ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ. ΆΓΓΕΛΟΣ ΚΑΝΕΛΛΟΣ Α 4, 5ο Γυμνάσιο Μυτιλήνης 25 Νοεμβρίου 2013

Transcript

1 ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΆΓΓΕΛΟΣ ΚΑΝΕΛΛΟΣ Α 4, 5ο Γυμνάσιο Μυτιλήνης 25 Νοεμβρίου 2013

2 ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Ο 20ος αιώνας έχει ταυτιστεί με αυτό που ονομάζουμε «Διαστημική εποχή». Τα νέα υπερσύγχρονα τηλεσκόπια έδωσαν διαστάσεις, χρώμα και ταυτότητα σε ουράνια αντικείμενα που για αιώνες νομίζονταν φωτεινά σημεία, μυστήρια που σηματοδοτούσαν ένα ακατανόητο Σύμπαν. Για πρώτη φορά ο άνθρωπος κατάφερε να «φτάσει» τα αστέρια, ξεπερνώντας τα όρια της γήινης ατμόσφαιρας με τα διαστημικά σκάφη. Με τον όρο «Διαστημική τεχνολογία» εννοούμε τον τομέα της τεχνολογικής επιστήμης που σχετίζεται με την εξερεύνηση του διαστήματος. Περιλαμβάνει όλες τις νέες εφευρέσεις που προέκυψαν σταδιακά στο πρόσφατο παρελθόν, οι οποίες ξεκίνησαν με αφορμή την ανακάλυψη του ανεξήγητου μέχρι τότε διαστήματος, ενώ παράλληλα έχουν συνεχώς αντίκρισμα σε εφαρμογές της καθημερινής μας ζωής.

3 ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ιαστηµική τεχνολογία και ανθρώπινες ανάγκες Η αξιοποίηση του διαστήματος, αποτελεί για τις ανεπτυγμένες χώρες μια από τις βασικές προϋποθέσεις για την ευημερία τους. Τα διαστημικά συστήματα και οι τεχνολογίες με βάση το διάστημα αποτελούν βασικό κομμάτι της καθημερινής ζωής όλων των πολιτών και όλων των επιχειρήσεων παγκοσμίως. Οι σημαντικότεροι τομείς της καθημερινότητας που στηρίζονται σε εφαρμογές της διαστημικής τεχνολογίας είναι οι τηλεπικοινωνίες (κινητά, GPS, πλοήγηση τυφλών, τηλεόραση, διαδίκτυο), η μετεωρολογία (πρόγνωση του καιρού, ασφάλεια από πυρκαγιές, θεομηνίες και ακραία καιρικά φαινόμενα), η οικονομία (λειτουργία παγκόσμιων χρηματοπιστωτικών συστημάτων), η τηλεπισκόπηση (χαρτογράφηση μέσω δορυφόρων και επικέντρωση σε τομείς που επηρεάζουν κυρίως την αγροτική παραγωγή), η ιατρική (Robo χειρουργική κ.α.), η ένδυση και η υπόδηση (εξελιγμένα αθλητικά παπούτσια με τεχνολογία απορρόφησης κραδασμών που πρωτοεφαρμόστηκε στο πρόγραμμα ΑΠΟΛΛΩΝ 11) καθώς και η ασφάλεια των πολιτών (δορυφορικά συστήματα συναγερμού).

4 Ιστορική εξέλιξη της ιαστηµικής Τεχνολογίας Η εξερεύνηση του διαστήματος είναι η φυσική εξερεύνηση των ουράνιων σωμάτων και γενικά οτιδήποτε περιλαμβάνει τις τεχνολογίες, την επιστήμη, και την πολιτική σχετικά με τις διαστημικές προσπάθειες. Το όνειρο μας να βγούμε έξω από την γήινη ατμόσφαιρα βασίστηκε στην εξέλιξη της τεχνολογίας πυραύλων. Ο γερμανικός V2 ήταν ο πρώτος πύραυλος που ταξίδεψε στο διάστημα, και που υπερνίκησε προβλήματα ώθησης και αστοχίας υλικών. Κατά τη διάρκεια των τελικών ημερών του Β παγκόσμιου πολέμου αυτή η τεχνολογία κλάπηκε και από τους Αμερικανούς και από τους Σοβιετικούς. Στις 4 Οκτωβρίου του 1957 δόθηκε μία μεγάλη ώθηση στον συγκεκριμένο τομέα με την εκτόξευση του Σπούτνικ του πρώτου ανθρώπινου κατασκευάσματος που μπήκε σε τροχιά, η οποία έδωσε το έναυσμα για τον διαστημικό αγώνα μεταξύ των Ηνωμένων Πολιτειών και της Σοβιετικής Ένωσης. Η NASA Ιδρύθηκε στις 29 Ιουλίου του Τα πρώτα σεληνιακά σκάφη της NASA ήταν του προγράμματος Ranger, μεταξύ του 1961 και του Δύο άλλα διάσημα επιτεύγματα της πρώιμης αυτής περιόδου ήταν ο πρώτος άνθρωπος στο διάστημα, ο Γιούρι Γκαγκάριν με το Βόστοκ 1 στις 12 Απριλίου του 1961 (πάλι από την Ρωσία), και οι πρώτοι άνθρωποι στο φεγγάρι, οι Νηλ Άρμστρονγκ και Μπαζ Ώλντριν με το Απόλλων 11 μαζί με τον Μάικλ Κόλλινς (από τις ΗΠΑ). Από το 1966 ως το 1967, η NASA χαρτογράφησε το 99% της σεληνιακής επιφάνειας με τη βοήθεια πέντε σεληνιακών σκαφών που βρίσκονταν σε τροχιά. Τα διαστημόπλοια Apollo 8 και 10 ήταν οι πρώτες επανδρωμένες αποστολές σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι, που έγιναν το 1968 και το 1969, ενώ μετέφεραν πολλές εικόνες του. Τα Apollo 11, 12, 14, 15, 16 και 17 ήταν επανδρωμένες αποστολές που προσσεληνώθηκαν μεταξύ του 1969 και του 1972, επιστρέφοντας σχεδόν 400 κιλά σεληνιακών δειγμάτων και στοιχείων από διάφορα άλλα πειράματα. Παράλληλα, το 1960 τέθηκε σε τροχιά από τις Η.Π.Α. ο Τύρος Ι, ο πρώτος μετεωρολογικός δορυφόρος και το 1964 τέθηκε σε τροχιά Ο "Σίνκομ", ο πρώτος τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος. Δορυφόροι για την ανάλυση των γήινων πηγών εκτοξεύονται για πρώτη φορά από τις ΗΠΑ το 1971 για να διαμορφώσουν έναν χάρτη των παγκοσμίων πηγών. Δηλαδή είχαμε μια χρυσή 15ετία ( ) με ραγδαία ανάπτυξη της διαστημικής τεχνολογίας και καταφέραμε να στείλουμε επανδρωμένες αποστολές στο φεγγάρι. Μετά από 30 έτη ανταγωνισμού η εστίαση των προσπαθειών άρχισε να μετατοπίζεται από τις μεμονωμένες πτήσεις στο ανανεώσιμο υλικό (όπως το αμερικανικό διαστημικό λεωφορείο και το αντίστοιχο σοβιετικό Buran) και από τον ανταγωνισμό στη συνεργασία, όπως στο διεθνή διαστημικό σταθμό. Ωστόσο τα τελευταία χρόνια ο ανταγωνισμός αναζωπυρώθηκε, αφού η Κίνα πραγματοποίησε επανδρωμένες αποστολές στο διάστημα, δημιούργησε μια μεγάλη βιομηχανία δορυφόρων και έφτιαξε σύστημα εξολόθρευσης δορυφόρων. Ύστερα από αυτές τις ενέργειες ήρθε αντίδραση από τις ΗΠΑ και την Ρωσία. Οι ΗΠΑ έφτιαξαν κι αυτές σύστημα εξολόθρευσης δορυφόρων και άλλαξαν το διαστημικό τους πρόγραμμα σχεδιάζοντας να δημιουργήσουν νέες διαστημικές κάψουλες μέχρι το 2012 και να ξαναπάνε στη Σελήνη το Η Ρωσία έθεσε σχέδιο δημιουργίας νέας διαστημικής κάψουλας και ανακοίνωσε πως σκοπεύει να δημιουργήσει δικό της κοσμοδρόμιο.

5 Στον τομέα της παρατήρησης, από το 2005 η Ελλάδα συμμετέχει στο πρόγραμμα των δορυφόρων HELIOS ΙΙ. Το πρόγραμμα αποτελείται από 2 δορυφόρους, 4 επίγειους σταθμούς και 2 κέντρα ελέγχου. Έχει δυνατότητα να καλύψει ολόκληρη την Ευρώπη, τμήμα της Ασίας και τη Βόρειο Αφρική. Παρέχει μία σειρά τηλεπικοινωνιακών και τηλεοπτικών υπηρεσιών. Επιτρέπει επίσης την υποκατάσταση του επίγειου τηλεπικοινωνιακού δικτύου σε περιοχές όπου δεν υπάρχει τηλεπικοινωνιακή υποδομή.

6 Αντιπροσωπευτικά είδη διαστημικής τεχνολογίας Πύραυλοι Οι πύραυλοι χρησιμοποιούνται κατεξοχήν στα προγράμματα εξερεύνησης του διαστήματος. Είναι σε θέση να μεταφέρουν στο διάστημα μεγάλου βάρους αντικείμενα, όπως διαστημoσυσκευές, δορυφόρους και διαστημόπλοια. Το βάρος που μπορούν να μεταφέρουν μπορεί να φτάσει και τους 5-6 τόνους.

7 Τεχνητοί δορυφόροι Πρόκειται για ειδικές κατασκευές που τοποθετούνται σε τροχιά γύρω από τη γη. Στόχος είναι η εμπορική ή η στρατιωτική χρήση. Ένα δορυφορικό σύστημα περιλαμβάνει τόσο το υλικό (δηλαδή επίγειοι σταθμοί, δορυφόροι κ.λπ.), όσο και το λογισμικό (για τον έλεγχο των δορυφόρων και την επεξεργασία των δεδομένων). Χωρίζεται σε τρία τμήματα: το τμήμα εδάφους, το εκτόξευσης και το διαστημικό τμήμα. Ανάλογα με το σκοπό για τον οποίο προορίζονται, οι δορυφόροι τίθενται σε διαφορετικές τροχιές οι οποίες διαφέρουν, ως προς το ύψος τους από την επιφάνεια της γης, τη διεύθυνση του δορυφόρου, τη θέση του ως προς τη γη και το είδος της περιστροφής.

8 Υπάρχουν τρεις μεγάλες κατηγορίες δορυφόρων ανάλογα με το γενικό θεματικό αντικείμενο που έχουν αναλάβει να υλοποιήσουν: οι παρατήρησης της γης οι τηλεπικοινωνιακοί οι εντοπισμού θέσης και πλοήγησης

9 ιαστηµικά λεωφορεία Το διαστημικό λεωφορείο είναι ένα σύστημα εκτόξευσης για τη μεταφορά υλικών και ανθρώπων στο διάστημα. Εκτοξεύεται κάθετα, φέρνοντας συνήθως πέντε έως επτά αστροναύτες (αν και έχουν μεταφερθεί και οκτώ) και μέχρι περίπου κιλά ωφέλιμου φορτίου. Όταν η αποστολή του τελειώσει, επιστρέφει μέσα στην γήινη ατμόσφαιρα, πετάει σαν αεροπλάνο και προσγειώνεται οριζοντίως σε προκαθορισμένους διαδρόμους προσγείωσης.

10 Επιπτώσεις της διαστημικής τεχνολογίας 1. Περιβάλλον Θετικές επιπτώσεις Εντοπισμός μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (κοιτάσματα πετρελαίου, φυσικού αερίου, γαιανθράκων κ.λ.π.) Παρακολούθηση μετεωρολογικών δεδομένων Πρόβλεψη φυσικών καταστροφών Εντοπισμός πυρκαγιών και άμεση επέμβαση Εξοικονόμηση ενέργειας. (Σύστημα «κλειστού κυκλώματος», όπως τα ντους των αστροναυτών: το νερό πέφτει από την κεφαλή στην «αποχέτευση», καθαρίζεται αμέσως και στη συνέχεια επαναπροωθείται στην κεφαλή και στον ίδιο τον χρήστη. Η διαδικασία είναι ταχύτατη, και το νερό παραμένει ζεστό. Εξοικονόμηση της τάξης του 90% σε νερό και 80% σε ενέργεια σε κάθε ντους, ενώ παράλληλα το νερό που παράγεται είναι καθαρότερο από αυτό το οποίο τρέχει από τη βρύση). Αρνητικές επιπτώσεις Μόλυνση-ρύπανση περιβάλλοντος. Διαστημικά σκουπίδια. Ο χώρος του διαστήματος που περιβάλλει τη γη έχει καταστεί επικίνδυνος για τις μελλοντικές διαστημικές αποστολές, αφού εκεί περιφέρονται περισσότερα από κομμάτια διαστημικών σκουπιδιών.

11 2. Πολιτισμός Θετικές επιπτώσεις Προβολή του πολιτισμού μέσω του τομέα των τηλεπικοινωνιών Ασφάλεια και αξιοπιστία μετάδοσης δεδομένων Βελτίωση μετάδοσης γνώσεων και ιδεών Αρνητικές επιπτώσεις Απειλή ολικής αυτοκαταστροφής Επικράτηση και παγκόσµια προβολή πολιτισµικών στοιχείων της χώρας που ελέγχει τη διαστηµική τεχνολογία εις βάρος των αδύναµων λαών.

12 3. Κοινωνική ζωή Θετικές επιπτώσεις Τα δορυφορικά συστήματα αποτελούν το κυριότερο μέσο διακίνησης της παγκόσμιας πληροφορίας και των επικοινωνιών που αποτελούν πλέον το νευρικό σύστημα της κοινωνίας μας. Προώθηση της διεθνούς ειρήνης, ασφάλειας και σταθερότητας Νέοι τρόποι επικοινωνίας που να είναι καλύτεροι, γρηγορότεροι, φθηνότεροι και πιο αξιόπιστοι. Αποκατάσταση του επίγειου τηλεπικοινωνιακού δικτύου σε περιοχές όπου δεν υπάρχει τηλεπικοινωνιακή υποδομή. Αύξηση του μέσου όρου ζωής (ανάπτυξη της Robo χειρουργικής) Μείωση του σωματικού μόχθου και του χρόνου εργασίας Αύξηση της ασφάλειας των πολιτών μέσω των δορυφορικών συστημάτων συναγερμού Αρνητικές επιπτώσεις Επιβολή ισχυρών λαών έναντι αδύνατων µέσω του ελέγχου της διαστηµικής τεχνολογίας Μείωση της ασφάλειας των προσωπικών δεδοµένων (υποκλοπές) Ψυχική φθορά, άγχος

13 4.Οικονομία Θετικές επιπτώσεις Οικονομική ανάπτυξη ανεπτυγμένων χωρών Βελτίωση της ανταγωνιστικότητας και της αποτελεσματικότητας Αρνητικές επιπτώσεις Περαιτέρω οικονοµική υποβάθµιση λαών που δεν µπορούν να παρακολουθήσουν την εξέλιξη της διαστηµικής τεχνολογίας Μεγάλα επενδυτικά κόστη για έρευνα

14 5. Εκπαίδευση Θετικές επιπτώσεις Γρήγορη και εύκολη διάδοση γνώσεων και ιδεών Μελέτη και παρακολούθηση φαινομένων που συμβαίνουν αυτή τη στιγμή στην άλλη άκρη του κόσμου. Επικοινωνία με εκπαιδευτικούς και πανεπιστημιακά ιδρύματα σε παγκόσμιο επίπεδο. Ανάπτυξη της Αστρονομίας, καθώς έδωσε τη δυνατότητα απευθείας δειγματοληψίας και επισκόπησης.

15 ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ ΑΓΓΕΛΟΣ ΚΑΝΕΛΛΟΣ Α 4 5ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΜΥΤΙΛΗΝΗΣ