Освоение планеты: История освоения планеты человеком

История освоения планеты человеком

Во все времена человек использовал ресурсы природы как источник своего существования, так как другого источника у него не было и нет. При этом он неосознанно исходил из того, что вся живая и неживая природа существует исключительно для него, для его блага, что она неистощима и что ею можно распоряжаться в собственных интересах бесконечно. Однако в XX в. ученые всего мира забили тревогу, доказывая, что при варварском отношении к природе человечество скоро окажется на пороге экологической катастрофы.

История освоения планеты человеком — это история развития цивилизации и расселения людей по всей Земле, что стало возможным только по мере того, как человек совершенствовал технологию добычи пищи, научился пользоваться огнем и защищаться от непогоды. В то же время все это уже на ранних стадиях развития цивилизации привело к географической разобщенности людей, а, следовательно, к формированию разных языков, культур и религий. Обособление определило и разные темпы технического и культурного прогресса, который активнее шел в районах самых древних расселений, где различные культуры взаимодействовали более тесно.

Процесс объединения культур начался на основе развития новых технологий, которые постепенно распространились по всей планете: сначала — сельскохозяйственные, потом — индустриальные, а теперь — информационные.

Использование и совершенствование орудий труда, а также способность передавать потомкам свой опыт и приобретенные навыки выделили человека среди млекопитающих. У первобытного охотника не оказалось конкурентов, а защищаться от хищников он умел. Все это способствовало росту населения, что, в свою очередь, заставляло человека осваивать новые территории и селиться сравнительно небольшими группами. Современная генетика утверждает, что все люди произошли от одного предка, но даже при такой генетической связи в результате удаленности одной группы людей от другой их язык и культура стали развиваться разными путями. И если предметы материальной культуры каменного века очень похожи друг на друга, то в более поздние периоды они во многом различаются.

В умеренных широтах человек совершенствовал орудия труда и разрабатывал тактику охоты, в том числе способы загона и ловушек, а также осваивал разные приемы ловли рыбы. О мастерстве человека-охотника каменного века красноречиво свидетельствуют огромные скопления костных останков животных на его стоянках.

Самые крупные травоядные животные — мамонт, волосатый носорог, дикая лошадь, а также крупные хищники — пещерный медведь, пещерный лев, саблезубая дикая кошка — исчезли к концу последнего оледенения, т. е. 10 — 20 тыс. лет назад. Наиболее поздняя находка останков мамонта относится к VII тысячелетию до н. э., а останки большеротого оленя — к XVIII — X тысячелетию до н. э. Сторонники гипотезы об истреблении человеком-охотником крупных животных так называемой «мамонтовой фауны» считают это явление первым | экологическим кризисом на планете, или кризисом консументов (от лат. consumo — потребитель). Если даже предположить, что первобытный охотник и был истребителем «мамонтовой фауны», то все равно это не могло привести к экологическому кризису. Скорее, это был «продовольственный» кризис для тех групп охотников, которые специализировались на крупных травоядных животных. Сейчас хорошо известно, что древние охотники меняли «профиль» охоты: переходили от одних видов животных к другим. Следовательно, после естественного вымирания «мамонтовой фауны» не было и «продовольственного» кризиса, просто первобытные люди стали охотиться на животных среднего размера. О естественном вымирании крупных животных «мамонтовой фауны» свидетельствует исчезновение их на всех континентах, причем наибольшее число видов в самой малонаселенной — в Америке, а наименьшее — в самой заселенной — в Европе. Наконец, изучение жизни индейцев — охотников за бизонами в Северной Америке показало, что, убивая бизонов, люди заботились о том, чтобы приумножить их стада, для чего выжигали лес, расширяя площадь прерий.

Учение Старожилова о нооландшафтосфере — фундаменте практик освоения планеты Земля

27 мая 2022

Работа представляет собой продолжение комплексных исследований ландшафтной школы Дальневосточного федерального университета, разработок по темам «Ландшафтное звено выстраивания, планирования и развития экономических, градостроительных и других структур осваиваемых территорий» и «Ландшафтоведение: стратегия, опыт практик в освоении территорий геосистем континент — Мировой океан». Исследования показали, что продуктивное освоение и развитие территорий планеты Земля, построение гармонизированных с континентальной природой и океаном моделей освоения территории определяются не только базовыми экономическими, социальными и другими показателями, но и знанием ландшафтных условий территорий, прежде всего, как моделей «природного фундамента» пространственного развития территорий, и в том числе размещения и развития конкурентоспособных технологий, предприятий и компаний.

На планете Земля практическая деятельность общества осуществляется преимущественно в приповерхностной ее части на границе взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Они наиболее интенсивно взаимодействуют в сфере ландшафтов, ранее названной Ф.И. Мильковым биологическим фокусом Земли. Сфера ландшафтов в 1950 году была Ю.К. Ефремовым названа ландшафтной сферой, которая не считалась природным телом и не рассматривалась природным фундаментом практик освоения. В современное время, по данным исследований Дальневосточного федерального университета, в связи с изменением научной и практической направленности использования и пониманием сферы как природного тела изменился статус ее понимания, назначения и применения. По результатам анализа, синтеза и оценки ландшафтных материалов в Тихоокеанском международном ландшафтном центре Дальневосточного федерального университета установлено, что практическое значение сферы в потребностях общества другое, и она в новое время приобрела большое значение (рассматривается впервые) ландшафтного «фундамента» освоения территорий. Учитывая отмеченное и прикладное значение сферы в современное время, предлагается для фиксации нового понимания, содержания, использования сферы ландшафтов человечеством и интенсивного вовлечения общества в освоение, назвать ее нооландшафтосферой.

Рисунок 1. Карта Тихоокеанского ландшафтного пояса России, его областей, провинций (Старожилов, 2021. Фрагмент карты районирования нооландшафтосферы планеты Земля). Области пояса: 1. Сихотэ-Алинская; 2. Нижнеамурская; 3. Приохотская; 4. Колымская; 5. Анадырьская; 6. Чукотская; 7. Корякская; 8. Камчатско-Курильская; 9. Сахалинская; 10. Японская; 11. Охотская; 12. Беринговая; 13. Тихоокеанская. Провинции областей окраинных морей: японской (10): шельфовые — А. Западнояпонская; Б. Северояпонская; В. Восточносахалинская; Г. Восточнояпонская; морская: Д. Центральная японская; охотской (11): шельфовые: А. Западноохотскосахалинская; Б. Западноохотская; В. Колымскоохотская; Г. Охотскокамчатская; Д. Камчатскокурильская; Ж. Охотскокурильская ; морская: Е. Центральная охотская; беринговой (12): шельфовые: А. Командорскоберинговая; Б. Корякскоберинговая; В. Камчатскоберинговая; Д. Тихоокеанскокурильскокамчатская; морская: Г. Центральноберинговая

При этом нооландшафтосфера рассматривается как сложное пространственно-временное динамическое природное тело элементов неорганической и органической природы, возникающее в результате взаимопроникновения, взаимообусловленности и взаимодействия различных геосфер и сформированная в результате их вещественных, энергетических и информационных потоков. Она представляет собой слой сравнительно небольшой толщины, равной вертикальной мощности ландшафтов. Структурными элементами этой сферы являются ландшафты. При этом под ландшафтом нами понимается природное тело, имеющее высотную (верхнюю), глубинную (нижнюю) и горизонтальную (площадную) границы, с внутренним содержанием взаимосвязанных, взаимообусловленных и взаимопроникающих друг в друга компонентов (фундамент, рельеф, климат, почвы, растительность, биоценозы), с дифференциацией, подчиняющейся высотной и широтной зональностям, и организованных ответственными за них орогеническим, орографическим, климатическим, фиторастительным, биологическим факторами в определенных зональных и азональных условиях в каждый момент своего существования.

