное поле обусловлено массой Земли. магнитное поле обусловлено наличием железного ядра в центре Земли. Тепловое поле обусловлено источниками тепла. Наличие морей и Мирового океана имеет фундаментальное значение так как от них зависит форма планеты, термодинамика(выравнивание термических контрастов, свойственных разным широтам) условия жизни организмов.

Фигура Земли.

Земля имеет шарообразную со средним радиусом = 6371км. Сжатие у полюсов, обусловленное осевым вращением, определяет разницу экваториальной и полярной полуосей эллипсоида вращения.

В зависимости от цели исследования пользуются различными моделями Земли, приближенными к истинной форме Земли.

1)Сфера- это наиболее общая модель планеты. Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии.

2)Эллипсоид вращения. Тип симметрии эллипсоида отвечает особенностям формы Земли(выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости).

3)Геоид - геометрически неправильное тело, ограниченное уровенной поверхностью, совпадающей со средним уровнем М.О. внутри материков поверхность геоида поднимается над поверхностью эллипсоида, в океанах – опускается.

Форма Земли определена размерами планеты, распределения в ней плотности и от скорости осевого вращения.

Главное географическое значение формы Земли состоит в том, что она обуславливает зональное распределение тепла по земной поверхности и следовательно, зональность всех явлений зависящих от теплового режима.

Движения Земли и их географические следствия.

Земля одновременно участвует в ряде движений:

– вращается вокруг своей оси (суточное вращение);

– движется вокруг Солнца (орбитальное движение);

– вращается вокруг общего с Луной цент­ра масс (лунный месяц один оборот за 27,32 суток);

– движется вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики.

Для жизни на Земле главными процессами являются осевое и орбитальное движения планеты.

Географическими следствиями суточного враще­ния Земли являются:

1. Смена дня и ночи.

2. Деформация фигуры Земли.

3. Существование силы Кориолиса, действующей на движущиеся тела.

4. Возникновение приливов и отливов..

1)Орбитальное движение.

Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 30 км/с, совершая полный оборот за 365 сут. В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают 4 характерные точи: два равноденствия и два солнцестояния. Различают весеннее(21 марта) и осеннее (23сентября) равноденствия. Различают летнее (22 июня) и зимнее(22 декабря)солнцестояния.

Геогр. следствие – смена времен года.

2)Суточное вращение. Земля вращается вокруг своей оси, делая полный оборот за 23 ч 56 мин 4 с – 24 ч (сутки).

Геогр. следствие – смена дня и ночи.

3) Движение системы Земля-Луна. луна создает приливное торможение суточного вращения Земли, которое имеет большое географическое значение, тк приливное торможение уменьшает полярную сплюснутость Земли и силу Кориолиса, то есть влияет на циркуляцию атмосферы и океана, от чего, в свою очередь, зависят условия климата. Взаимодействия Луны и Земли влияет на биологические процессы.

Солнечно-земные связи.

Влияние Солнца на Землю многогранно и неоднозначно (обратное влияниеЗемли на Солнце ничтожно мало). Земля получает от Солнца не только свет и тепло, обеспечивающие необходимый уровень освещённости и среднюю температуру её поверхности, но и подвергается комбинированному воздействию ультрафиолетового и рентгеновского излучения, солнечного ветра, солнечных космических лучей.

Генеральная схема солнечно-земных связей включает в себя

· Электромагнитное (видимый свет, ультрафиолетовое, радиоизлучение)

· корпускулярное излучение (солнечный ветер, солнечные космические лучи).

Оба вида излучения обуславливают ряд процессов и явлений во всех геосферах(в частности полярные сияния, магнитные бури и связанные с ними последствия.

Активность солнца обуславливает то что, земля получает излучение, которое влияет на характер земных процессов.

Солнечная активность- это совокупность всех физических и энергетических изменений, происходящих на солнце и вызывающие на нем видимые образования:

Солнечная активность оказывает существенное влияние на земные явления, проявляющееся через солнечно-земные связи. На Земле 11-летний цикл прослеживается на целом ряде явлений органической и неорганической природы (возмущения маг нитного поля, полярные сияния, возмущения ионосферы, изменение скорости роста деревьев с периодом 11 лет.

