Zasoby klimatyczne i kosmiczne. Minerały w kosmosie. Energia przypływów i odpływów

Do niedawna wydobycie na asteroidach uważane było za jedną ze stereotypowych przewidywań pisarzy science fiction. Wierzono, że górnicy kosmiczni wydobywający cenne metale z tych ciał niebieskich są wytworem tej samej fantazji, co małe zielone ludziki na Marsie czy dżungle z dinozaurami na Wenus. Jednak obecnie coraz więcej ekspertów jest skłonnych wierzyć, że mówimy o istniejących technologiach, które można wdrożyć w najbliższej przyszłości i zapewnić ludzkości nowe źródło minerałów. W USA powstała firma Planetary Resources, która planuje stworzyć i wdrożyć technologie rozwoju asteroid, a w Japonii zbudowano sondę Hayabusa-2, której misją są nie tylko badania naukowe gleby asteroid, ale także kosmiczne badania geologiczne. Zbliża się era metali z kosmosu i w przypadku tych technologii można już bezpiecznie zastosować podejścia analityczne i predykcyjne.

Przyrodnicza strona problemu

Zanim przejdziemy do opracowywanych technologii, warto przyjrzeć się, czym są asteroidy, jakie minerały mogą się na nich znajdować i jakie warunki mogą napotkać statki kosmiczne, zanim do nich dotrą.

Asteroidy to małe skaliste ciała, które podobnie jak planety krążą wokół Słońca. Asteroida różni się od planety karłowatej rozmiarem: jest zbyt mała, aby wytworzyć znaczące pole grawitacyjne lub nawet po prostu zapaść się w kulisty kształt pod wpływem własnej grawitacji. Asteroidy (podobnie jak planety karłowate) różnią się od prawdziwych planet tym, że można je znaleźć w grupach, wśród podobnych ciał, na bliskich orbitach: prawdziwa planeta zawsze zajmuje swoją orbitę sama lub z krążącymi wokół niej satelitami i nic innego nie może mieć zastosowania w pobliżu .

Pochodzenie asteroid i planet jest takie samo: powstały z dysku pyłowego u zarania Układu Słonecznego. Dlatego asteroidy składają się z tych samych pierwiastków co planety i mogą zawierać wiele tych samych substancji, które znajdują się w skorupie, płaszczu lub jądrze Ziemi. Ale kluczowymi różnicami między asteroidami są ich małe rozmiary i niezróżnicowanie: jeśli na Ziemi i podobnych planetach znajduje się ogromny, niedostępny płaszcz i jądro ukryte pod skorupą, to w asteroidach te same metale, które są częścią jądra Ziemi i są niedostępne dla wydobycia można znaleźć bezpośrednio na powierzchni.

Przypomnijmy, że jądro Ziemi składa się ze stopu metalu, w skład którego wchodzą żelazo, nikiel, kobalt i inne tak zwane pierwiastki syderofilne. A jeśli w ziemskim górnictwie nie brakuje żelaza, to nikiel i kobalt są już dość cennymi i drogimi metalami do wydobycia. Ponieważ są one dostępne w asteroidach w takich samych ilościach jak żelazo, same w sobie mogą pokryć kosztowny program eksploracji asteroid. A jeśli weźmiemy pod uwagę, że wśród pierwiastków syderofilnych znajdują się również metale szlachetne z grupy platynowców, czyni to technologię jeszcze bardziej obiecującą.

Czy wszystkie asteroidy zawierają metale? Nie wszystko. Asteroidy dzielą się na cztery klasy. Trzy z nich są oznaczone literami: C, S i M. Klasa M to te same planetoidy metalowe o dużej zawartości żelaza, metali z grupy żelaza i metali platynowych. Oprócz nich w asteroidach M można znaleźć także złoto i inne rzadkie metale. Wiadomo to dzięki ich fragmentom spadającym na Ziemię w postaci meteorytów.

Klasa S - planetoidy metalokrzemianowe. Składają się ze skał, głównie krzemianów żelaza i magnezu. Można w nich znaleźć wtrącenia czystych metali, podobnych pod każdym względem do M-asteroidów, ale mniejszych rozmiarów.

Klasa C - asteroidy zawierające węgiel. Te bardzo powszechne asteroidy składają się z mieszaniny chondrytów węglowych i lodu wodnego. Wartość materiałów mineralnych wchodzących w skład ich składu jest niska, ale lód wodny jest interesujący jako źródło wody i tlenu wspomagającego życie ludzkie w kosmosie. I wreszcie czwarta klasa nie ma litery: asteroidy czwartego typu są nieaktywnymi kometami i składają się z wody, amoniaku i innych lodów.

Masy asteroid wszystkich wymienionych typów wahają się od tysięcy do miliardów ton, a największe asteroidy mają masę zbliżoną do planet karłowatych. Dostępność całej masy dowolnej asteroidy do celów wydobywczych sprawia, że ​​są one bardzo obiecującymi źródłami minerałów.

Technologie ekstrakcyjne

Podstawowymi i niezbędnymi technologiami dla każdego wydobycia na asteroidach są statki kosmiczne zdolne do dotarcia do nich oraz urządzenia robotyczne przeznaczone do bezpośredniego wykonywania pracy. Nawet jeśli ludzki astronauta przejmie zarządzanie wydobyciem, faktyczną pracę kruszenia gleby asteroidy muszą wykonywać maszyny.

Jeśli chodzi o docieranie do asteroid, niektóre z nich są dość dostępne dla współczesnych statków kosmicznych, a automatyczne sondy, takie jak japońska Hayabusa-1, już do nich dotarły i wróciły z próbkami gleby. Mówimy o tak zwanych asteroidach bliskich Ziemi, które krążą po orbitach wokół Słońca w pobliżu orbity Ziemi. Należą do najłatwiej dostępnych obiektów w Układzie Słonecznym, leżącym poza orbitą Księżyca. Dlatego wysyłanie pojazdów górniczych, automatycznych lub sterowanych przez człowieka, na takie asteroidy nie jest już czymś zasadniczo przełomowym, a utrudnia je jedynie duża masa wysyłanego hipotetycznego pojazdu i związany z tym wysoki koszt takiej misji kosmicznej.

Oto wymagania stawiane projektowanym urządzeniom przeznaczonym do wydobywania na asteroidach:

• Jeśli to możliwe, lekka waga. Cały sprzęt musi być wykonany z lekkich materiałów, aby zminimalizować koszty dostarczenia go do opracowywanego ciała niebieskiego;
• Zasilanie oparte na technologii ogniw słonecznych. Asteroidy bliskie Ziemi znajdują się w strefie o wystarczająco wysokim nasłonecznieniu, dlatego umieszczone na nich panele słoneczne będą wytwarzać większą moc;
• Wysoki stopień automatyzacji. Nawet jeśli na opracowywanej asteroidzie obecny jest stały kontyngent ludzi, ich zadania powinny ograniczać się do zdalnego sterowania sprzętem;
• Ekstrakcja bezpośrednia powinna być prowadzona z wykorzystaniem technologii zbliżonych do ziemskich. W przypadku luźnych asteroid odpowiednie jest odkrywkowe wydobycie minerałów; w gęstszych wały mogą się przebić;
• Ponieważ asteroidy nie mają dużej grawitacji, wszelkie prace nad nimi należy planować z uwzględnieniem warunków niemal całkowitej nieważkości. Warunki te różnią się od ziemskich zarówno pod względem pozytywnym (ułatwiony transport dużych ilości skał i minerałów), jak i negatywnym (niebezpieczeństwo wyrwania minerałów, sprzętu lub ludzi z powierzchni).

Osiągnięcie rentowności

Wszystkie te wymagania można spełnić przy użyciu obecnych technologii, ale nie są one wystarczające, aby przemysłowe eksploracje asteroid były opłacalne. Koszt nowoczesnego statku kosmicznego zaprojektowanego w celu dotarcia do asteroidy bliskiej Ziemi i powrotu z 50-gramową próbką gleby wynosi około 1 miliarda dolarów. Zwiększenie rozmiarów aparatu doprowadzi do zmniejszenia różnicy pomiędzy kosztem aparatu a kosztem minerałów dostarczanych na Ziemię, jednak pokonanie tej luki będzie możliwe jedynie przy zaporowo wysokich kosztach misji.

Istnieją jednak technologie, które mogą znacząco obniżyć koszty takiej misji, a w przyszłości sprawić, że przemysłowe wydobycie asteroid będzie opłacalne. Obejmują one:

• Wprowadzenie technologii wykorzystania zasobów bezpośrednio w miejscu wydobycia. Z asteroidów można pozyskać nie tylko minerały; jeśli zawierają lód wodny, można go za pomocą energii elektrycznej z paneli słonecznych przekształcić w wodór i tlen – paliwo rakietowe na podróż powrotną. Pozwoli to nie uwzględniać w budżecie masowym misji dużych ilości paliwa rakietowego przeznaczonego do wyniesienia pojazdu załadowanego rudą na niską orbitę okołoziemską;
• Ponadto, jeśli planuje się, że urządzenie będzie wyposażone w załogę, z tego samego lodu będzie można uzyskać wodę i tlen do użytku członków załogi;
• Zastosowanie samoreplikujących się robotów, zdolnych do wytwarzania podobnych mechanizmów z materiałów dostępnych na asteroidzie, jeszcze bardziej zmniejszy budżet masowy misji;
• Nawet jeśli dostarczanie na Ziemię minerałów, metali i wody wydobywanej z asteroid będzie kosztować więcej niż pozyskiwanie tych samych substancji ze źródeł naziemnych, materiały te można wykorzystać na niskiej orbicie okołoziemskiej. Ponieważ dostarczanie ogromnych ładunków z Ziemi na niską orbitę okołoziemską jest niezwykle kosztowne, uzyskanie korzystniejszych danych dotyczących kosztów rozwoju asteroid jest łatwiejsze niż zrównanie kosztów rozwoju asteroid z kosztami zagospodarowania ziemskich złóż.

Ostatni punkt ma szczególne znaczenie dla rozwijającego się przemysłu kosmicznego. Obecnie, gdy jakiekolwiek konstrukcje na orbicie muszą być budowane wyłącznie i zaopatrywane w materiały wydobywane na Ziemi, bardzo poważnie ogranicza to możliwą wielkość stacji kosmicznych i liczbę ich dostępnych do utrzymania nawet w najbardziej rozwiniętych krajach. Pojawienie się alternatywnego, bardziej opłacalnego źródła materiałów budowlanych, paliwa, tlenu i wody, jakim będą asteroidy, sprawi, że utrzymanie stacji kosmicznych będzie znacznie tańsze. Dlatego wielu ekspertów branży kosmicznej uważa, że ​​opanowanie technologii wydobywania asteroid jest niezbędnym krokiem dla dalszego rozwoju przemysłu kosmicznego w ogóle.

Stworzenie nowych, bardziej ekonomicznych silników rakietowych i metod wystrzeliwania ładunku na orbitę może również znacznie obniżyć koszty rozwoju asteroidy. Rozwój takich technologii w ogóle będzie miał niezwykle korzystny i stymulujący wpływ na przemysł kosmiczny: ponieważ w tej branży każdy gram wyniesiony na orbitę kosztuje mnóstwo pieniędzy, każda obniżka ceny będzie potężną zachętą do rozwoju. Do technologii, od których oczekuje się takiego efektu, należą na przykład Single Stage to Orbit, „winda kosmiczna”, rotowarki, „katapulty kosmiczne” i inne obiecujące osiągnięcia.

Ta lekcja wideo poświęcona jest tematowi „Zasoby oceanu świata, przestrzeń kosmiczna i zasoby rekreacyjne”. Zapoznasz się z głównymi zasobami oceanu i ich potencjałem wykorzystania w działalności gospodarczej człowieka. Na lekcji omówiono cechy potencjału zasobowego szelfu oceanicznego świata i jego współczesne wykorzystanie, a także prognozy rozwoju zasobów oceanicznych w kolejnych latach. Ponadto lekcja dostarcza szczegółowych informacji na temat przestrzeni kosmicznej (energii wiatrowej i słonecznej) oraz zasobów rekreacyjnych, a także podaje przykłady ich wykorzystania w różnych regionach naszej planety. Lekcja zapozna Cię z klasyfikacją zasobów rekreacyjnych oraz krajami o największym zróżnicowaniu zasobów rekreacyjnych.

Temat: Geografia zasobów naturalnych świata

Lekcja:Zasoby Oceanu Światowego, przestrzeń kosmiczna i zasoby rekreacyjne

Świat ocean to główna część hydrosfery, która tworzy powłokę wodną składającą się z wód poszczególnych oceanów i ich części. Oceany świata są magazynem zasobów naturalnych.

Zasoby Oceanu Światowego:

1. Woda morska. Woda morska jest głównym zasobem oceanu. Zasoby wody wynoszą około 1370 milionów metrów sześciennych. km, czyli 96,5% całej hydrosfery. Woda morska zawiera ogromną ilość substancji rozpuszczonych, przede wszystkim soli, siarki, manganu, magnezu, jodu, bromu i innych substancji. 1 cu. km wody morskiej zawiera 37 milionów ton rozpuszczonych substancji.

2. Zasoby mineralne dna oceanu. Szelf oceaniczny zawiera 1/3 wszystkich światowych zasobów ropy i gazu. Najbardziej aktywne wydobycie ropy i gazu odbywa się w Zatoce Meksykańskiej, Gwinei, Zatoce Perskiej i Morzu Północnym. Ponadto na szelfie oceanicznym wydobywa się minerały stałe (na przykład tytan, cyrkon, cynę, złoto, platynę itp.). Na szelfie znajdują się także ogromne zasoby materiałów budowlanych: piasku, żwiru, wapienia, skał muszlowych itp. Głębokowodne, płaskie części oceanu (koryto) są bogate w konkrecje żelazomanganu. Aktywnie zagospodarowują złoża szelfowe: Chiny, USA, Norwegia, Japonia, Rosja.

3. Zasoby biologiczne. Ze względu na styl życia i siedlisko wszystkie żywe organizmy oceanu dzielą się na trzy grupy: plankton (małe organizmy swobodnie dryfujące w słupie wody), nekton (organizmy aktywnie pływające) i bentos (organizmy żyjące w glebie i na dnie). . Biomasa oceaniczna zawiera ponad 140 000 gatunków organizmów żywych.

Ze względu na nierównomierne rozmieszczenie biomasy w oceanie wyróżnia się następujące pasy połowowe:

Arktyczny.

Antarktyda.

Umiarkowany północny.

Umiarkowany południowy.

Tropikalno-równikowy.

Najbardziej produktywne wody Oceanu Światowego to północne szerokości geograficzne. W północnych strefach umiarkowanych i arktycznych swoją działalność gospodarczą prowadzą Norwegia, Dania, USA, Rosja, Japonia, Islandia i Kanada.

4. Zasoby energetyczne. Oceany świata posiadają ogromne zasoby energii. Obecnie ludzkość wykorzystuje energię przypływów i odpływów (Kanada, USA, Australia, Wielka Brytania) oraz energię prądów morskich.

Zasoby klimatyczne i kosmiczne- niewyczerpane zasoby energii słonecznej, energii wiatru i wilgoci.

Energia słoneczna jest największym źródłem energii na Ziemi. Energię słoneczną najlepiej (efektywnie, opłacalnie) wykorzystuje się w krajach o suchym klimacie: Arabia Saudyjska, Algieria, Maroko, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Australia, a także Japonia, USA, Brazylia.

Energię wiatrową najlepiej wykorzystuje się na wybrzeżach mórz Północnego, Bałtyckiego, Śródziemnomorskiego, a także na wybrzeżu Oceanu Arktycznego. Niektóre kraje szczególnie intensywnie rozwijają energetykę wiatrową, szczególnie w 2011 roku w Danii 28% całej energii elektrycznej wyprodukowano przy użyciu generatorów wiatrowych, w Portugalii – 19%, w Irlandii – 14%, w Hiszpanii – 16% i w Niemczech – 8%. W maju 2009 roku 80 krajów na całym świecie wykorzystywało energię wiatrową w celach komercyjnych.

Ryż. 1. Generatory wiatrowe

Zasoby agroklimatyczne- zasoby klimatyczne oceniane z punktu widzenia aktywności życiowej roślin uprawnych.

Czynniki agroklimatyczne:

1. Powietrze.

5. Składniki odżywcze.

Ryż. 2. Agroklimatyczna mapa świata

Rekreacja- system działań prozdrowotnych, realizowany w celu przywrócenia prawidłowego samopoczucia i sprawności osoby zmęczonej.

Zasoby rekreacyjne- są to zasoby wszelkiego rodzaju, które można wykorzystać do zaspokojenia potrzeb ludności w zakresie rekreacji i turystyki.

Rodzaje zasobów rekreacyjnych:

1. Naturalne (parki, plaże, zbiorniki wodne, krajobrazy górskie, PTC).

2. Antropogeniczne (muzea, zabytki kultury, domy wczasowe).

Grupy przyrodniczo-rekreacyjne:

1. Medyczne i biologiczne.

2. Psychologiczne i estetyczne.

3. Technologiczne.

Grupy antropogeniczne:

1. Architektoniczny.

2. Historyczne.

3. Archeologiczne.

Turystów najbardziej przyciągają te regiony i kraje, które łączą zasoby naturalne z historycznymi: Francja, Chiny, Hiszpania, Włochy, Maroko, Indie.

Ryż. 3. Wieża Eiffla jest jednym z najczęściej odwiedzanych obiektów turystycznych

Praca domowa

Temat 2, s. 2

1. Podaj przykłady zasobów agroklimatycznych.

2. Jak myślisz, co może wpłynąć na liczbę turystów odwiedzających kraj lub region?

Bibliografia

Główny

1. Geografia. Podstawowy poziom. klasy 10-11: Podręcznik dla instytucji edukacyjnych / A.P. Kuzniecow, E.V. Kima. - wyd. 3, stereotyp. - M.: Drop, 2012. - 367 s.

2. Geografia gospodarcza i społeczna świata: Podręcznik. dla 10 klasy instytucje edukacyjne / V.P. Maksakowskiego. - wyd. 13. - M .: Edukacja, SA „Podręczniki moskiewskie”, 2005. - 400 s.

3. Atlas z zestawem map poglądowych dla klasy 10. Geografia gospodarcza i społeczna świata. - Omsk: FSUE „Omska Fabryka Kartograficzna”, 2012 - 76 s.

Dodatkowy

1. Geografia gospodarcza i społeczna Rosji: Podręcznik dla uniwersytetów / wyd. prof. NA. Chruszczow. - M.: Drop, 2001. - 672 s.: il., mapa: kolor. NA

Encyklopedie, słowniki, podręczniki i zbiory statystyczne

1. Geografia: podręcznik dla uczniów szkół średnich i kandydatów na studia. - wyd. 2, wyd. i rewizja - M.: SZKOŁA AST-PRESS, 2008. - 656 s.

Literatura przygotowująca do egzaminu państwowego i jednolitego egzaminu państwowego

1. Geografia. Testy. 10. klasa / G.N. Elkin. - St. Petersburg: Parytet, 2005. - 112 s.

2. Sterowanie tematyczne w geografii. Geografia gospodarcza i społeczna świata. 10. klasa / E.M. Ambartsumova. - M.: Intellect-Centrum, 2009. - 80 s.

3. Najbardziej kompletne wydanie standardowych wersji rzeczywistych zadań egzaminu Unified State Examination: 2010. Geografia / Comp. Yu.A. Sołowjowa. - M.: Astrel, 2010. - 221 s.

4. Kontrola tematyczna. Geografia. Natura Rosji. 8. klasa / N.E. Burgasova, S.V. Bannikov: Podręcznik. - M.: Intellect-Centrum, 2010. - 144 s.

5. Sprawdziany z geografii: klasy 8-9: do podręcznika, wyd. wiceprezes Dronowa „Geografia Rosji. Klasy 8-9: podręcznik dla placówek oświatowych” / V.I. Ewdokimow. - M.: Egzamin, 2009. - 109 s.

6. Optymalny bank zadań przygotowujących studentów. Ujednolicony egzamin państwowy 2012. Geografia. Podręcznik / komp. EM. Ambartsumova, SE Dyukowa. - M.: Intellect-Centrum, 2012. - 256 s.

7. Najbardziej kompletne wydanie standardowych wersji rzeczywistych zadań egzaminu Unified State Examination: 2010. Geografia / Comp. Yu.A. Sołowjowa. - M.: AST: Astrel, 2010. - 223 s.

8. Państwowa certyfikacja końcowa absolwentów klas IX w nowej formie. Geografia. 2013. Podręcznik / V.V. Barabanow. - M.: Intellect-Centrum, 2013. - 80 s.

9. Geografia. Praca diagnostyczna w formacie Unified State Exam 2011. - M.: MTsNMO, 2011. - 72 s.

10. Testy. Geografia. 6-10 klas: Podręcznik edukacyjno-metodyczny / A.A. Letyagin. - M.: LLC „Agencja „KRPA „Olympus”: Astrel, AST, 2001. - 284 s.

11. Jednolity egzamin państwowy 2010. Geografia. Zbiór zadań / Yu.A. Sołowjowa. - M.: Eksmo, 2009. - 272 s.

12. Sprawdziany z geografii: klasa 10: do podręcznika V.P. Maksakowskiego „Geografia ekonomiczna i społeczna świata. 10. klasa” / E.V. Baranczikow. - wyd. 2, stereotyp. - M.: Wydawnictwo „Egzamin”, 2009. - 94 s.

13. Najbardziej kompletne wydanie standardowych wersji rzeczywistych zadań egzaminu Unified State Examination: 2009. Geografia / Comp. Yu.A. Sołowjowa. - M.: AST: Astrel, 2009. - 250 s.

14. Jednolity egzamin państwowy 2009. Geografia. Uniwersalne materiały do ​​przygotowania uczniów / FIPI - M.: Intellect-Center, 2009. - 240 s.

15. Geografia. Odpowiedzi na pytania. Egzamin ustny, teoria i praktyka / V.P. Bondariew. - M.: Wydawnictwo „Egzamin”, 2003. - 160 s.

Materiały w Internecie

1. Federalny Instytut Pomiarów Pedagogicznych ().

2. Portal federalny Edukacja rosyjska ().

4. Oficjalny portal informacyjny Unified State Exam ().

Badanie UNSW wykazało, że w przypadku pojedynczej asteroidy bogatej w żelazo, biorąc pod uwagę istnienie rynku i inne założenia, inwestycja zwróciłaby się w ciągu 85 lat, jeśli ruda zostanie wysłana na Ziemię, ale tylko w ciągu 5 lat, jeśli zostanie wykorzystana w przestrzeni kosmicznej.

Nie tak drogie

Pomimo całej tej działalności sceptycy wątpią w perspektywy górnictwa kosmicznego pod względem inwestycji finansowych i czasowych. Oczywiście wydobycie zasobów w kosmosie będzie kosztowne. Całkowity budżet projektu, w ramach którego „” został wysłany na Marsa i utrzymywany przez 14 lat, wyniósł 2,5 miliarda dolarów.

Jednak wydobycie zasobów na Ziemi również nie jest tanie. Koszty rozwoju i produkcji sięgają setek milionów dolarów. Firmy wydają te pieniądze na poszukiwanie nowych złóż naziemnych. Wydobywanie zasobów kopalnych trwa dziesięciolecia. Ramy czasowe i kosztowe będą porównywalne do kosmicznych. Dlaczego po prostu nie zacząć latać w kosmos i wydobywać tam zasoby? To powinno być. Gdzie zacząć? Zacznijmy od badania, które sugeruje, że wykorzystanie rudy żelaza w kosmosie jest znacznie łatwiejsze niż sprowadzenie jej na Ziemię (zakładając, że w kosmosie istnieje rynek).

W przypadku towarów o wysokiej wartości, takich jak minerały ziem rzadkich lub metale z grupy platynowców, można rozważyć wysłanie ich na Ziemię, ale najlepiej jest tam wykorzystywać „zwykłe” zasoby, które można wydobywać w kosmosie.

Powszechnym argumentem jest to, że wystrzelenie ładunku z Ziemi w przestrzeń kosmiczną kosztuje 20 000 dolarów za kilogram, więc jeśli uda się wyprodukować ten kilogram w kosmos za mniej niż 20 000 dolarów, można zaoszczędzić dużo pieniędzy i osiągnąć zysk.

Na przykład SpaceX publikuje koszty startu na swojej stronie internetowej. Obecnie w przypadku Falcona 9 kwota ta wynosi 12 600 dolarów. Ale na razie rynku jako takiego nie ma i być może trzeba będzie go sztucznie napychać (np. NASA może podpisać umowę na dostawę wody na orbitę). Bez takiego nacisku początkowe zapotrzebowanie na wodę może pochodzić z turystyki kosmicznej, ale bardziej prawdopodobne jest, że tankowanie przez satelity odnotuje większy wzrost. Wodę można rozłożyć na tlen i wodór, które następnie można wykorzystać jako paliwo dla satelitów.

Pokój na świecie czy „dziki zachód”?

Jeśli chodzi o pokój na świecie, amerykańska ustawa kosmiczna wiąże się z szeregiem problemów, ponieważ jest ona niezgodna z obowiązującymi traktatami i prawdopodobnie zostanie zignorowana w innych krajach, a zatem niemożliwa do wyegzekwowania. Jednak z biegiem czasu powolne procesy w końcu sprawią, że wszystko znajdzie się w granicach prawnych. A jednak zanim w kosmosie zapanuje pokój, możliwe jest, że rozwinie się na przykład piractwo kosmiczne.

W listopadzie światowi przywódcy i przedstawiciele firm zajmujących się wydobyciem kosmicznym spotkają się w Sydney, aby omówić wyzwania związane z przyszłym wydobyciem zasobów poza Ziemią. Aby osiągnąć maksymalną interakcję pomiędzy ekspertami kosmicznymi a ekspertami z branży wydobywczej, zdecydowano się połączyć to wydarzenie z trzecią Konferencją Future Mining. Być może po jego zakończeniu dowiemy się wielu nowych i obiecujących rzeczy na temat tego z pewnością interesującego kamienia milowego w naszej przyszłości.

Potencjał energetyczny w skali globalnej pozwala nam zapewnić byt milionom ludzi, a także funkcjonowanie infrastruktury i kompleksu przemysłowego. Pomimo podziału źródeł wykorzystywanych do pracy elektrowni cieplnych, jądrowych i innych, wszystkie one opierają się na zasobach i zjawiskach pochodzenia naturalnego. Inna sprawa, że ​​nie wszystkie źródła są dziś w pełni rozwinięte. Na tej podstawie można wyróżnić zasoby klimatyczne i kosmiczne, które mają podobne perspektywy przyszłego wykorzystania, lecz wymagają odmiennego podejścia do sposobów pozyskiwania energii. Bezpośrednie wykorzystanie zasobów przyrody w działalności produkcyjnej i gospodarczej nie przebiega bez śladu. Ten aspekt zmusza specjalistów do zwrócenia się ku zasadniczo nowym technologiom wytwarzania energii.

Czym są zasoby klimatyczne i kosmiczne?

Prawie wszystkie współczesne rozwiązania mające na celu gromadzenie alternatywnych źródeł energii opierają się na zasobach klimatycznych. Z reguły istnieją cztery grupy takich źródeł: światło słoneczne, wiatr, wilgoć i ciepło. Jest to główny zestaw, który stanowi agroklimatyczną podstawę pracy przedsiębiorstw rolniczych. Ważne jest, aby zrozumieć, że nie wszystkie klimatyczne zasoby naturalne są wykorzystywane w pełnym zakresie. Zatem pomimo wartości światła słonecznego, nadal nie ma jednoznacznych dowodów na to, że tego typu magazyny mogą zastąpić tradycyjne rodzaje przetwarzania energii. Niemniej jednak niewyczerpaność tego zasobu stanowi poważną motywację do pracy w tym obszarze.

Jeśli chodzi o zasoby pochodzenia kosmicznego, w niektórych obszarach pokrywają się one z zasobami klimatycznymi. Na przykład w tej branży wykorzystuje się również energię słoneczną. Ogólnie rzecz biorąc, zasoby kosmiczne są zasadniczo nowym rodzajem energii, którego cechą jest wykorzystanie satelitów i stacji pozaatmosferycznych.

Wykorzystanie zasobów klimatycznych

Głównym konsumentem tych zasobów jest rolnictwo. W porównaniu z tradycyjnymi naturalnymi roślinami energetycznymi światło, wilgoć i ciepło tworzą nieco pasywny efekt, który sprzyja rozwojowi upraw. W związku z tym człowiek może korzystać z zasobów klimatycznych tylko w pierwotnej formie zasobów naturalnych.

Nie oznacza to jednak, że nie może kontrolować ich interakcji z odbiorcami energii. Budowa szklarni, ochrona przeciwsłoneczna i montaż barier wiatrowych - wszystko to można przypisać środkom regulującym wpływ zjawisk naturalnych na działalność rolniczą. Z drugiej strony energię wiatru i słońca można łatwo wykorzystać jako zasoby do wytwarzania energii elektrycznej. W tym celu opracowywane są fotopanele, stacje akumulacji przepływu powietrza itp.

Zasoby klimatyczne Rosji

Terytorium kraju obejmuje kilka stref różniących się różnymi cechami klimatycznymi. Aspekt ten determinuje także różnorodność sposobów wykorzystania wytworzonej energii. Do najważniejszych cech oddziaływania tego typu zasobów zalicza się optymalny współczynnik wilgotności, średni czas trwania i grubość pokrywy śnieżnej, a także korzystne warunki temperaturowe (wartość w średnich dobowych pomiarach wynosi 10°C).

Nierównomierny rozkład zasobów klimatycznych Rosji w różnych regionach również nakłada ograniczenia na rozwój rolnictwa. Na przykład regiony północne charakteryzują się nadmierną wilgocią i brakiem ciepła, co pozwala jedynie na uprawę ogniskową i uprawę szklarniową. Natomiast w południowej części panują sprzyjające warunki do uprawy wielu roślin, m.in. pszenicy, żyta, owsa itp. Wystarczająca ilość ciepła i światła również przyczynia się do rozwoju hodowli zwierząt w tym regionie

Wykorzystanie zasobów kosmicznych

Zasoby energii kosmicznej jako środek praktycznego zastosowania na Ziemi rozważano już w latach 70. XX wieku. Od tego czasu rozpoczął się rozwój bazy technologicznej, która umożliwiłaby alternatywne dostawy energii. Za główne źródła w tym przypadku uważa się Słońce i Księżyc. Jednak niezależnie od charakteru zastosowania, zarówno zasoby klimatyczne, jak i kosmiczne wymagają stworzenia odpowiedniej infrastruktury do przesyłu i akumulacji energii.

Najbardziej obiecującymi obszarami realizacji tego pomysłu jest utworzenie księżycowej stacji energetycznej. Trwają także prace nad nowymi antenami promieniującymi i panelami słonecznymi, którymi powinny sterować naziemne punkty serwisowe.

Technologie konwersji energii kosmicznej

Nawet w przypadku pomyślnej transmisji energii słonecznej potrzebne będą środki jej konwersji. Najbardziej efektywnym narzędziem dostępnym obecnie do tego zadania jest fotokomórka. Jest to urządzenie, które przekształca potencjał energetyczny fotonów w konwencjonalną energię elektryczną.

Należy zauważyć, że zasoby klimatyczne i kosmiczne w niektórych obszarach są łączone właśnie dzięki zastosowaniu takiego sprzętu. Fotopanele znajdują zastosowanie w rolnictwie, choć zasada końcowego spożycia jest nieco inna. Jeśli zatem klasyczna formuła wykorzystania zasobów agroklimatycznych zakłada ich naturalne zużycie przez obiekty działalności gospodarczej, wówczas baterie słoneczne w pierwszej kolejności wytwarzają energię elektryczną, którą można później wykorzystać na różnorodne potrzeby rolnicze.

Znaczenie zasobów klimatycznych i kosmicznych

Na obecnym etapie postępu technologicznego ludzie aktywnie angażują się w alternatywne źródła energii. Mimo to podstawą surowców energetycznych jest w dalszym ciągu klimat i zasoby klimatyczne, które można prezentować w różnych postaciach. Oprócz zasobów wodnych kompleks rolniczy pełni funkcję platformy o ogromnym znaczeniu dla źródeł utrzymania ludzi.

Na razie korzyści płynące z energii kosmicznej są mniej oczywiste, ale w przyszłości możliwe jest, że branża ta stanie się dominująca. Choć trudno sobie wyobrazić, aby źródła alternatywne na taką skalę kiedykolwiek przewyższyły znaczenie potencjału energetycznego Ziemi. Tak czy inaczej, zasoby klimatyczne mogą zapewnić ogromne możliwości w zakresie zaspokojenia potrzeb przemysłu i krajowego sektora w zakresie energii elektrycznej.

Problemy zagospodarowania zasobów

Jeśli energia kosmiczna jest wciąż na etapie rozwoju teoretycznego, to przy bazie agroklimatycznej wszystko jest bardziej pewne. Bezpośrednie wykorzystanie tych zasobów w tym samym rolnictwie jest z powodzeniem organizowane na różnych poziomach, a od człowieka wymaga się jedynie regulowania eksploatacji z punktu widzenia racjonalnego wykorzystania. Jednak klimat i zasoby klimatyczne nie są jeszcze wystarczająco rozwinięte jako źródła przetwarzania energii. Choć projekty tego typu są od dawna realizowane technicznie w różnych formach, ich wartość praktyczna jest wątpliwa ze względu na niecelowość finansową ich stosowania.

Wniosek

Podejścia do wytwarzania i dystrybucji energii w dalszym ciągu zależą od potrzeb użytkownika końcowego. Wybór źródeł pozwalających na zapewnienie czynności życiowych w różnych obszarach odbywa się w oparciu o parametry wymaganego zaopatrzenia. Za kompleksowe zaopatrzenie odpowiada wiele źródeł, w tym klimatycznych. Zasoby kosmiczne praktycznie nie są zaangażowane w ten proces. Być może w ciągu najbliższych lat, wraz z rozwojem technologii, specjalistom uda się pozyskać tego rodzaju energię na dużą skalę, jednak jest za wcześnie, aby o tym mówić. Pomyślną akumulację zasobów kosmicznych częściowo utrudnia niewystarczający poziom wsparcia technologicznego, nie ma jednak jednoznacznej opinii na temat korzyści finansowych takich projektów.

Przyszłość ludzkości związana jest z niewyczerpanymi zasobami Oceanu Światowego.

Głównym bogactwem Oceanu Światowego są wody oceaniczne, które stanowią 96,5% hydrosfery. Jak wiadomo, woda oceaniczna zawiera aż 75 pierwiastków chemicznych z układu okresowego. Dlatego też wody morskie i oceaniczne należy uznać za źródło surowców mineralnych.

W wodzie oceanicznej największe stężenie stanowi udział rozpuszczonych soli. Od niepamiętnych czasów ludzkość wydobywała sól kuchenną poprzez odparowanie wody morskiej. Obecnie Chiny i Japonia pokrywają część swojego zapotrzebowania na sól kuchenną za pomocą wody morskiej. Około jedna trzecia soli kuchennej produkowanej na świecie pochodzi z wód oceanicznych.

Woda morska zawiera magnez, siarkę, brom, aluminium, miedź, uran, srebro, złoto i inne pierwiastki chemiczne. Nowoczesne możliwości techniczne umożliwiają izolację magnezu i bromu z wody oceanicznej.

Oceany świata są magazynem podwodnych zasobów mineralnych. Prawie wszystkie minerały występujące powszechnie na lądzie znajdują się również w strefie szelfowej Oceanu Światowego.

Zatoki Perska i Meksykańska, północna część Morza Kaspijskiego oraz strefy przybrzeżne Oceanu Arktycznego, gdzie prowadzona jest produkcja przemysłowa oraz poszukiwania złóż ropy i gazu, są bogate w zasoby mineralne.

Obecnie strefy przybrzeżne Oceanu Światowego są aktywnie badane pod kątem poszukiwania i produkcji rud i minerałów niemetalicznych. W szczególności obszary przybrzeżne Wielkiej Brytanii, Kanady, Japonii i Chin wydają się być bogate w węgiel. Złoża cyny odkryto u wybrzeży Indonezji, Tajlandii i Malezji. Na wybrzeżu Namibii trwają poszukiwania diamentów; W strefie przybrzeżnej Stanów Zjednoczonych wydobywa się złoto i żelazomangan. Morze Bałtyckie obmywające wybrzeża krajów bałtyckich od dawna słynie z bursztynu.

Największym zainteresowaniem cieszy się Ocean Światowy jako źródło zasobów energii. Zasoby energetyczne Oceanu Światowego są praktycznie niewyczerpane. Energia pływów jest wykorzystywana przez człowieka od drugiej połowy XX wieku. Według obliczeń energię przypływów i odpływów szacuje się na 6 miliardów kW, czyli prawie 6 razy więcej niż rezerwa energii rzek świata.

Potencjalne rezerwy energii pływów skoncentrowane są w Rosji, Kanadzie, USA, Argentynie, Australii, Chinach, Francji, Wielkiej Brytanii itp. Wymienione powyżej kraje wykorzystują energię pływów do celów zaopatrzenia w energię.

Oceany świata są również bogate w zasoby biologiczne. Flora i fauna Oceanu Światowego, bogata zwłaszcza w białka, zajmuje znaczące miejsce w diecie człowieka.

Według niektórych raportów w oceanie żyje do 140 tysięcy gatunków zwierząt i roślin. Obecnie 20% zapotrzebowania ludzkości na wapń pokrywane jest przez zasoby biologiczne Oceanu Światowego. Rybołówstwo stanowi 85% wyprodukowanej „żywej” biomasy.

Morza Beringa, Ochockiego, Morza Japońskiego i Norweskiego, a także wybrzeże Pacyfiku w Ameryce Łacińskiej są bogate w ryby.

Ograniczona dostępność zasobów biologicznych zmusza ludzkość do ostrożnego traktowania bogactw Oceanu Światowego.

ZASOBY KLIMATU I PRZESTRZENI

Zasoby klimatyczne i kosmiczne obejmują energię słoneczną, energię wiatru i ciepło geotermalne. Wymienione zasoby należą do tzw. zasobów nietradycyjnych.

Energia słoneczna jest przedmiotem największego zainteresowania ludzkości. Słońce jest źródłem niewyczerpanej energii, którą człowiek wykorzystuje w gospodarce narodowej od czasów starożytnych.

Całkowita moc energii słonecznej docierającej do Ziemi jest kilkadziesiąt razy większa niż całkowita energia zasobów paliwowo-energetycznych Ziemi i tysiące razy większa niż to, co obecnie zużywa ludzkość.

Tropikalne szerokości geograficzne są bogate w energię słoneczną. W tropikach i strefie suchej dominują dni bezchmurne, a promienie słoneczne kierują się niemal pionowo w stronę powierzchni ziemi. Obecnie elektrownie słoneczne działają w wielu krajach.

Kolejnym ważnym niekonwencjonalnym źródłem energii jest energia wiatrowa. Człowiek od dawna wykorzystuje siłę wiatru. Dotyczy to wiatraków, żaglowców itp. Umiarkowane szerokości geograficzne są stosunkowo bogate w energię wiatrową.

Jak zauważono, wewnętrzne ciepło Ziemi jest trzecim nietradycyjnym źródłem energii. Energia wewnętrzna Ziemi nazywana jest energią geotermalną.

Źródła energii geotermalnej ograniczają się do pasów aktywnych sejsmicznie, regionów wulkanicznych i stref zaburzeń tektonicznych.

Islandia, Japonia, Nowa Zelandia, Filipiny, Włochy, Meksyk, USA, Rosja itp. posiadają znaczne zasoby energii geotermalnej.

Ograniczona dostępność źródeł mineralnych oraz ekologiczna „czystość” nietradycyjnych źródeł energii przyciągają uwagę naukowców na rozwój energii Słońca, wiatru i wewnętrznego ciepła Ziemi.

ZASOBY BIOLOGICZNE

Flora i fauna tworzą biologiczne bogactwo Ziemi, zwane biozasobami. Zasoby roślinne obejmują ogół roślin uprawnych i dzikich. Zasoby roślinne są bardzo zróżnicowane.

Zasoby roślinne i zwierzęce Ziemi są zasobami naturalnymi wyczerpywalnymi i jednocześnie odnawialnymi. To właśnie zasoby biologiczne zostały po raz pierwszy opracowane przez człowieka.

Ważną rolę w działalności gospodarczej człowieka odgrywają lasy, których łączna powierzchnia wynosi 40 mln km2 (4 miliardy hektarów), co stanowi prawie jedną trzecią (30%) powierzchni lądowej.

Wylesianie (roczne pozyskiwanie drewna na świecie wynosi 4 miliardy metrów sześciennych) i rozwój przemysłowy obszarów leśnych są główną przyczyną zmniejszania się powierzchni lasów.

W ciągu ostatnich 200 lat powierzchnia lasów na Ziemi zmniejszyła się prawie o połowę. Tendencja ta utrzymuje się i według najnowszych danych powierzchnia lasów zmniejsza się o 25 mln ha rocznie. Redukcja lasów zaburza równowagę tlenową, prowadzi do spłycenia rzek, zmniejszenia liczebności dzikich zwierząt i zaniku cennych odmian drewna. Innymi słowy, drapieżna eksploatacja lasów rodzi problemy środowiskowe, których rozwiązanie jest ściśle związane z ochroną środowiska.

Obszary leśne w postaci ciągłych pasów ograniczają się do strefy umiarkowanej i równikowej (patrz Atlas, s. 8).

Obszary leśne skupiają się w strefach klimatu umiarkowanego i subtropikalnego. Około połowa światowych zasobów drewna znajduje się na półkuli północnej. W lasach strefy umiarkowanej najcenniejszymi gatunkami są drzewa tekowe i iglaste. Rosja, Kanada, USA i Finlandia są bogate w lasy. To właśnie w tych krajach rozwija się przemysł leśny, gdzie dzięki sztucznym nasadzeniam zatrzymano redukcję obszarów leśnych.

Lasy półkuli południowej skupiają się w strefach klimatu tropikalnego i równikowego. Drugą połowę światowych zasobów drewna stanowią lasy tropikalne i równikowe półkuli południowej.

Lasy równikowe i tropikalne, w przeciwieństwie do lasów strefy umiarkowanej, reprezentowane są przez gatunki drzew liściastych. Ponadto omawiane lasy są bogate w cenne gatunki drewna.

Obszary leśne półkuli południowej skupiają się w Brazylii, Peru, Boliwii, Kolumbii, Kongo, Indiach, Birmie, Indonezji itp.