Понимание ландшафта как природного тела определяет и новое понимание рассматриваемой сферы. Она понимается нами как природное тело Земли, изменился ее статус. Нооландшафтсфера и составляющие ее ландшафты как природные тела представляются важными объектами практической реализации ландшафтного подхода (метода) в решении различных производственных и научных вопросов. При этом ландшафтному анализу подвергаются ландшафты различных рангов, и в конечном итоге дается та или иная качественная и количественная географическая практическая оценка соответствующего географического содержания нооландшафтосферы, а полученные результаты анализа, синтеза и оценки применяются для решения соответствующих производственно-хозяйственных задач вплоть до ландшафтов ранга нооландшафтосферы.

Рисунок 2. Ландшафтные провинции Сихотэ-Алинской ландшафтной области (в границах Приморского края): I — Самаргинская, II — Северо-Сихотэ-Алинская, III — Восточно-Сихотэ-Алинская, IV — Центрально-Сихотэ-Алинская, V — Западно-Сихотэ-Алинская, VI — Западно-Приморская равнина, VII — Восточно-Маньчжурская, VIII — Южно-Приморская

Современный этап развития освоения территорий не только планеты Земля, Российской Федерации, но и ее отдельных территорий определяется не только базовыми экономическими, социальными и другими показателями, но и знанием ландшафтного внутреннего содержания территорий прежде всего как «природного фундамента» пространственного развития территорий, и в том числе размещения и развития конкурентоспособных технологий, предприятий и компаний. В последнее десятилетие в связи с освоением России наблюдается усиление направленного изучения ландшафтов. Это делается целенаправленно и ландшафтной школой профессора Старожилова. По результатам исследований формулируется, что любое освоение любой ландшафтной территории затрагивает прежде всего ландшафты. Они в современных представлениях представляют собой базовые основы: природный «фундамент» многоотраслевого освоения и в целом пространственного развития территорий. Нами ранее неоднократно природный «фундамент» представлялся как основа для социальной, экологической, сельскохозяйственной и других форм деятельности. Именно ландшафт и в целом нооландшафтосфера являются первоначальными объектами, фокусом и основой для гармонизированного с природой построения моделей отраслевого освоения. И прежде чем перейти к построению моделей отраслевого освоения территорий, проектировщики должны иметь материалы по природным основам освоения (ландшафтам) и только после их индикации, анализа и синтеза, оценки проводить работы по проектированию, планированию объектов освоения и развития территорий. То есть первоначальным объектом внимания освоения является нооландшафтосфера и ее составляющие природные тела (ландшафты). Они вовлекаются в оценку уже на первоначальном этапе планирования, освоение зависит от результатов оценки возможностей вовлечения ландшафтов в проектирование. Важно отметить, что в целом выбор ландшафтных параметров освоения, создание опорного ландшафтного «фундамента» пространственной организации, обеспечивающей достижение заявленных целей пространственного развития, проводится с применением разработанной в Дальневосточном федеральном университете особой самостоятельной парадигмы ландшафтопользования.

Нооландшафтосфера представляет собой особую современную ландшафтную сферу деятельности в производственно-хозяйственном освоении территорий и формулируется как ландшафтный «фундамент» пространственной организации, обеспечивающей достижение заявленных целей пространственного развития с опорными узловыми ландшафтными структурами освоения, выступающими источником изменений и размещения конкурентноспособных технологий, предприятий и компаний, направленных на рациональное освоение и использование территорий, минимизацию глобальных и региональных последствий изменения природы и общества, поиск и внедрение инновационных подходов в устойчивом, экологически сбалансированном и безопасном развитии территорий.

При обосновании выделения и формулировании нооландшафтосферы используется значительный материал по ландшафтам, полученный благодаря работе по Тихоокеанскому ландшафтному поясу, а также при разработке общей Дальневосточной ландшафтной парадигмы и Дальневосточной ландшафтной парадигмы индикации и планирования, разработок по картографическому оцифрованному ландшафтному обеспечению индикации, планированию и геоэкологическому мониторингу юга Тихоокеанского ландшафтного пояса России, а также по «Ландшафтному звену выстраивания, планирования и развития экономических, градостроительных и других структур осваиваемых территорий», работам «О необходимости принятия к практической реализации новой ландшафтной стратегии к пространственному развитию геосистемы континент — Мировой океан», «К пространственному развитию территорий: районирование Тихоокеанского ландшафтного пояса геосистемы Восток России — Мировой океан», «Ландшафтоведение: стратегия, опыт практик в освоении территорий геосистем континент — Мировой океан», а также «Актуальная новая концепция паспортизации ландшафтов России», «Ландшафтопользование: научно-прикладная парадигма освоения территорий».

Общей методологической основой исследований является комплексная основа ландшафтного научно-практического направления, разработанная Дальневосточной ландшафтной школой профессора Старожилова, направленная на рациональное освоение и использование территорий, минимизацию глобальных и региональных последствий изменения природы и общества, поиск и внедрение инновационных подходов в устойчивом, экологически сбалансированном и безопасном развитии обширного региона. Основанной на анализе, синтезе и оценке не только теоретических результатов научных исследований, но и практической реализации ландшафтного подхода в различных отраслях производства Тихоокеанского ландшафтного пояса России.

При разработке и формулировании нооландшафтосферы использовалась методология новой ландшафтной стратегии к пространственному развитию геосистемы континент — Мировой океан, а также предложенной в Дальневосточном федеральном университете парадигмы ландшафтопользования.

Значимым является то, что в основу разработок по нооландшафтосфере положены многолетние авторские полевые геолого-географические и географические научные и производственные исследования обширной территории окраинной зоны востока России, которые в свою очередь включают полевые исследования Сихотэ-Алинской, Сахалинской, Камчатской, Анадырской ландшафтных областей. В целом отметим, что весь полученный полевой и научный материал по ландшафтам анализировался на междисциплинарном уровне, осмысливался и формулировался. Благодаря этому была определена научная и практическая географическая целостность ландшафтов континентального обрамления и сопряженных с ним окраинных морей Тихого океана, выделенных орогенных таксонов Тихоокеанского ландшафтного пояса и важность их для выполнения задач освоения высотного обрамления и окраинных морей Тихого океана. При обосновании применения материалов по таксонам при освоении окраинно-континентальной переходной зоны к океану использовались материалы практической реализации ландшафтного подхода с применением ландшафтной индикации в различных областях природопользования. Особо отметим, что для определения региональной и планетарной ландшафтной целостности таксонов ландшафтов как структурных единиц Тихоокеанского ландшафтного пояса, соизмеримых с фокусом максимального взаимодействия океана и Азиатского континента, применены материалы авторских палеогеографических исследований. Применены результаты геологических и палеогеографических реконструкций по установлению генезиса, состава и тектонической эволюции фундамента ландшафтов. Применялась авторская концепция геодинамической эволюции зоны перехода Азиатского континента к океану.

При выделении нооландшафтосферы использовались картографические материалы. Это прежде всего оцифрованные векторно-слоевые морфологические ландшафтные основы (векторно-слоевые ландшафтные карты), которые на цифровом уровне дают знание строения географического пространства рассматриваемого объекта. Использовались карты:

Карты: 1. Ландшафты Тихоокеанского ландшафтного пояса России. 2. Ландшафты Приморского края. 3. Провинции Приморского края. 4 Водосбор озера Ханка. 5. Остров Русский. 6. Положение и эволюция основных палеоструктур и сопряженных с ними элементов зоны перехода северо-востока Азии к Тихоокеанской плите

1. Карта ландшафтов Тихоокеанского ландшафтного пояса, областей и прилегающих морей в масштабе 1:3 000 000 (автор Старожилов В. Т.). На карте также выделены ландшафтные области: Сихотэ-Алинская, Нижнеамурская, Приохотская, Колымская, Анадырьская, Чукотская, Корякская, Камчатская, Сахалинская. Представлены сопряженные с континентальными областями выделенные области, провинции, округа окраинных морей морской диалектической пары Тихоокеанского ландшафтного пояса России.

2. Ландшафтная карта Приморского края масштаба 1:1 000 000 (автор Старожилов В. Т., сжатая версия электронной карты ландшафтов Приморского края масштаба 1:500 000).

3. Карта ландшафтного районирования Приморского края масштаба 1:1 000 000 (автор Старожилов В.Т.). Выделено 54 округа, 8 провинций, 4 области.

4. На основе базовой карты ландшафтов Приморского края (на карте картографировано 3156 выделов ландшафтов), так как она цифровая, было получено отдельных 3156 карт по всем выделенным на карте выделам ландшафтов. На основе карты районирования, так как она цифровая векторно-слоевая, было получено отдельных 66 карт ландшафтных единиц районирования.

5. Впервые для АТР издана (автор Старожилов В. Т.) объяснительная записка к карте ландшафтов Приморского края масштаба 1:500 000. В ней описано 3156 выделов (паспортов) ландшафтов.

6. На основе общей векторно-слоевой карты ландшафтов Приморского края составлены частные векторно-слоевые карты ландшафтов и высотно-ландшафтных комплексов островных, озерных и горных водосборов Тихоокеанского ландшафтного пояса, в том числе составлена карта ландшафтов и высотно-ландшафтных комплексов водосбора озера Ханка.

7. Ландшафтная карта острова Сахалин в масштабе 1:500 000. В настоящее время карта и объяснительная записка к ней готовятся к изданию.

8. Ландшафтная карта урочищ и групп урочищ острова Русского и прилегающих к нему островов Владивостокского городского округа масштаба 1:25 000.

9. Карта положения и эволюции палеоструктур и сопряженных с ними элементов зоны перехода северо-востока Азии к Тихоокеанской плите.

Карты представляются значимым академическим творением в сфере цифровых карт, основанным на огромном опыте изысканий в области теории, а также практике ландшафтопользования, и вплоть до сегодняшнего времени в части обзорности и содержательности не имеют аналогов для территории Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР), охватывая Азиатские государства. Они принадлежат к картам новейшего поколения, в которых в перспективе станут отображать в цифровом виде не отраслевые слои компонентов, но слои классификационных единиц ландшафтов. Немаловажно в таком случае, что карты нацелены на практическую реализацию ландшафтного подхода в освоении земель, а также способны быть примененными как естественные модели «фундамента» с целью формирования гармонизованных с природой экологических карбоновых полигонов, гидрологических, экономических, социальных и других моделей освоения территорий. Важно, что все они нацелены на применение их в формировании стратегии пространственного развития.

Кроме того, использовался фундаментальный результат по ландшафтам континентального обрамления Тихого океана в системе ландшафт, вид, род, класс, тип, округ, провинция, область, пояс. Важно отметить, что именно с получением фундаментального результата по ландшафтам и их картографическим разномасштабным документам появилась возможность анализировать ландшафтные модели, сравнивать между собой и рассматривать их природным «фундаментом» и основой для построения гармонизированных с природой различных моделей освоения (сельскохозяйственных, карбоновых полигонов, экономических, социальных, градостроительных и других). Использование его при многоотраслевом освоении в свою очередь повлекло многократное его использование. Чтобы сохранить их сопоставимость, необходимо было провести стандартизацию консервативного внутреннего содержания всех ландшафтов и составить документ (паспорт) на каждый ландшафт. Такой документ с консервативными данными по ландшафтам уже можно было многократно использовать для построения моделей освоения территорий.

Весь полученный ландшафтной школой профессора Старожилова теоретический и полевой ландшафтный материал был проанализирован, получены кроме статистических данных еще и фундаментальные данные, важные для выделения и формулирования нооландшафтосферы как природного фундамента освоения. В частности, для этого необходимо наше понимание нооландшафтосферы и составляющих ее ландшафтов — природных тел, имеющих границы и представляющих собой результат взаимодействия геосфер и их вещественных, энергетических и информационных потоков. Отмеченные потоки имеют качественные и количественные характеристики, которые напрямую можно использовать на практике (особенно количественные данные) при определении внутреннего содержания формируемых ими ландшафтных образований. Следовательно, определился дополнительный количественный инструмент изучения внутреннего содержания ландшафтов и в целом нооландшафтосферы и использования его при построении природных моделей как природного фундамента освоения. Кроме того, в целом стирается и расширяется граница возможностей применения данных о планете Земля к изучению и применению на практике данных по нооландшафтосфере. По нашему мнению, стирание отмеченной границы расширяет возможности практической реализации ландшафтного метода при освоении территорий и в целом их пространственного развития. Важно отметить, что полученные данные, выделение и формулирование нооландшафтосферы как природного фундамента освоения с учетом количественных данных по вещественным, энергетическим и информационным потокам расширяет возможности государственного практического и образовательного использования природного фундамента практик освоения планеты Земля. Кроме того, отмеченное способствует осознанию границ многих наук, в том числе естественных и географических.

Важно отметить, что исследования ландшафтной школы академика Российской академии естествознания (РАЕ), профессора Старожилова поддерживаются ландшафтными центрами России, депутатами Российской Федерации, Дальневосточным федеральным университетом, географическим сообществом Российской Федерации. В частном случае это частично зафиксировано в решении круглого стола географами конференции «Геосистемы Северо-Восточной Азии: географические факторы динамики и развития их структур». В решении круглого стола конференции отмечено, что «в сфере ландшафтных исследований появляется осознание того, что концепция ландшафта выходит за пределы географии и используется в разных других сферах и дисциплинах…Разрабатываемая в Дальневосточном федеральном университете ландшафтная парадигма важна не только для решения научно-практических задач, но и образовательных. Рекомендуется постепенно внедрять знания о ландшафтном «фундаменте» во все направления подготовки студентов, в том числе студентов магистратуры по программе «Ландшафтопользование и ландшафтное планирование». Кроме того, новые актуальные научные и образовательные разработки Дальневосточного федерального университета по ландшафтной парадигме по пространственному развитию Дальнего Востока отмечены государством. Руководитель Тихоокеанского ландшафтного центра академик РАЕ, профессор Валерий Старожилов в 2020 году был награжден за успехи в науке и образовании благодарностью губернатора Приморского края, в 2021 году вручена высокая награда Министерством науки и образования Российской Федерации — медаль «За вклад в реализацию государственной политики в области образования», в 2021 году стал победителем Всероссийского конкурса «Золотые Имена Высшей Школы» в номинации «За вклад в науку и высшее образование». Внесен в Книгу Почета преподавателей вузов Российской Федерации «Золотые Имена Высшей Школы».

Также подтверждается и отмечается, что применение нооландшафтосферы как фундамента фокуса практик современного экологически грамотного освоения планеты Земля и в освоении геосистемы континент — Мировой океан направлено на рациональное освоение и использование территорий, минимизацию глобальных и региональных последствий изменения природы и общества, поиск и внедрение инновационных подходов в устойчивом, экологически сбалансированном и безопасном развитии регионов. Основывается на анализе, синтезе и оценке не только теоретических результатов научных исследований, но и практической реализации ландшафтного подхода в различных отраслях производства Тихоокеанского ландшафтного пояса России.

Итак, на основе научных и полевых исследований Тихоокеанского международного ландшафтного центра ДВФУ и Ландшафтной школы профессора Старожилова впервые формулируется и предлагается, что в российской науке необходимо на основе применения ландшафтного метода выделять нооландшафтосферу планеты Земля. Она представляет собой ландшафтный «фундамент» пространственной организации, обеспечивающей достижение заявленных целей пространственного развития с узловыми ландшафтными структурами освоения, выступающих источником изменений и размещения конкурентноспособных технологий, предприятий и компаний. Нооландшафтосферу рассматривать основой для построения научных и практик-моделей освоения (экологических, сельскохозяйственных, карбоновых полигонов, краеведческих, экономических, социальных, градостроительных и других) и пространственного развития территорий.

Материалы по нооландшафтосфере и в целом разработанные Дальневосточной ландшафтной школой профессора Старожилова учения о ней позволят на государственном уровне создать ландшафтные основы для построения гармонизированных с природой отраслевых моделей освоения и в результате осознанно избежать возникновения экологических трансформаций многих территорий и возникновения многих экологических ситуаций и проблем; позволят на основе ландшафтных документов получить материалы по природным моделям и применять их как природные модели «фундамента» для построения гармонизированных с ними моделей освоения территорий: индикационных, картографических, экологических, сельскохозяйственных, карбоновых полигонов, градостроительных, социальных, биологических, биогеохимических, биоресурсных, минерально-сырьевых и других отраслевых и научных моделей. Сформулированная и выделенная в Дальневосточном федеральном университете «нооландшафтсфера» и сформулированное учение о нооландшафтосфере выводят образование, науку и практику на новый информационный и прикладной уровни и позволяют рассматривать их как эффективный инструмент планирования и прогнозирования моделей освоения, а также подготовки специалистов новых направлений. Определяют и расширяют возможности и границы применения учения о нооландшафтосфере не только в рамках нооландшафтосферы, но и в решении обших вопросов и получении количественных знаний о планете Земля. Помогают определять приоритеты и механизмы развития территории, разработать меры по стимулированию их развития и приоритетные инфраструктурные проекты, необходимые для социально-экономического пространственного развития страны.

Спецрепортаж: Исследование планет во времена астробиологии: Защита от биологического заражения

Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 Feb 27; 98(5): 2128–2131.

doi: 10.1073/pnas. 061021398

Специальный раздел

Информация об авторе Информация об авторских правах и лицензии
тела Солнечной системы. Продолжающиеся открытия о жизни на Земле и
возврат данных, предполагающих наличие жидкой водной среды на
или под поверхностью других планет и лун объединились в
предполагают значительную вероятность того, что внеземная жизнь может
существуют в этой Солнечной системе. Аналогичным образом, со времен миссий викингов
середина 1970-х годов было так же высоко оценен потенциал
чтобы земная жизнь заражала другие миры. Текущие планы на
исследования Солнечной системы включают ограничения, предназначенные для предотвращения
биологическое заражение от распространения в результате исследования Солнечной системы
миссии.

США приземлился
пара космических аппаратов на поверхности планеты Марс в 1976 году.
Спускаемые аппараты «Викинг» были первыми космическими аппаратами, успешно работавшими на
поверхности другой планеты, и для многих их основной целью было
поиск признаков марсианской жизни. В течение восьми с половиной
через несколько месяцев после приземления космический корабль «Викинг» исследовал марсианские образцы путем
используя свои три различных инструмента для обнаружения жизни, каждый из которых
нес газовый хроматограф/масс-спектрометр (ГХ/МС). Все вместе,
посадочные модули предприняли 26 попыток проверить предполагаемые марсианские микроорганизмы.
в материале марсианского грунта (1). Эти попытки, первоначально считавшиеся
быть весьма обнадеживающим из-за реактивности почвенного материала
при смешивании с водой в конечном итоге считались разочаровывающими
или двусмысленны большинством тех, кто надеялся найти жизнь, — и это было отсутствием
органических соединений, обнаруживаемых с помощью ГХ/МС, что считалось
быть окончательным. Без доказательств органики, большинство считает
Команда биологов заключалась в том, что два викингов не обнаружили никаких организмов.
посадочные модули. Отныне и несмотря на то, что выборка викингов
оборудование никогда не проникало более чем на 10 см ниже поверхности
планета, Марс многие считали мертвым ( ср. исх.
2) — намного мертвее, чем даже глубоководное дно на Земле, которое в
считалось, что умы некоторых биологов достаточно хорошо известны
( ср. , ссылки 3 и 4).

Была родственная ирония тогда, когда всего через 7 месяцев после первого
Посадка викингов, подводный аппарат Alvin обнаружил
неизвестное ранее изобилие жизни на глубоководном дне (≈2500 м
под поверхностью) в «оазисе» гидротермальных источников вдоль
Галапагосский разлом в Тихом океане (5, 6). Это было не только
среда, богатая макроорганизмами, ранее неизвестными науке, но
экосистема жерла возникла благодаря хемоавтотрофным бактериям
которые использовали сульфиды и другие материалы, выходящие из недр
как источник энергии (7). Как средство постановки вопроса жизни
на Марсе в перспективе важно, что жерловые экосистемы были
не обнаружен на Земле до более чем 100 лет после современной эры
Океанографические исследования начались с плавания H.M.S.
Челленджер (1872–1876). И существование этих экосистем имело
не было предсказано, хотя гидротермальные источники на срединно-океанических хребтах
считалось вероятным.

Возможно, Марс тоже таит в себе сюрпризы. Конечно Земля
продолжает это делать. Summit и Baross, в другом месте этого выпуска (32),
Обсудите природу некоторых организмов, обнаруженных в
экстремальные условия на Земле. На самом деле, жизнестойкость «как мы
знать это», и поскольку Земля, вероятно, знала это более 3 миллиардов
лет ( ср. исх. 8), будоражит воображение. Недавний
открытия в других частях Солнечной системы предполагают, что
на близлежащих мирах существуют среды, которые могли бы поддерживать
некоторые формы земной жизни. Например, на Марсе есть участки, на которых
потоки подземной жидкости (вероятно, воды) могут достигать поверхности в
сегодняшний день (9), тогда как спутник Юпитера Европа почти наверняка
под его ледяной поверхностью находится океан жидкой воды (10, 11). Ли
существует ли жизнь на Марсе или Европе — это все еще открытый вопрос — вопрос
которые будущие миссии хотели бы рассмотреть.

Но поиски жизни в других мирах сопряжены с двумя проблемами
кроме любых социологических вопросов, которые могут быть выдвинуты
открытие жизни в другом месте. Первое беспокойство связано с
сложность обнаружения (возможно, редкой) жизни в другом месте, вне Земли
жизнь, искажающая измерения или маскирующаяся под инопланетную жизнь. Часть
решения заключается в том, чтобы исследовать другие миры в
способ, который не экспортирует земную жизнь в места, где она могла бы расти
и процветать. Такой акт угрожал бы как науке, так и, возможно,
чужая экосистема. Ограничения на «прямое» загрязнение в
исследования Солнечной системы стремятся предотвратить этот экспорт Земли
жизнь. Вторая проблема связана с потенциальными трудностями
иметь дело с инопланетной жизнью, которую можно было обнаружить в других мирах или в
образцы вернулись на Землю из космоса. Узнаем ли мы, когда у нас будет
нашел это? Вреден ли он для человека? Вреден ли он для экосистем на
Земля? Ограничения на возможный ввоз инопланетной жизни в
Биосфера Земли стремится избежать проблем «назад»
загрязнение. В совокупности ограничения, налагаемые на биологические
загрязнение при исследовании Солнечной системы было известно как
«планетарный карантин», или, совсем недавно, «планетарный карантин».
защита».

Концепции планетарной защиты знакомы
любому, кто изучал историю человеческих исследований, будь то
через такие эпизоды, как введение крысы на Гавайи
Полинезийцы, более позднее распространение дрейссены на север
Американские Великие озера трюмными водами с кораблей, возвращающихся из Европы, или
более широкий обмен микробами на морских судах
( ср. № 12). На Земле список примеров как вперёд
и назад экстенсивно, хотя это Герберт Уэллс (с
помощи того другого Уэллса-Орсона), который больше всего преуспел в
популяризация межпланетных соображений при обмене опасными
организмы. Его Война миров показала вторжение
Марсиане погибают от земных микробов — результат столкновения
вроде того, что Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА)
и другие обязуются избегать.

Внедрение принципов планетарной защиты в космический полет
практика была сделана рано — продукт эпохи спутника. в
на международной арене карантинные стандарты были приняты
Международный совет научных союзов (МСНС) в 1958 г. (13, 14).
По настоянию таких личностей, как Джошуа Ледерберг,
Национальная академия наук США дала конкретные рекомендации по
практика планетарного карантина в их 1958–1960 исследования
( ср. № 15). Хотя успешная реализация
эта практика не была реализована мгновенно (16), к началу 1970-х НАСА
достиг высокого уровня дееспособности как в своей политике, так и в
упражняться. Договор Организации Объединенных Наций по космосу 1967 г.
включено соглашение о том, что космические полеты к другим солнечным системам
тела будут «проводить исследование их, чтобы избежать их
вредное загрязнение, а также неблагоприятные изменения в окружающей среде
Земля в результате внедрения внеземных
материи» (17), тем самым подтверждая прежнюю позицию МСНС. В ответ,
НАСА создало Планетарный карантинный офис, который существует и сейчас.
Управление Планетарной Защиты и несет ответственность за общее
Программа НАСА в этой области. И МСНС, благодаря своей междисциплинарной
Комитет по космическим исследованиям (КОСПАР) продолжает предоставлять место для проведения
международные научные дискуссии по вопросам планетарной защиты
и политики.

Предотвращение прямого и обратного загрязнения является целью
планетарной защиты, как заявили в НАСА
политика, ^† , которая направлена ​​на защиту
наука и Земля. Предотвращение обратного загрязнения имеет
имели практическое значение лишь однажды в истории США.
космическая программа — во время первых полетов Аполлона на Луну. При этом
времени реализация мер по предотвращению обратного загрязнения была
осуществляется организацией пилотируемых космических полетов отдельно от
деятельности зарождающегося Планетарного карантинного бюро, которое
связаны в основном с роботизированными миссиями. Недавний обзор этого
активность дается Allton и др. (19). Хотя многие
ученые того времени пришли к выводу, что Луна
НАСА определило очень маловероятное место для встречи с внеземной жизнью
проявлять осторожность и обеспечивать карантин возвращаемых образцов
и космонавты. Один из самых очевидных уроков этой деятельности,
однако, была трудность обеспечения защиты Земли от
неизвестной и маловероятной угрозы при обеспечении безопасности трех
очень настоящие и подверженные риску космонавты во время процесса. Это сопоставление
неизбежно привело к компромиссам, которые, по мнению некоторых
снизил эффективность лунного карантина. Тем не менее,
астронавты Аполлона-11 и Аполлона-12 были помещены в карантин на 30 дней.
после их возвращения на Землю, и образцы были подвергнуты
обширный протокол обнаружения жизни и биологической опасности (20). Эти анализы,
однако не обнаружил ничего живого в материалах, возвращенных ранним
Миссии Аполлона (19), а для Аполлоса карантин не продлили
14–17 (Аполлон-13 не садился на поверхность Луны). Под текущим
политики, Луна считается фактически частью Земли.

Учитывая повсеместное распространение жизни на Земле, было легче
предусмотрите компромиссы, присущие внедрению прямого загрязнения
средства контроля, и аргументы против этих средств контроля были оценены
в менее заряженных (хотя и не всегда определенных) рамках. под управлением НАСА
политика планетарной защиты, предотвращение прямого загрязнения
практиковался на всех уходящих космических кораблях, но наиболее заметным
применительно к космическим кораблям, путешествующим к интересующим телам Солнечной системы
к изучению химической эволюции и происхождения жизни и где
Земная жизнь может выжить. На сегодняшний день Марс был единственным таким телом на
которой США посадили космический корабль. Первые посадки на
Упомянутые ранее миссии «Викинг» на Марс включали в себя обширные
процедуры проектирования и реализации, предназначенные для значительного сокращения
биологическая нагрузка, которую несут два спускаемых аппарата «Викинг». В чем был героический
усилия, каждый аспект сборки и испытаний космического корабля был сосредоточен на
позволяет применять самые строгие меры предосторожности. В процессе,
каждый из спускаемых аппаратов «Викинг» был тщательно очищен, а затем нагрет
обработанные – запеченные в духовке в течение 30 ч после самого холодного зараженного
точка достигла температуры не менее 110 ° C — и то, и другое для защиты Марса
и защитить биологический пакет космического корабля от загрязнения
земными организмами. Результаты Viking показали, что большинство
поверхность Марса с меньшей вероятностью поддерживает земную жизнь, чем когда-то
мысль (21). По рекомендации Совета космических исследований и COSPAR
подтверждение, эти результаты позволили удалить
этап термообработки для последующих посадочных модулей на Марс (например, 1996-е
миссии Pathfinder), которые не стремятся обнаружить жизнь на Марсе.
Тем не менее, процедуры очистки Viking по-прежнему считаются
стандартная подготовка к высадке на Марс (рис.
), в то время как миссии, стремящиеся обнаружить
жизни (например, методами возделывания) подлежат еще полному
процедуры термообработки или их эквивалент.

Открыть в отдельном окне

Перед запуском миссии на Марс в 1996 г. микробиологические анализы
проводятся на спускаемых аппаратах Pathfinder и Sojourner.
марсоход в Космическом центре Кеннеди НАСА. Хотя условия на большинстве
марсианская поверхность больше не считается пригодной для тепловой стерилизации.
для предотвращения прямого загрязнения, предстартовая чистота
Тем не менее требования строго контролируются. Фото Роберта С.
Коукол, Лаборатория реактивного движения.

Со времен викингов Солнечная система, похоже, стала
более, чем менее интересным в качестве потенциального пристанища для
внеземная жизнь, по крайней мере микробного типа. У нас также есть
гораздо более широкое признание широкого распространения и
выносливость земных микробов, независимо от того, бросают ли им вызов
крайняя жара, холод, высыхание или радиация. Практика
планетарная защита стала, соответственно, более сложной задачей.
результат.

В отношении контроля прямого загрязнения вопросы включают
эффективная характеристика и/или контроль нагрузки на Землю
организмы, переносимые космическими кораблями, и как выполнить эти задачи в
перед лицом все более сложных компьютеризированных систем и датчиков. В
перед дезактивацией сложной электроники и машин,
однако НАСА не одинока, и считается, что многие из
Разрабатываются решения по контролю загрязнения для биоинженерии.
мир будет адаптирован к космическим полетам. Более эзотерический
вопросы связаны с потенциалом выживания и транспорта организмов
перенесены в другой мир — будь то место, подобное Марсу, с
дуют ветры и пыль, но мало видимого поверхностного движения, или место
как покрытая льдом луна Европа, где специфические процессы, которые
изменить свою поверхность и обеспечить поверхностное сообщение и смешивание с
подпочвенный материал изучен недостаточно. Обе вероятные
океан с жидкой водой под поверхностью Европы и глубокие недра
Марс (или любые приповерхностные водоносные горизонты, которые все еще могут существовать) кажутся
потенциально могут быть благоприятной средой для некоторых земных микробов.
Практика и процедуры для предотвращения загрязнения этих
среда во время предстоящих миссий находится в стадии разработки.
Кроме того, продолжаются споры об этичности
соображения, связанные с рисками, связанными с солнечной системой
разведка ( ср. исх. 22 и 23).

Объявленные в настоящее время планы миссий по возврату образцов и их запланированные
даты возвращения включают Genesis (2003), Stardust (2006), японский
миссия MUSES-C (≈2006 г.) и первая миссия по возврату образцов с Марса.
(≈2011–2013 гг.). На основе ожидания существования жизни на
образцы других тел Солнечной системы перед запуском таких
миссии проверяются на возможность обратного заражения (24)
и их способность представлять опасность для биосферы Земли. Из
запланированных в настоящее время миссий, только миссия по возврату образцов с Марса
считается, что они могут привести к биологическому загрязнению,
хотя даже в случае с Марсом перспективы внеземного
жизни, с которыми можно столкнуться на поверхности, считаются небольшими (25).
Тем не менее вероятность того, что миссия, возвращающая образцы с Марса,
вернет живое существо, считается ненулевым, а
возможность такого объекта нанести ущерб биосфере Земли
нельзя сбрасывать со счетов, потому что даже организмы из других земных
континенты могут быть причиной серьезных экологических нарушений
( ср. исх. 26).

Баланс между преимуществами миссии по возврату проб и ее потенциалом
рисков не является строго задачей планетарной защиты, но ясно,
что избегание рисков, связанных с такой миссией, не влечет за собой никаких этических затруднений
такого рода, который сопровождает прямое загрязнение
соображений — скорее это вопрос простого благоразумия. К тому, что
конце, Совет по космическим исследованиям (25) представил серию
рекомендации НАСА о том, как подойти к такой миссии (таблица
). НАСА продолжает планировать образец
вернуться с Марса с учетом этих соображений.

Таблица 1

Резюме рекомендаций Совета космических исследований по Марсу
возврат образца (25)

⋅  Образцы вернувшихся с Марса, следует содержать и обращаться с ними так, как если бы потенциально опасны, пока не доказано обратное.

⋅  Если образец содержание не может быть проверено по пути на Землю, образец и космические корабли должны либо стерилизоваться в космосе, либо не возвращаться в Земля.

⋅  Целостность упаковки проб должна сохраняется при повторном входе в атмосферу и передаче на приемное предприятие.

⋅  Контролируемое распространение нестерилизованных материалов должно происходить только в том случае, если анализы определяют, что образец не содержит Биологическая опасность.

⋅  Планетарные меры защиты принятый для первого образца возврата, не следует ослаблять для последующие миссии без тщательного научного анализа и согласования соответствующим независимым органом.

Открыть в отдельном окне

В настоящее время анализы, которые будут использоваться для определения того, что Марс
образец не содержит биологической опасности находятся в стадии разработки, с
представлен широкий круг участников и специалистов.
Вопросы, которые необходимо решить при разработке этих анализов, перечислены в
Таблица .

Таблица 2

Вопросы по анализу возвращенного образца и
тестирование

Открыть в отдельном окне
необходимо уменьшить и / или охарактеризовать бионагрузку космического корабля для достижения
целей прямого загрязнения и минимизировать потенциал для Земли
организмы, чтобы совершить кругосветное путешествие и быть ошибочно идентифицированным как Марс
организмы. Такие работы, как Gladman et al. (27) и
доказательства того, что Земля является целью естественного притока материала
с Марса (например, ссылка 28) предполагает, что земные организмы могли быть
перевезенных на Марс в течение последних 4 миллиардов лет или около того,
и некоторые из них, возможно, выжили там. И наоборот, организмы, которые
возможно, возникли на Марсе, возможно, пришли на Землю в прошлом. Один
целью экзобиологического изучения Марса будет изучение этого вопроса,
и двустороннее загрязнение, безусловно, скрыло бы возможность
решить эти вопросы. Другие, более приземленные соображения включают
выбор безопасного места посадки, расположение и возможности
приемное устройство для выполнения требуемых
планетарно-защитные анализы и средства перемещения возвращенного
образец от места посадки до принимающего объекта.

Гораздо более интересный вопрос, конечно, касается средств для
продолжаться, если жизнь равна когда-либо обнаруженной в образце Марса или в
образец вернулся с Европы или другого места в Солнечной системе.

Политика НАСА по планетарной защите (18) требует, чтобы НАСА
«принимать во внимание современные научные знания о цели
органов посредством рекомендаций как внутренних, так и внешних консультативных
групп, но в первую очередь из Совета по космическим исследованиям Национального
Академии наук». В этой роли Национальный исследовательский совет
(NRC) Совет по космическим исследованиям был основной консультативной группой для
НАСА в этой области со времен спутника. Ряд NRC
отчеты перечислены ниже (29, 21, 25, 24, 30), охватывающих
вопросы о передовом загрязнении Марса через внешние планеты и
их спутники и проблемы обратного загрязнения, связанные с Марсом
и множество лун и других малых тел Солнечной системы.
Кроме того, другие отчеты NRC по аналогичным вопросам (например, исх.
31) может дать ценные рекомендации по решению проблемы планетарной защиты.
вопросы.

По рекомендации Совета космических исследований НАСА также
создание Консультативного комитета по планетарной защите в НАСА
Консультативный совет. Эта группа будет консультировать НАСА по
практически в режиме реального времени и, как ожидается, окажет ценную услугу в
решение как проблем прямого загрязнения, так и более широкого
деликатный вопрос о возвращении образцов из других миров, которые могут содержать
жизнь. С помощью обеих этих групп и других мероприятий, таких как
как семинары, которые касаются широкого сообщества жизни и планетарных
ученых — НАСА планирует продолжать свою политику безопасного
исследование Солнечной системы и его успешная реализация.

Спасибо Бриджит Кафлин за поддержку в написании
этой статье, а также Майку Мейеру, Маргарет Рейс и Перри Стабекис за
критические предложения. Эта работа была поддержана НАСА.

^† Текущая политика НАСА по планетарной защите
заявление (18): Проведение научных исследований возможных
внеземные формы жизни, предшественники и остатки не должны
под угрозой. Кроме того, Земля должна быть защищена от
потенциальная опасность, создаваемая внеземным веществом, переносимым
космический корабль, возвращающийся с другой планеты или другого внеземного
источники. Следовательно, для определенной космической миссии/планеты-мишени
комбинации, контроль органического и биологического загрязнения, осуществляемого
космическими кораблями должны быть введены в соответствии с директивами
реализации этой политики.

1. Soffen G A. J Geophys Res. 1977; 82: 3959–3970. [Google Scholar]

2. Горовиц Н. В утопию и обратно: поиски жизни в Солнечной системе. Нью-Йорк: Фримен; 1986. [Google Scholar]

3. Davis R A. Jr. Принципы океанографии. Рединг, Массачусетс: Аддисон-Уэсли; 1972. [Google Scholar]

4. Dayton P K. In: Ecological Communities: Conceptual Issues and the Evidence. Strong DR Jr, Simberloff D, Abele LG, Thistle AB, редакторы. Принстон: Принстонский ун-т. Нажимать; 1984. стр. 181–197. [Google Scholar]

5. Corliss J B, Ballard R D. Natl Geogr. 1977; 152: 441–453. [Google Scholar]

6. Корлисс Дж. Б., Даймонд Дж., Гордон Л. И., Эдмонд Дж. М., фон Герцен Р. П., Баллард Р. Д., Грин К., Уильямс Д., Бейнбридж А. , Крейн К., ван Андель Т. Х. Наука. 1979; 203: 1073–1083. [PubMed] [Google Scholar]

7. Jannasch HW. In: Гидротермальные процессы в центрах распространения морского дна. Рона П.А., Бострём К., Лаубье Л., Смит К.Л. мл., редакторы. Нью-Йорк: Пленум; 1983. стр. 677–709.. [Google Scholar]

8. Nisbet E. Nature (London) 2000;405:625–626. [PubMed] [Google Scholar]

9. Малин М. С., Эджетт К. С. Наука. 2000; 288:2330–2335. [PubMed] [Google Scholar]

10. Карр М. Х., Белтон М. Дж. С., Чепмен С. Р., Дэвис М. Е., Гейсслер П., Гринберг Р., МакИвен А. С., Тафтс Б. Р., Грили Р., Салливан Р. и др. Природа (Лондон) 1998; 391: 363–365. [PubMed] [Google Scholar]

11. Кивелсон М. Г., Курана К. К., Рассел С. Т., Волверк М., Уокер Р. Дж., Циммер С. Наука. 2000;289: 1340–1343. [PubMed] [Google Scholar]

12. Ruiz GM, Rawlings TK, Dobbs FC, Drake LA, Mullady T, Huq A, Colwell RR. Nature (London) 2000; 408:49. [PubMed] [Google Scholar]

13. CETEX. Наука. 1958; 128: 887–889. [PubMed] [Google Scholar]

14. CETEX. Природа (Лондон) 1959; 183: 925–928. [Google Scholar]

15. Дербишир Г. Совет по космическим наукам, редакторы. Обзор космических исследований. Вашингтон, округ Колумбия: Natl. акад. наук; 1962., гл. 10, с. 11. [Google Академия]

16. Филлипс С. Р. Планетарная карантинная программа: Истоки и достижения, 1956–1973 гг. 1974. NASA SP-4902, (НАСА, Вашингтон, округ Колумбия). [Google Scholar]

17. Организация Объединенных Наций. Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела. 1967 г., Статья IX, Док. ООН. A/RES/2222/(XXI), TIAS № 6347. [Google Scholar]

18. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Контроль биологического загрязнения для убывающих и прибывающих планетарных космических кораблей, NPD 8020.7E. Вашингтон, округ Колумбия: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства; 1999. [Google Scholar]

19. Allton J H, Bagby JR, Jr, Stabekis PD. Adv Space Res. 1998; 22: 373–382. [Google Scholar]

20. Маклейн Дж. К., младший, Кинг Э. А., Флори Д. А., Ричардсон К. А., Доусон Дж. П., Кеммерер В. В., Вули Б. С. Наука. 1967; 155: 525–529. [PubMed] [Google Scholar]

21. Целевая группа по защите планеты, Совет по космическим исследованиям, Национальный исследовательский совет (США) Биологическое загрязнение Марса: проблемы и рекомендации. Вашингтон, округ Колумбия: Natl. акад. наук; 1992. [Google Scholar]

22. Харгроув Э., редактор. За пределами космического корабля Земля: экологическая этика и Солнечная система. Беркли, Калифорния: Sierra Club; 1987. [Google Scholar]

23. Race M S. Adv Space Res. 1995; 15: 285–292. [PubMed] [Google Scholar]

24. Целевая группа по возвращению образцов с малых тел Солнечной системы, Совет по космическим исследованиям, Национальный исследовательский совет (США) по оценке биологического потенциала образцов, возвращенных со спутников планет и малых тел Солнечной системы. Вашингтон, округ Колумбия: Natl. акад. наук; 1998. [Google Scholar]

25. Целевая группа по проблемам возврата образцов, Совет по космическим исследованиям, Национальный исследовательский совет (США). Возврат образцов с Марса: проблемы и рекомендации. Вашингтон, округ Колумбия: Natl. акад. наук; 1997. [Google Scholar]

26. Энсеринк М. Наука. 1999; 285:1834–1836. [Google Scholar]

27. Гладман Б.Дж., Бернс Дж.А., Дункан М., Ли П., Левисон Х.Ф. Наука. 1996; 271:1387–1392. [Google Scholar]

28. McKay D S, Gibson E K, Jr, Thomas-Keprta K L, Vali H, Romanek C S, Clemett S J, Chillier X DF, Maechling CR, Zare RN. Science. 1996;273:924–930. [PubMed] [Google Scholar]

29. Комитет по планетарной биологии и химической эволюции, Совет по космическим наукам, Национальный исследовательский совет (США) Рекомендации по карантинной политике для Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Титана. Вашингтон, округ Колумбия: Natl. акад. наук; 1978. [Google Scholar]

30. Целевая группа по передовому загрязнению Европы, Совет по космическим исследованиям, Национальный исследовательский совет (США) Предотвращение передового загрязнения Европы. Вашингтон, округ Колумбия: Natl. акад. наук; 2000. [Google Академия]

31. Комитет по научной оценке интродукции генетически модифицированных микроорганизмов и растений в окружающую среду, Совет по биологии, Национальный исследовательский совет (США) Полевые испытания генетически модифицированных организмов: рамки решений. Вашингтон, округ Колумбия: Natl. акад. наук; 1989. [Google Scholar]

32. Summit M, Baross J. Proc Natl Acad Sci USA. 2001; 98: 2158–2163. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

ESA — Applications for Planetary Exploration

Включение и поддержка

3962 просмотров
5 лайков

Автоматизация и робототехника — важная технология для исследования Солнечной системы. ЕКА работало над системами A&R для

• Mars Exploration
• Исследование Луны
• Исследование других тел

Робототехника для исследования Марса

Шасси демонстрационного вездехода EXOMARs Model-D (EXOMARS-D), демонстрирующее его проходимость

Марс — самая похожая на Землю из девяти планет, составляющих Солнечную систему. Большое расстояние от Земли (400 млн км от Земли в самой дальней точке ее орбиты) делает путешествия на Марс долгими и опасными. Поэтому его исследование до сих пор осуществлялось только средствами робототехники. Благодаря своему сходству с Землей (т.е. твердой планетой с атмосферой) Марс позволяет использовать самые разнообразные робототехнические средства:

• Пенетрометры и роботизированные кроты для подземных исследований
• Роверы (гусеничные, колесные или на ножках) и самосвалы для исследования поверхности
• Аэроботы (воздушные шары, дирижабли, самолеты и самосвалы) для воздушной разведки

ЕКА имеет долгую историю разработки миссий на Марс. Самая ранняя работа была проведена Управлением по науке с исследованием Кеплера (1982; 1985), за которым последовали исследования «Миссия на Марс» (1989), «Марснет» (1993) и «Интермарснет» (1996). Эти работы подготовили очень успешную миссию «Марс-Экспресс» (2003 г.). «Экзобиология» (1999,2000), проведенное Управлением пилотируемых космических полетов вместо подготовки к миссии «ЭкзоМарс» (2011). Секция A&R за эти годы разработала робототехнику для поддержки этих исследований и миссий.

Робототехника для исследования Луны

Лунный роботизированный макет (LRM)

Луна — самое близкое к Земле небесное тело. Его относительная близость сделала возможными пилотируемые миссии 70-х (Аполлон 11-17). Возвращение человека на Луну предвидится во втором десятилетии века. Несмотря на преобладание человека, робототехника была и остается важным элементом исследования Луны. Миссии «Аполлон» стали возможны только благодаря подготовительным экспедициям роботов Surveyor (1966-1969), что позволило безопасно исследовать окрестности лунной поверхности. Советские миссии Луна 17-21 (1970-1973) показали, что с помощью луноходов, дистанционно управляемых с земли, возможны исследования на довольно большие расстояния. Миссии Луна 16, 20 и 24 (1970, 1972, 1976) даже удалось вернуть лунные образцы на Землю. Фактически, для будущего исследования Луны можно предусмотреть использование роботов для:

1. исследования опасной местности, например исследования темных кратеров на лунных полюсах
2. подготовка человеческого аванпоста, такие земляные работы, транспортировка, сборка и укладка жилых/ресурсных модулей
3. поддержка человеческого аванпоста в задаче поддержания инфраструктуры аванпоста
4. поддержка (ISRU по использованию ресурсов на месте) в добыче реголита/льда, его транспортировке к оборудованию ISRU и техническом обслуживании оборудования ISRU

ЕКА изучило несколько возможных миссий на Луну. Среди последних работ — «Миссия на Луну» (1992), «Демонстрационный подход к исследованию Луны (LEDA)» (1994 г.), предложенная миссия «EUROMOON 2000» (1998 г.) и внутреннее исследование «Исследование исследования Луны» (2004 г.).
Все эти исследования и миссии предусматривали использование робототехники. элементы, разработка которых была проведена отделом A&R

Робототехника для исследования других тел

Микромарсоход «Наноход» первоначально был разработан для миссии INTERMARSNET, а затем адаптирован для миссии BepiColombo.

ЕКА рассматривает возможность использования роботов также для исследования других планет/спутников/астероидов/комет.:

• Меркурий: миссия ESA BepiColombo (запуск в 2013 г.) будет изучать Меркурий с орбиты. Однако в ранней концепции миссии был посадочный модуль со сложной роботизированной полезной нагрузкой, включая микроровер «Наноход». Секция A&R участвовала в определении этой полезной нагрузки и инициировала серию научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ для снижения критичности определенных элементов (т.
• Венера: ESA Venus Express (запуск в 2005 г.) в настоящее время находится на орбите планеты. Последующая миссия под названием Venus Entry Probe (VEP) была изучена Научным управлением. ВЭП развернет воздушный шар в верхних слоях атмосферы Венеры. Воздушный шар, в свою очередь, выпустит несколько роботизированных микрозондов, которые предоставят информацию о нижних слоях атмосферы. Секция A&R совместно с промышленностью разрабатывает интегрированную систему локализации и передачи данных для микрозондов.
• Титан: миссия ESA/NASA Cassini/Huygens успешно доставила в январе 2005 года зонд Huygens на поверхность Титана. Успех миссии выдвинул аргумент в пользу последующей миссии, в которой аэроботы могли бы использовать для исследования большей части Луны.
• Кометы: миссия ESA Rosetta (запуск в 2004 г.) в настоящее время находится на пути к комете 67P/Чурюмова-Герасименко. Rosetta доставит посадочный модуль Philae на поверхность кометы. Посадочный модуль оснащен несколькими технологиями A&R, среди которых автоматизированная система бурения и распределения проб 9.