Солнечно-земные связи. Так принято называть ответные реакции географической оболочки на изменения солнечной активности. В настоящее время солнечную активность связывают с регулярным образованием в атмосфере Солнца пятен, факелов, вспышек, протуберанцев.

Тема 4. Физические свойства географической оболочки.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.



Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.


Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Положение Земли в пространстве, физические поля, строение поверхности, форма и размеры небесного тела оказывают существенное влияние на ее взаимодействие с Космосом, однако и Космос оказывает свое воздействие на Землю.

Солнечно-земные связи.Генеральная схема солнечно-земных связей включает электромагнитное и корпускулярное излучения (рис. 3.7), которые обусловливают ряд процессов и явлений во всех геосферах (например, полярные сияния, магнитные бури и связанные с ними последствия). Активность Солнца различна, выделяют периоды, когда в результате происходящих на Солнце процессов наша планета получает дополнительное (по сравнению с излучением Солнца в спокойном состоянии) излучение, которое влияет на характер многих земных процессов.

Под солнечной активностью обычно понимают совокупность всех физических и энергетических изменений, происходящих на Солнце и вызывающих на нем видимые образования: пятна и факелы в фотосфере, флоккулы и вспышки в хромосфере, протуберанцы в короне.

Солнечная вспышка — взрывообразное высвобождение большого количества энергии, происходящее обычно вблизи больших групп солнечных пятен. Вспышка сопровождается резким возрастанием яркости излучения во всех диапазонах волн, а также выбросом плазменных частиц, которые воздействуют на межпланетную среду и планеты.


Рис. 3.7. Схема солнечно-земных связей (по Л.И.Мирошниченко, 1981)

Более 350 лет назад, сразу же после открытия телескопа, было обнаружено, что на ослепительно ярком диске Солнца время от времени появляются пятна. В последующем было установлено, что температура в области пятен на 1000—1500 К ниже температуры поверхности Солнца, вследствие чего они кажутся относительно темными и хорошо заметны на фотосфере. Продолжительность существования солнечных пятен различна и колеблется от нескольких часов до месяцев. Размеры пятен также непостоянны и изменяются от нескольких сотен до десятков и сотен тысяч километров в поперечнике. Пятна концентрируются главным образом в широтных зонах от 5° до 35-40° каждого полушария Солнца и отсутствуют в полярных и экваториальных областях.

Согласно одной из гипотез, более низкие температуры в области расположения солнечных пятен связаны с процессами неравномерного конвективного перемешивания основных солнечных газов — водорода и гелия, в результате чего конвективный поток, подойдя к фотосфере, имеет более низкую температуру, чем окружающие его участки. По другим представлениям, более низкая по сравнению с фотосферой температура в области солнечного пятна обусловлена тем, что часть тепловой энергии пятна превращается в энергию его магнитного поля.

Для количественной характеристики солнечной активности используют разные числовые показатели, установленные в основном эмпирическим путем. Среди них — число <индекс) Вольфа, которое вычисляется по формуле


где k — коэффициент, зависящий от условий наблюдений и вида инструмента; g — число групп и отдельных пятен; f — общее число всех пятен (в группах и отдельных пятен).

Из формулы видно, что индекс Вольфа — суммарный показатель, который характеризует пятнообразовательную деятельность Солнца, но не учитывает качественную сторону солнечной активности — мощность пятен и их устойчивость во времени.


Рис. 3.8. Колебания солнечной активности (чисел Вольфа W) за период с 1950 по 2000 г. (по Н.С.Сидоренкову, 2002)

Очевидно, что 11-летний цикл не является единственным среди колебаний солнечной активности и правильнее выделять 22-летний, состоящий из двух 11-летних циклов разного знака (четный и нечетный). В свою очередь, допускают существование 44-летнего цикла. В деятельности Солнца отмечена цикличность и более крупного масштаба, прежде всего 80 —90-летний цикл, который имеет важное значение для объяснения многолетних колебаний общей циркуляции атмосферы (иногда его причисляют к вековым ритмам).




Солнечная активность — фактор, влияющий на многие процессы в географической оболочке. Первыми встречают солнечную радиацию верхние слои земной атмосферы. Нарушения в ионосфере, возникающие в периоды повышения солнечной активности, отражаются на характере атмосферных процессов в этом слое и вызывают соответствующие изменения в стратосфере и тропосфере, а также в других оболочках планеты.

Движения Земли.Земля совершает множество движений одновременно. В географии принято учитывать орбитальное и суточное вращения, движение системы Земля — Луна, изменение скорости вращения Земли, а также колебания оси вращения.

Орбитальное движение. Вокруг Солнца Земля движется по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой расположено Солнце. Скорость орбитального движения равна 29,765 км/с, период обращения — год (365,26 средних солнечных суток). Скорость движения Земли по орбите тем выше, чем меньше радиус — вектор (расстояние от Земли до Солнца). Расстояние между Землей и Солнцем в течение года меняется незначительно: в перигелии оно уменьшается до 147,117 млн км, в афелии увеличивается до 152,083 млн км (рис. 3.9). В перигелии Земля бывает в начале января, следовательно, ее движение по орбите происходит быстрее, поэтому зимнее полугодие в Северном полушарии короче, чем в Южном.

Земная ось наклонена по отношению к плоскости орбиты под углом 66°33'. В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают четыре характерные точки: два равноденствия и два солнцестояния. В дни равноденствий радиус-вектор находится в плоскости экватора, а светораздельная линия делит все параллели пополам. Благодаря этому солнечные лучи на экваторе в полдень падают отвесно и на всем земном шаре день равен ночи (на полюсах происходит смена дня и ночи). Различают весеннее (21 марта) и осеннее равноденствия (23 сентября). В дни солнцестояний плоскость экватора наклонена по отношению к солнечному лучу (и радиус-вектору орбиты) под углом 23°27'. Солнце в этот момент находится в зените над одним из тропиков. Различают летнее (22 июня) и зимнее (22 декабря) солнцестояния.

С наклоном земной оси к плоскости орбиты связано наличие таких характерных параллелей, как тропики и полярные круги.


Рис. 3.9. Орбитальное движение Земли вокруг Солнца

Угол наклона земной оси к эклиптике колеблется в интервале 22°07'—24°57'; в современную эпоху (по определению 1900 г.) он составляет 23°27'08". Линия пересечения плоскости экватора с плоскостью эклиптики, на которой лежат точки равноденствий, перемешается навстречу движению Земли по орбите, благодаря чему тропический год короче сидерического (солнечного). Земная ось совершает движения в теле Земли, описывая конус. Время, за которое земная ось описывает полный конус, называется прецессионным ритмом (25 735 тропических лет). От наклона плоскости экватора к эклиптике зависит поступление солнечной радиации на разные широты (чем больше угол, тем выше выраженность сезонов).

Суточное вращение Земли происходит вокруг оси, которая в силу гироскопического эффекта стремится сохранить постоянное положение в пространстве. Вращение Земли осуществляется равномерно, однако скорость вращения испытывает флуктуации. Отрезок времени между последовательными прохождениями плоскости меридиана данной точки через центр Солнца называют солнечными сутками. Земля вращается против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса (Солнце восходит на востоке и заходит на западе). Ось вращения, полюсы и экватор являются основой географической системы координат.

Географические следствия суточного вращения Земли:

смена дня и ночи — изменение в течение суток положения Солнца относительно плоскости горизонта данной точки;

деформация фигуры Земли — сплюснутость с полюсов (полярное сжатие), связанная с возрастанием центробежной силы от полюсов к экватору;

существование силы Кориолиса, действующей на движущиеся тела (чем больше угловая скорость вращения Земли, тем больше сила Кориолиса);

суперпозиция центробежной силы и силы тяготения, дающая силу тяжести. Центробежная сила растет от нуля на полюсах до максимального значения на экваторе. В соответствии с уменьшением центробежной силы от экватора к полюсу, сила тяжести увеличивается в том же направлении и достигает максимума на полюсе (где она равна силе тяготения).

Движение системы Земля—Луна. Луна создает приливное торможение суточного вращения нашей планеты, которое имеет большое географическое значение, если рассматривать длительные (в сотни миллионов лет) отрезки геологического времени. Приливное торможение, вызывая замедление вращения, уменьшает полярную сплюснутость Земли и силу Кориолиса, отклоняющую движущиеся массы воздуха и воды, т. е. влияет на циркуляцию атмосферы и океаносферы, от чего в свою очередь зависят условия климата. Полагают, что из-за замедления суточного вращения Земли продолжительность суток за последний 1 млрд лет возросла на 6 ч. С удлинением суток за счет действия приливного трения сила Кориолиса уменьшается, однако этот фактор важен только в вековом аспекте, так как для небольших отрезков времени угловая скорость принимается постоянной.

Полагают, что взаимодействие Земли и Луны могло быть одним из возможных факторов первичного разогрева планеты, при условии, что Луна первоначально была существенно ближе к Земле. Если считать, что расстояние между Луной и Землей первоначально могло быть в 10 раз меньше современного, то тогда приливная волна была бы в 100 раз интенсивнее. Поскольку приливная волна создает в теле Земли и Мировом океане внутреннее трение, происходит выделение энергии, которой вполне достаточно для расплавления Земли.

Изменения скорости вращения Земли. Неравномерность суточного вращения Земли принято характеризовать безразмерной величиной — среднемесячным отклонением (δр):


где Т — длительность земных суток; П — длительность атомных суток, равная 86 400 с; ω = 2π/Т и Ω = 2π/П — угловые скорости, соответствующие земным и атомным суткам.

По данным наблюдений за Луной, Солнцем и планетами, изменения скорости вращения Земли известны с XVII столетия (точность этого временного ряда очень низкая). В 1955 г. были введены атомные часы, что позволило вычислять значения (Т-П) с большей точностью.


Рис. 3.10. Среднемесячные отклонения длительности земных суток от эталонных за период 1955 — 2000 гг. (по Н. С. Сидоренкову, 2002)

Анализ многолетних колебаний различных характеристик выявил наличие в их изменении периодов, что является следствием существования соответствующего периода в изменении скорости вращения Земли. Ход среднемесячных значений δр во времени иллюстрирует рис. 3.10. Очевидно, что с 1956 по 1961 г. вращение Земли ускорялось, с 1961 по 1972 г. замедлялось и с 1973 по 1988 г. снова ускорялось. Ускорение, начавшееся в 1973 г., вероятно, продлится (несмотря на некоторое заметное замедление скорости вращения в 1989 и 1990 гг.) до 2005-2010 гг.


Рис. 3.11. Схема движения оси вращения Земли в пространстве (по Н. С. Сидоренкову, 2002)


Рис. 3.12. Траектория движения полюса за период с 1996 по 2000 г. (по Н.С.Сидоренкову, 2002). Сплошная линия — траектория среднего положения полюса за период с 1890 по 2000 г.

Нутация полюсов имеет важное географическое следствие, поскольку с ней связаны многие процессы. По исследованиям В.В.Шулейкина, вследствие нутации полюсов происходит перераспределение масс воздуха при смене сезонов. Аналогичные явления обнаружены и в океаносфере: смещения полюсов Земли через изменения центробежной силы приводят к деформации водной поверхности и обусловливают соответствующие изменения наклона уровня Мирового океана, интенсивность океанических течений, характер взаимодействия между океаном и атмосферой и, как следствие, изменения атмосферной циркуляции. Этот взаимосвязанный механизм существует непрерывно и, видимо, играет важную роль в формировании климата нашей планеты.

Контрольные вопросы

Когда и как возникла Вселенная и что с ней происходит?

Каковы основные гипотезы возникновения Солнечной системы?

Каков состав Солнечной системы?

Каковы общие особенности и в чем различия строения планет Солнечной системы?

Каким представляется образование Земли?

Каково внутреннее строение Земли?

Каковы особенности строения и функционирования планет земной группы?

Какое положение занимает Земля в Солнечной системе?

Какое влияние Солнце оказывает на Землю и как оно проявляется?

В чем заключается множественность движений Земли и их географические следствия?

Как изображают фигуру Земли?

ЛИТЕРАТУРА

Будыко М. И., Ронов А. Б., Яншин А. Л. История атмосферы. — Л., 1985.

Вронский В. А., Войткевич Г. В. Основы палеогеографии. — Ростов-на-Дону, 1997.

Гаврилов В. П. Загадка геотектоники. — М., 1988.

Гангнус А. Ритмы нашего мира. — М., 1971.

Гангнус А. Через горы времени. — М., 1973.

Голованов Л. В. Созвучье полное в природе. — М., 1977.

Зигелъ Ф.Ю. Вещество Вселенной. — М., 1982.

Колтун М.М. Солнце и человечество. — М., 1981.

Конюхов А. И. Геология океана: загадки, гипотезы, открытия. — М., 1989.

Кэлдер Н. Беспокойная Земля. — М., 1975.

Левитан Е. П. Эволюционирующая Вселенная. — М., 1993.

Максимов Е.В. Ритмы на Земле и в Космосе. — СПб., 1995.

Маракушев А. А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. — М., 1999.

Мирошниченко Л. И. Солнечная активность и Земля. — М., 1981.

МонинА. С. История Земли. — Л., 1977.

Монин А. С, Шишков Ю.А. История климата. — Л., 1979.

Озима М. Глобальная эволюция Земли. — М., 1990.

Орленок В. В. Физика Земли, планет и звезд. — Калининград, 1991.

Резанов И. А. Эволюция земной коры. — М., 1985.

Рудник В. А., Соботович Э.В. Ранняя история Земли. — М., 1984.

Сидоренков И. С. Физика нестабильности вращения Земли. — М., 2002.

Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Глобальная эволюция Земли. — М., 1991.

Фишер Д. Рождение Земли. — М., 1990.

Флинт Р. Ф. Ледники и палеогеография плейстоцена. — М., 1963.

Флинт Р. Ф. История Земли. — М., 1978.

Хаин В. Е. Основные проблемы современной геологии. — М., 1994.

Холленд X. Химическая эволюция океанов и атмосферы. — М., 1989.

Чижевский А.А., Шишина Ю. Г. В ритме Солнца. — М., 1969.

Шолпо В. Н. Структура Земли: упорядоченность или беспорядок. — М., 1986.

11 сентября 2019

Интернет есть уже практически во всех уголках Земли — и не только на ее поверхности. Доступом в Сеть на борту самолета никого не удивишь, пользуются Интернетом и космонавты на борту МКС. Космические агентства уже готовятся двигаться дальше и подключить к мировой паутине другие планеты Солнечной системы. Интернет в космосе нужен не только и не столько для работы: он помогает людям, находящимся вдали от родной планеты, поддерживать связь с домом. Рассказываем, как он работает сейчас и как будет работать в перспективе.

WWW на МКС

Экипаж Международной космической станции впервые смог выйти в Интернет в 2010 году. Доступ к мировой паутине обеспечило НАСА. Чтобы им воспользоваться, астронавты по спутниковой связи подключаются к компьютеру в Хьюстоне как к удаленному рабочему столу и уже с него выходят в Сеть. Так безопаснее: даже если кто-то из команды МКС нечаянно откроет вредоносную ссылку или файл, злоумышленники смогут добраться только до компьютера на Земле.

В честь появления Интернета на МКС астронавт НАСА Тимоти Кример (Timothy Creamer) опубликовал первый в истории твит из космоса:

Российский космоинтернет

В прошлом году космонавты Александр Мисуркин и Антон Шкаплеров усовершенствовали антенну на станции, чтобы она могла принимать большие объемы данных со спутника, и заодно установили российский рекорд по времени работы в открытом космосе — 8 часов 12 минут.


Спутниковые загвоздки

Конечно, Интернет на МКС далеко не такой быстрый и бесперебойный, как у вас дома. У спутниковой связи, в отличие от проводной, есть как свои плюсы — например, то, что она работает там, куда не получится дотянуть провода, — так и свои сложности.

Высокий пинг и низкая скорость

Хотя станция находится на высоте около 400 км от Земли, путь, который проделывают данные, гораздо длиннее. Сначала сигнал с МКС отправляется вверх — на спутник-ретранслятор, расположенный на высоте около 35,7 тысячи километров. И только оттуда он передается вниз, на наземную станцию космической связи.

Итого, общий пробег отправленной с МКС информации и ответа на нее составляет без малого 150 тысяч километров. Это путешествие требует времени. По словам одного из сотрудников НАСА, данные с МКС передаются с задержкой примерно в полсекунды, что где-то в 20 раз больше среднего показателя для кабельного Интернета.

Кроме того, спутниковый канал связи астронавты используют не только для выхода в Интернет. Они отправляют в центр управления полетами массивы научных данных и видео с камер (его их коллеги на Земле затем транслируют в Сеть, чтобы пользователи могли наблюдать за жизнью станции и видами с нее). Через тот же спутниковый канал астронавты общаются с Землей по аудио- и видеосвязи.

В результате для твитов и запросов к сайтам используется лишь малая доля пропускной способности этого канала. При этом если на Землю спутник может передавать до 300 Мбит данных в секунду, то с Земли на спутник скорость не превышает 25 Мбит/с. В общем, соединение на МКС сравнимо по скорости с древними модемами.

Ограниченный запас топлива

С Землей спутники поддерживают постоянный контакт: они вращаются с той же скоростью, что и сама наша планета, и все время находятся над одной и той же точкой. Правда, положение спутника на орбите время от времени приходится корректировать, иначе он рискует с нее сойти и пропасть со связи. Для маневров ему необходимо топливо. Однако спутник — не машина и даже не самолет, на Землю для дозаправки его не вернешь.

Чтобы решить эту проблему, компании в разных странах ищут способы заправлять аппараты прямо в космосе. Системы для поставки топлива на спутники тестируют в американском сегменте МКС, в канадской компании MDA Corporation и британско-израильской компании Effective Space Solutions. А Европейское космическое агентство (ЕКА) разработало двигатель, способный использовать вместо топлива молекулы воздуха из верхних слоев атмосферы Земли.

Нехватка электроэнергии

Частично проблему с топливом можно решить за счет электричества: оно позволяет снизить расход топлива, при этом запас энергии возобновляется при помощи солнечных панелей. Электричество нужно и для связи с Землей и другими космическими аппаратами. Между тем часть времени спутники от Солнца заслоняет наша планета и они работают исключительно от аккумуляторов, емкость которых ограниченна.

Перегрев

Космические ретрансляторы, постоянно работающие на полную мощность, сталкиваются с проблемой перегрева. Поскольку воздуха на орбите нет, вентиляторы, которые используются для охлаждения компьютеров на поверхности планеты, тут не помогут. В итоге, несмотря на то что в космосе гораздо холоднее, чем на поверхности нашей планеты, проблему с отводом тепла от оборудования решать гораздо сложнее.

Чтобы спутник не перегрелся, его оборудуют радиаторами — устройствами, преобразующими тепло в излучение. Чем мощнее спутник, тем крупнее должен быть радиатор. Так, для охлаждения 25-киловаттных спутников связи нового поколения ученые создали радиатор размером 4 x 1 метр.

Космическое излучение

Еще одна проблема — космическое излучение, которое мешает работе любой электроники. На Земле от него защищают магнитное поле и атмосфера планеты. На орбите этой защиты нет, поэтому электроника, используемая в космических аппаратах, как правило, делается из расчета на то, что ей придется противостоять радиации. И тем не менее космическое излучение остается одной из ключевых проблем для спутников.

На МКС, по словам космонавта Павла Виноградова, ноутбуки очень быстро выходят из строя, несмотря на то что сами модули станции неплохо защищены. Страдают и камеры: изображение быстро покрывается битыми пикселями. Кроме того, космическое излучение вносит серьезные помехи в передаваемые спутниками сигналы и может повредить отдельные сегменты памяти устройств.


Радиация против криптографии

Воздействие излучения — одна из причин, по которым информация между Землей и многими космическими аппаратами передается в незашифрованном виде: если радиация повредит участок памяти, в котором хранится ключ шифрования, связь нарушится.

Причем эта проблема касается не только и не столько спутников-ретрансляторов, через которые экипаж МКС подключается к Интернету, — они как раз более-менее защищены. А вот о большинстве других аппаратов на орбите Земли этого не скажешь.

Устройство, на котором будут проверять работоспособность этих методов, в апреле этого года отправилось на МКС, где будет работать без перерыва не менее года. Оно базируется на серийном мини-компьютере Raspberry Pi Zero, благодаря чему стоит относительно недорого.

Правда, рассчитывать на то, что все общение со спутниками станет безопасным в ближайшее время не стоит: то, что уже запущено в космос, так просто не проапгрейдить.

Инопланетный Интернет

Пока одни исследователи улучшают защиту и пропускную способность спутников, другие задумываются о создании межпланетного Интернета. Проблемы, которые для этого необходимо решить, во многом схожи с теми, с которыми сталкивается экипаж МКС, а вот масштабы — совсем другие.

К примеру, до Марса сигнал идет от 3 до 22 минут в зависимости от положения Красной планеты относительно Земли. Это вам не полсекунды задержки. Кроме того, каждые два года на две недели прямая связь между Марсом и Землей прерывается: сигналы не проходят из-за Солнца, которое оказывается в это время между планетами.


Есть у космического Интернета и специфические черты. Например, все узлы такой сети находятся в постоянном движении. В таких условиях технологии земного Интернета не годятся. Поэтому ученые разрабатывают альтернативные схемы обеспечения связи между Землей, Марсом, Луной и другими небесными телами. Эти схемы предполагают:

  1. Внедрение протоколов передачи данных, рассчитанных на длительные задержки, значительно большую долю ошибок и регулярную недоступность узлов. Так, НАСА разработало модель передачи данных Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN). Согласно этой модели, промежуточные узлы сети (например, спутники) хранят информацию до тех пор, пока не получится передать ее следующему узлу.
  2. Отказ от радиоволн, на которых сейчас строится общение со спутниками, и передача данных при помощи оптических (в частности, лазерных) излучений. Во-первых, оптическая связь позволяет ускорить передачу данных в десятки раз. Во-вторых, оптические приемники и передатчики компактнее и потребляют меньше энергии, что особенно важно для спутников-ретрансляторов.
  3. Размещение спутников таким образом, чтобы они могли передавать сигнал вокруг Солнца даже тогда, когда Земля и Марс (или другие планеты — участницы космической Сети) расположены по разные стороны от светила.

Будущее ближе, чем кажется

Как видите, переписка в соцсетях и даже общение по видеосвязи с марсианами и лунатиками — не такая уж фантастика. Конечно, чтобы провести Интернет в открытый космос, человечеству еще придется потрудиться, но первые шаги в этом направлении уже сделаны.


Человек неразрывно связан со вселенной и всем, что в ней есть. Связь эта всячески исследовалась и довольно часто обсуждалась. Дискуссии по этому поводу ведутся и по сей день. Но пока очевидным остаётся только факт наличия такой связи. А вот её природа, глубина, а главное смысл, до сих пор непонятны и непостижимы.

Связь человека со вселенной очень сложная и разнообразная. Это даже не одна связь, а совокупность разных связей, видов взаимодействия, на разных уровнях.

На физическом уровне связь человека с космосом очевидна. Человек находится во вселенной, живёт в ней. Человек является частью физического мира, поэтому, не может не взаимодействовать с ним. Человек видит, чувствует, слышит, на человека действуют внешние силы (притяжение, тепло), и так далее. Кроме того, каждый из этих видов взаимодействия может подразделяться на совокупность взаимодействий на более элементарных уровнях.

Так, например, человек видит благодаря тому, что клетки сетчатки его глаз реагируют на свет. В свою очередь это взаимодействие происходит потому, что на молекулы в клетках сетчатки воздействуют электромагнитные волны различной частоты из которых состоит световой поток. И так далее до самого-самого микроуровня.

Однако сказать, что на этом связь человека со вселенной ограничивается - это всё равно что приравнять всех людей к слепо-глухо-немым. Есть более сложные виды связи, которые уже выходят за пределы физических. Они, хотя и обусловлены физической связью, не могут объясняться одним лишь её наличием.

Человек не просто видит, слышит, осязает и обоняет. Он ещё мыслит, чувствует - то есть, не просто получает информацию об окружающем мире, а ещё и обрабатывает её, осмысливает. И это тоже является взаимодействием человека и вселенной, причём не односторонним, а двухсторонним. Почем это так? Об этом я напишу в другой главе, когда буду рассматривать смысл этой связи.

Пока что, в первую очередь, важно понять как эта связь осуществляется.

Для начала обратимся к философии сознания - философскому учению, которое изучает природу сознания и его соотношение с физической реальностью. В философии сознания есть понятие дуализм. Проблему дуализма сформулировал ещё Рене Декарт. Она звучит так:

Как в человеке соотносится его тело и дух, каким образом они коррелируют друг с другом?

Что такое дух, душа человека - это вопрос очень глубокий. И каждый, я думаю, волен понимать его по-своему, поскольку нет на этот вопрос однозначного ответа. Но как я уже упоминал в предыдущих главах, поскольку сама вселенная состоит из двух сущностей, связанных в единое целое, но самостоятельных, так и человек по закону подобия вмещает в себе две этих сущности.

Физическое тело человека - это лишь материя, содержание, форму которой придаёт Информационная Сфера Вселенной, мыслящая, всепроникающая.

Я считаю, что связь между телом человека и его нематериальной, информационной сущностью осуществляется посредством мозга.

Представим себе радио-приёмник-передатчик, который улавливает колебания электромагнитного поля, невидимого, неощутимого, и превращает его в колебания звуковые - вполне ощутимые для слуха. И наоборот это же устройство превращает звуковые колебания в колебания электромагнитные, передавая их на расстояния недоступные для звука.

По такому-же принципу мозг человека осуществляет связь между физическим телом человека и его информационной сущностью, которая существует в информационной вселенской сфере.

Рассматривая детально эту связь мы могли бы углубиться от электрохимических процессов, которые происходят в нейронах головного мозга человека до взаимодействий на энергетическом уровне.

В 1982 году Ален Аспект в ходе эксперимента обнаружил, что между элементарными частицами на квантовом уровне есть связь, которая не зависит от расстояния. Иными словами элементарные частицы во всей вселенной тесно связанны друг с другом.

Теперь вернёмся к процессам, которые происходят в внутри нашего мозга. Ведь в этих процессах элементарные частицы (электроны) играют основную роль. При этом все те процессы, которые с ними происходят, непосредственно отражаются на всем материальном мире.

Вот и получается, что всё, что мы думаем, чувствуем, мгновенно меняет реальность вокруг нас и во всей вселенной.

Справедливо и обратное. Если что-то в нашей вселенной меняется, это воздействует и на нас самих.

Наш мозг это очень тонкий механизм, который не только позволяет человеку взаимодействовать с тонкой энергетической материей вселенной, он ещё чутко улавливает любые изменения, которые в ней происходят. И эти изменения могут непосредственно влиять также и на ход наших собственных мыслей, на наши поступки и так далее.

Таким образом осуществляется объединение всех мыслящих существ в единую информационную сферу. И, благодаря всеобщему взаимодействию, информационная сущность человека, может существовать в этой сфере отдельно от его физического тела бесконечно долго.

Выводы, которые можно сделать из первой части этой главы слишком многочисленны, чтобы уместить их в одной книге. Я думаю каждый сам найдёт десятки примеров, подтверждающих выше изложенное. Но самое интересное остаётся ещё впереди. Ведь, ни для кого не секрет, что в природе не существует ничего бессмысленного, не имеющего значения. Следовательно и связь человека со вселенной тоже должна иметь значение и смысл. Об этом я расскажу во второй части этой главы.

Читайте также: