Weltozean. Klima-, Raum-, biologische und Erholungsressourcen. Klima- und Weltraumressourcen der Erde Was gilt für Weltraumressourcen?

KLIMA- UND RAUMRESSOURCEN – RESSOURCEN DER ZUKUNFT

Die Sonne ist ein riesiger thermonuklearer Reaktor, die Hauptquelle nicht nur allen Lebens auf der Erde, sondern praktisch aller ihrer Energieressourcen. Der jährliche Strom an Sonnenenergie, der die unteren Schichten der Atmosphäre und die Erdoberfläche erreicht, wird in einem so großen Wert (10 14 kW) gemessen, der zehnmal größer ist als die gesamte in den nachgewiesenen Mineralbrennstoffreserven enthaltene Energie, und zwar Tausende mal so hoch wie der aktuelle weltweite Energieverbrauch. Die besten Bedingungen für die Nutzung der Sonnenenergie herrschen naturgemäß in der Trockenzone der Erde, wo die Sonnenscheindauer am längsten ist.

Tabelle 17. Klima- und Weltraumressourcen.

Energiequelle	Einsatzgebiete
Energie der Sonne	Trockengürtel: USA (Florida, Kalifornien); Japan, Israel, Zypern, Australien, Ukraine (Krim), Kaukasus, Kasachstan, Mi. Asien.
Windenergie	Küste der Nord- und Ostsee, Arktische Meere; Heiraten. Sibirien, Fernost, südeuropäisches Russland, Ukraine.
Geothermie	Niedertemperatur (Heizung): Island, Italien, Frankreich, Ungarn, Japan, USA, mittelamerikanische Länder, Neuseeland, Kamtschatka, Nordkaukasus; Hochtemperatur (Trockendampf für den Bau von Geothermiekraftwerken): Italien, USA ( Kalifornien), Mexiko, Neuseeland, Japan, Russland (Kamtschatka).
Gezeitenenergie	Bretagne (Frankreich) – Ärmelkanalküste, Weißes Meer, Südchina, Bay of Fundy (Küste der USA und Kanadas) usw. Die Arbeiten werden in den USA, Kanada, Großbritannien, Frankreich, Russland, China, Rep. fortgesetzt. Korea, Indien, Argentinien, Australien.
Aktuelle Energie (OTES)	Hawaii (USA), Nauru (Japan), Tahiti (Frankreich), Bali (Niederlande).
Wellenenergie	Japan, Norwegen

Windenergie, die der Mensch seit langem auch mit Hilfe von Windmühlen und Segelschiffen nutzt, hat ebenso wie die Sonnenenergie ein praktisch unerschöpfliches Potenzial, ist relativ günstig und belastet die Umwelt nicht. Aber es ist zeitlich und räumlich sehr instabil und sehr schwer zu „zähmen“. Im Gegensatz zur Solarenergie konzentrieren sich ihre Ressourcen hauptsächlich auf die gemäßigte Zone.

Eine besondere Art klimatischer Ressourcen bilden agroklimatische Ressourcen – Wärme, Feuchtigkeit und Licht. Die geografische Verteilung dieser Ressourcen wird auf der agroklimatischen Karte widergespiegelt.

Aufgaben und Tests zum Thema „Klima- und Weltraumressourcen – Ressourcen der Zukunft“

• Natürliche Ressourcen
• Klimazonen der Erde - Allgemeine Merkmale der Natur der Erde, Klasse 7

  Lektionen: 5 Aufgaben: 9 Tests: 1

• Lateinamerika - Südamerika 7. Klasse

  Lektionen: 3 Aufgaben: 9 Tests: 1

• USA - Nordamerika 7. Klasse

  Lektionen: 6 Aufgaben: 9 Tests: 1

• Asteroiden. Kometen. Meteore. Meteoriten - Erde im Universum 5. Klasse

  Lektionen: 4 Aufgaben: 8 Tests: 1

Leitideen: Das geografische Umfeld ist eine notwendige Voraussetzung für das Leben der Gesellschaft, die Entwicklung und Verteilung der Bevölkerung und der Wirtschaft, während in letzter Zeit der Einfluss des Ressourcenfaktors auf das Niveau der wirtschaftlichen Entwicklung des Landes abgenommen hat, die Bedeutung des Rationalen jedoch an Bedeutung verloren hat Der Verbrauch natürlicher Ressourcen und der Umweltfaktor nehmen zu.

Grundlegendes Konzept: geografische (Umwelt-)Umgebung, Erz und nichtmetallische Mineralien, Erzgürtel, Mineralbecken; Struktur des Weltlandfonds, südliche und nördliche Waldgürtel, Waldbedeckung; Wasserkraftpotenzial; Regal, alternative Energiequellen; Ressourcenverfügbarkeit, natürliches Ressourcenpotenzial (NRP), territoriale Kombination natürlicher Ressourcen (TCNR), Gebiete mit neuer Entwicklung, sekundäre Ressourcen; Umweltverschmutzung, Umweltpolitik.

Qualifikationen und Fähigkeiten: in der Lage sein, die natürlichen Ressourcen des Landes (der Region) planmäßig zu charakterisieren; verschiedene Methoden zur wirtschaftlichen Bewertung natürlicher Ressourcen anwenden; die natürlichen Voraussetzungen für die Entwicklung der Industrie und Landwirtschaft des Landes (der Region) gemäß dem Plan charakterisieren; Geben Sie eine kurze Beschreibung der Lage der wichtigsten Arten natürlicher Ressourcen und identifizieren Sie Länder als „Führer“ und „Außenseiter“ in Bezug auf die Ausstattung mit der einen oder anderen Art natürlicher Ressourcen. Nennen Sie Beispiele für Länder, die nicht über reiche natürliche Ressourcen verfügen, aber ein hohes Maß an wirtschaftlicher Entwicklung erreicht haben und umgekehrt; Nennen Sie Beispiele für die rationale und irrationale Nutzung von Ressourcen.

Die Zukunft der Menschheit ist mit den unerschöpflichen Ressourcen der Weltmeere verbunden.

Meerwasser, das 96,5 % der Hydrosphäre ausmacht, stellt den größten Reichtum der Weltmeere dar. Bekanntlich enthält Meerwasser bis zu 75 chemische Elemente aus dem Periodensystem. Daher sollten Meer- und Ozeanwasser als Quelle mineralischer Ressourcen betrachtet werden.

Im Meerwasser ist der Anteil gelöster Salze am höchsten. Seit jeher gewinnt die Menschheit Speisesalz durch Verdunstung von Meerwasser. Derzeit decken China und Japan einen Teil ihres Bedarfs an Speisesalz mit Meerwasser. Etwa ein Drittel des weltweit produzierten Speisesalzes stammt aus Meerwasser.

Meerwasser enthält Magnesium, Schwefel, Brom, Aluminium, Kupfer, Uran, Silber, Gold und andere chemische Elemente. Moderne technische Möglichkeiten ermöglichen die Isolierung von Magnesium und Brom aus Meerwasser.

Die Weltmeere sind ein Lagerhaus für Unterwasser-Mineralressourcen. Fast alle an Land vorkommenden Mineralien kommen auch in der Schelfzone des Weltozeans vor.

Der Persische und der Mexikanische Golf, der nördliche Teil des Kaspischen Meeres und die Küstengebiete des Arktischen Ozeans, in denen die industrielle Produktion und die Erkundung von Öl- und Gasfeldern stattfinden, sind reich an Bodenschätzen.

Derzeit werden die Küstengebiete des Weltozeans aktiv auf die Exploration und Produktion von Erzen und nichtmetallischen Mineralien untersucht. Insbesondere die Küstengebiete Großbritanniens, Kanadas, Japans und Chinas scheinen reich an Kohle zu sein. Vor den Küsten Indonesiens, Thailands und Malaysias wurden Zinnvorkommen entdeckt. Im Küstengebiet Namibias wird derzeit nach Diamanten gesucht; In der Küstenzone der Vereinigten Staaten werden Gold- und Ferromanganknollen abgebaut. Die Ostsee, die die Küste der baltischen Länder umspült, ist seit langem für ihren Bernstein bekannt.

Der Weltozean ist als Energiequelle von größtem Interesse. Die Energieressourcen der Weltmeere sind praktisch unerschöpflich. Die Energie der Gezeiten wird seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts vom Menschen genutzt. Berechnungen zufolge wird die Energie von Ebbe und Flut auf 6 Milliarden kW geschätzt, was fast dem Sechsfachen der Energiereserven der Flüsse der Welt entspricht.

Potenzielle Gezeitenenergiereserven konzentrieren sich auf Russland, Kanada, USA, Argentinien, Australien, China, Frankreich, Großbritannien usw. Die oben aufgeführten Länder nutzen Gezeitenenergie zur Energieversorgung.

Auch die Weltmeere sind reich an biologischen Ressourcen. Die insbesondere proteinreiche Flora und Fauna des Weltmeeres nimmt einen bedeutenden Platz in der menschlichen Ernährung ein.

Berichten zufolge gibt es im Ozean bis zu 140.000 Tier- und Pflanzenarten. Derzeit werden 20 % des Kalziumbedarfs der Menschheit durch die biologischen Ressourcen der Weltmeere gedeckt. Der Fischfang macht 85 % der produzierten „lebenden“ Biomasse aus.

Das Beringmeer, das Ochotskische Meer, das Japanische Meer und das Norwegische Meer sowie die Pazifikküste Lateinamerikas sind reich an Fischen.

Die begrenzte Verfügbarkeit biologischer Ressourcen zwingt die Menschheit zu einem sorgsamen Umgang mit den Reichtümern der Weltmeere.

KLIMA UND RAUMRESSOURCEN

Zu den Klima- und Weltraumressourcen zählen Solarenergie, Windenergie und Erdwärme. Die aufgeführten Ressourcen gehören zu den sogenannten nicht-traditionellen Ressourcen.

Solarenergie ist für die Menschheit von größtem Interesse. Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle, die der Mensch seit der Antike in der Volkswirtschaft nutzt.

Die Gesamtenergie der Sonnenenergie, die die Erde erreicht, ist zehnmal größer als die Gesamtenergie der Treibstoff- und Energieressourcen der Erde und tausendmal größer als das, was die Menschheit derzeit verbraucht.

Tropische Breiten sind reich an Sonnenenergie. In den Tropen und in der Trockenzone dominieren wolkenlose Tage und die Sonnenstrahlen werden fast senkrecht auf die Erdoberfläche gerichtet. Derzeit sind in mehreren Ländern Solarkraftwerke in Betrieb.

Windkraft ist eine weitere wichtige unkonventionelle Energiequelle. Der Mensch nutzt schon seit langem die Kraft des Windes. Dies gilt für Windmühlen, Segelschiffe usw. Die gemäßigten Breiten sind relativ reich an Windenergie.

Die innere Wärme der Erde ist, wie bereits erwähnt, die dritte nichttraditionelle Energiequelle. Die innere Energie der Erde wird Geothermie genannt.

Geothermische Energiequellen sind auf seismisch aktive Gürtel, vulkanische Regionen und Zonen tektonischer Störungen beschränkt.

Island, Japan, Neuseeland, die Philippinen, Italien, Mexiko, die USA, Russland usw. verfügen über bedeutende geothermische Energiereserven.

Die begrenzte Verfügbarkeit mineralischer Quellen und die ökologische „Reinheit“ nichttraditioneller Energiequellen lenken die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler auf die Entwicklung der Energie der Sonne, des Windes und der inneren Wärme der Erde.

BIOLOGISCHE RESSOURCEN

Die Flora und Fauna bilden den biologischen Reichtum der Erde, die sogenannten Bioressourcen. Pflanzenressourcen umfassen die Gesamtheit sowohl der Kultur- als auch der Wildpflanzen. Pflanzenressourcen sind sehr vielfältig.

Die pflanzlichen und tierischen Ressourcen der Erde sind erschöpfbare und zugleich erneuerbare natürliche Ressourcen. Es waren Bioressourcen, die zuerst vom Menschen entwickelt wurden.

Eine wichtige Rolle in der menschlichen Wirtschaftstätigkeit spielen Wälder, deren Gesamtfläche 40 Millionen km2 (4 Milliarden Hektar) oder fast ein Drittel (30 %) der Landfläche beträgt.

Die Entwaldung (die jährliche Holzernte weltweit beträgt 4 Milliarden Kubikmeter) und die industrielle Erschließung von Waldgebieten sind die Hauptgründe für den Rückgang der Waldfläche.

In den letzten 200 Jahren hat sich die Waldfläche der Erde um fast die Hälfte verringert. Dieser Trend setzt sich fort und nach neuesten Daten nimmt die Waldfläche jährlich um 25 Millionen Hektar ab. Der Rückgang der Wälder stört den Sauerstoffhaushalt, führt zu einer Verflachung der Flüsse, einem Rückgang der Wildtierzahl und dem Verschwinden wertvoller Holzarten. Mit anderen Worten: Durch die räuberische Ausbeutung der Wälder entstehen Umweltprobleme, deren Lösung eng mit dem Umweltschutz verbunden ist.

Waldgebiete in Form kontinuierlicher Streifen sind auf die gemäßigten und äquatorialen Zonen beschränkt (siehe Atlas, Seite 8).

Waldgebiete konzentrieren sich auf gemäßigte und subtropische Klimazonen. Etwa die Hälfte der weltweiten Holzreserven befindet sich auf der Nordhalbkugel. In gemäßigten Wäldern sind Teak und Nadelbäume die wertvollsten Arten. Russland, Kanada, die USA und Finnland sind reich an Wäldern. In diesen Ländern entwickelt sich die Forstwirtschaft, wo dank künstlicher Anpflanzungen die Reduzierung der Waldflächen gestoppt werden konnte.

Die Wälder der südlichen Hemisphäre konzentrieren sich auf die tropischen und äquatorialen Klimazonen. Tropische und äquatoriale Wälder auf der Südhalbkugel machen die andere Hälfte der weltweiten Holzreserven aus.

Äquatornahe und tropische Langleinenwälder werden im Gegensatz zu Wäldern der gemäßigten Zone durch Laubbaumarten repräsentiert. Darüber hinaus sind die betreffenden Wälder reich an wertvollen Holzarten.

Waldgebiete der südlichen Hemisphäre konzentrieren sich auf Brasilien, Peru, Bolivien, Kolumbien, Kongo, Indien, Myanmar, Indonesien usw.

Asteroiden sind das ursprüngliche Material, das nach der Entstehung des Sonnensystems übrig bleibt. Sie sind allgegenwärtig: Einige fliegen sehr nah an der Sonne vorbei, andere befinden sich in der Nähe der Neptunbahn. Zwischen Jupiter und Mars sammeln sich zahlreiche Asteroiden – sie bilden den sogenannten Asteroidengürtel. Bisher wurden etwa 9.000 Objekte entdeckt, die sich in der Nähe der Erdumlaufbahn bewegen.

Viele dieser Asteroiden befinden sich in der Zugangszone und viele enthalten riesige Ressourcenreserven: von Wasser bis Platin. Ihre Nutzung wird eine nahezu unerschöpfliche Quelle darstellen, die Stabilität auf der Erde schafft, das Wohlergehen der Menschheit steigert und auch die Grundlage für die Präsenz und Erforschung des Weltraums schafft.

Unglaubliche Ressourcen

Es gibt mehr als 1.500 Asteroiden, die so leicht zu erreichen sind wie der Mond. Ihre Umlaufbahnen schneiden sich mit der Erdumlaufbahn. Solche Asteroiden haben eine geringe Schwerkraft, was Landung und Start erleichtert.

Asteroidenressourcen verfügen über eine Reihe einzigartiger Eigenschaften, die sie noch attraktiver machen. Im Gegensatz zur Erde, wo sich Schwermetalle näher am Kern befinden, sind die Metalle auf Asteroiden im gesamten Objekt verteilt. Dadurch lassen sie sich viel einfacher entfernen.

Die Menschheit beginnt gerade erst, das unglaubliche Potenzial von Asteroiden zu verstehen. Der erste Kontakt einer Raumsonde mit einem von ihnen erfolgte 1991, als die Raumsonde Galileo auf dem Weg zum Jupiter in der Nähe des Asteroiden Gaspra vorbeiflog. Unser Wissen über solche himmlischen Nachbarn wurde durch die wenigen internationalen und amerikanischen Missionen, die seitdem durchgeführt wurden, revolutioniert. Bei jedem von ihnen wurde die Wissenschaft der Asteroiden neu geschrieben.

Über die Entdeckung und Anzahl der Asteroiden

Millionen von Asteroiden fliegen an den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter vorbei, deren Gravitationsstörungen einige Objekte näher an die Sonne drängen. So entstand die Klasse der erdnahen Asteroiden.

Asteroidengürtel

Wenn sie über Asteroiden sprechen, denken die meisten Menschen an ihren Gürtel. Die Millionen von Objekten, aus denen es besteht, bilden eine ringförmige Region zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter. Obwohl diese Asteroiden im Hinblick auf das Verständnis der Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte des Sonnensystems sehr wichtig sind, sind sie im Vergleich zu erdnahen Asteroiden nicht so leicht zu erreichen.

Erdnahe Asteroiden

Als erdnahe Asteroiden werden Asteroiden definiert, deren Umlaufbahn oder ein Teil davon zwischen 0,983 und 1,3 astronomischen Einheiten von der Sonne entfernt liegt (1 astronomische Einheit ist die Entfernung von der Erde zur Sonne).

Im Jahr 1960 waren nur 20 erdnahe Astroiden bekannt. Bis 1990 war die Zahl auf 134 angewachsen, und heute wird die Zahl auf 9.000 geschätzt, Tendenz steigend. Wissenschaftler sind sich sicher, dass es tatsächlich mehr als eine Million davon gibt. Von den heute beobachteten Asteroiden haben 981 einen Durchmesser von mehr als 1 km, der Rest liegt zwischen 100 m und 1 km. 2800 – weniger als 100 m Durchmesser.

Erdnahe Asteroiden werden je nach Entfernung von der Sonne in drei Gruppen eingeteilt: Atons, Apollos und Amurs.

Zwei erdnahe Asteroiden wurden von robotischen Raumfahrzeugen besucht: Eine NASA-Mission besuchte den Asteroiden 433 Eros und die japanische Hayabusa-Mission besuchte den Asteroiden 25143 Itokawa. Die NASA arbeitet derzeit an der OSIRIS-Rex-Mission, deren Ziel es ist, im Jahr 2019 zum Kohlenstoff-Asteroiden 1999 RQ36 zu fliegen.

Asteroidenzusammensetzung

Erdnahe Astroiden unterscheiden sich stark in ihrer Zusammensetzung. Jeder ihrer Böden enthält Wasser, Metalle und kohlenstoffhaltige Materialien in unterschiedlichen Mengen.

Wasser

Wasser aus Asteroiden ist eine wichtige Ressource im Weltraum. Wasser kann in Raketentreibstoff umgewandelt oder für den menschlichen Bedarf bereitgestellt werden. Es könnte auch die Art und Weise, wie wir den Weltraum erkunden, grundlegend verändern. Ein einzelner wasserreicher Asteroid mit einer Breite von 500 m enthält 80-mal mehr Wasser, als in den größten Tanker passen könnte, und wenn es in Treibstoff für Raumfahrzeuge umgewandelt würde, wäre es 200-mal mehr, als für den Start aller Raketen in der Geschichte der Menschheit erforderlich war.

Seltene Metalle

Sobald wir Zugang erhalten und gelernt haben, wie man die Wasserressourcen von Asteroiden abbaut, fördert und nutzt, wird die Gewinnung von Metallen aus ihnen viel einfacher. Einige erdnahe Objekte enthalten PGMs in so hohen Konzentrationen, dass nur die reichsten terrestrischen Minen damit aufwarten können. Ein platinreicher Asteroid mit einer Breite von 500 m enthält fast 174-mal mehr dieses Metalls, als in einem Jahr auf der Erde abgebaut wird, und das 1,5-fache der weltweit bekannten PGM-Reserven. Diese Menge reicht aus, um einen Basketballplatz zu füllen, der viermal höher ist als der Korb.

Andere Ressourcen

Astroiden enthalten auch häufiger vorkommende Metalle wie Eisen, Nickel und Kobalt. Manchmal in unglaublichen Mengen. Darüber hinaus können sie flüchtige Stoffe wie Stickstoff, CO, CO2 und Methan enthalten.

Einsatz von Asteroiden

Wasser ist das wichtigste Element des Sonnensystems. Für den Weltraum bietet Wasser neben seiner wichtigen Hydratationsfunktion noch weitere wichtige Vorteile. Es kann vor Sonneneinstrahlung schützen, als Brennstoff verwendet werden, Sauerstoff liefern usw. Heutzutage werden das gesamte Wasser und die dazugehörigen Ressourcen, die für die Raumfahrt benötigt werden, zu exorbitanten Preisen von der Erdoberfläche transportiert. Von allen Beschränkungen der menschlichen Expansion in den Weltraum ist dies die wichtigste.

Wasser ist der Schlüssel zum Sonnensystem

Wasser von Asteroiden kann entweder in Raketentreibstoff umgewandelt oder an spezielle Lagereinrichtungen an strategischen Orten im Orbit geliefert werden, um Raumfahrzeuge mit Treibstoff zu versorgen. Diese Art von Treibstoff wird, wenn er geliefert und verkauft wird, der Entwicklung der Raumfahrt einen enormen Schub verleihen.

Wasser aus Asteroiden könnte die Kosten von Weltraummissionen erheblich senken, da sie alle hauptsächlich auf Treibstoff angewiesen sind. Beispielsweise ist es viel profitabler, einen Liter Wasser von einem der Asteroiden in die Erdumlaufbahn zu transportieren, als denselben Liter von der Oberfläche des Planeten zu transportieren.

Im Orbit kann Wasser zum Betanken von Satelliten, zur Erhöhung der Nutzlast von Raketen, zur Wartung von Orbitalstationen, zum Strahlenschutz usw. verwendet werden.

Ausgabekosten

Der 500 m große, wasserreiche Asteroid enthält Wasser im Wert von 50 Milliarden US-Dollar. Es kann zu einer speziellen Raumstation geliefert werden, wo Geräte für Flüge in den Weltraum betankt werden. Dies ist selbst unter den skeptischen Annahmen sehr effektiv, dass: 1. nur 1 % des Wassers entnommen wird, 2. die Hälfte des entnommenen Wassers während der Lieferung verwendet wird, 3. der Erfolg kommerzieller Raumflüge zu einer 100-prozentigen Die Kosten für den Raketenstart von der Erde könnten um ein Vielfaches gesenkt werden. Natürlich wird der Wert von Asteroiden bei einem weniger konservativen Ansatz um viele Billionen oder sogar Dutzende Billionen Dollar steigen.

Auch die Wirtschaftlichkeit des Asteroidenabbaus kann durch die Verwendung von „lokalem“ Treibstoff verbessert werden. Das heißt, ein Bergbaufahrzeug kann mit dem Wasser des Asteroiden, auf dem es abgebaut wurde, zwischen Planeten fliegen, was zu einer hohen Amortisation führt.

Von Wasser bis zu Metallen

Vorausgesetzt, die Gewinnung von Wasser gelingt, wird die Entwicklung anderer Elemente und Metalle viel einfacher möglich sein. Mit anderen Worten: Die Gewinnung von Wasser ermöglicht die Gewinnung von Metallen.

PGMs sind auf der Erde sehr selten. Sie (und ähnliche Metalle) haben spezifische chemische Eigenschaften, die sie für Industrien und Volkswirtschaften des 21. Jahrhunderts unglaublich wertvoll machen. Darüber hinaus kann ihr Überfluss Anlass zu einer neuen, noch nicht erforschten Nutzung geben.

Verwendung von Metallen aus Asteroiden im Weltraum

Aus Asteroiden gewonnene Metalle können nicht nur zur Erde transportiert werden, sondern auch direkt im Weltraum verwendet werden. Elemente wie Eisen und Aluminium können beispielsweise beim Bau von Weltraumobjekten, beim Schutz von Geräten usw. verwendet werden.

Zielen Sie auf Asteroiden

Verfügbarkeit

Mehr als 1.500 Asteroiden sind so leicht zu erreichen wie der Mond. Berücksichtigt man den Rückweg, erhöht sich die Zahl auf 4000. Das auf ihnen geförderte Wasser kann für den Rückflug zur Erde genutzt werden. Dies erhöht die Verfügbarkeit von Asteroiden weiter.

Entfernung von der Erde

In bestimmten Fällen, insbesondere bei frühen Missionen, sollten Asteroiden, die in der Erde-Mond-Region vorbeiziehen, ins Visier genommen werden. Die meisten von ihnen fliegen nicht so nah, aber es gibt Ausnahmen.

Angesichts der rasanten Entdeckungsrate neuer erdnaher Asteroiden und der zunehmenden Fähigkeit, sie zu erforschen, ist es wahrscheinlich, dass die meisten verfügbaren Objekte noch entdeckt werden müssen.

Planetenressourcen

All das ist für viele Organisationen und Einzelpersonen von Interesse. Viele sehen darin die Zukunft des Bergbaus im Allgemeinen und der Erde im Besonderen.

Es waren diese Menschen, die das Unternehmen Planetary Resources gründeten, dessen offiziell erklärtes Ziel es ist, kommerzielle, innovative Technologien für die Weltraumforschung einzusetzen. Planetary Resources möchte kostengünstige Roboter-Raumfahrzeuge entwickeln, die die Entdeckung Tausender ressourcenreicher Asteroiden ermöglichen. Das Unternehmen plant, die natürlichen Ressourcen des Weltraums zur Entwicklung der Wirtschaft zu nutzen und so die Zukunft der gesamten Menschheit zu gestalten.

Das unmittelbare Ziel von Planetary Resources besteht darin, die Kosten des Asteroidenabbaus deutlich zu senken. Dadurch werden die besten kommerziellen Luft- und Raumfahrttechnologien zusammengeführt. Nach Angaben des Unternehmens wird ihre Philosophie die schnelle Entwicklung privater, kommerzieller Weltraumforschung ermöglichen.

Technologien

Ein Großteil der Technologie von Planetary Resources ist ihre eigene. Der technologische Ansatz des Unternehmens basiert auf mehreren einfachen Prinzipien. Planetary Resources vereint moderne Innovationen aus den Bereichen Mikroelektronik, Medizin, Informationstechnologie und Robotik.

Arkyd-Serie 100 LEO

Die Erforschung des Weltraums stellt den Bau von Raumfahrzeugen vor besondere Hindernisse. Kritische Aspekte in diesem Zusammenhang sind optische Kommunikation, Mikromotoren usw. Planetary Resources arbeitet aktiv daran in Zusammenarbeit mit der NASA. Heute wurde bereits eine Weltraumtelekommunikation geschaffen Arkyd-Serie 100 LEO(Abb. links). Leo ist das erste private Weltraumteleskop und die Möglichkeit, erdnahe Asteroiden zu erreichen. Es wird sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn befinden.

Zukünftige Verbesserungen am Leo-Teleskop werden den Weg für die nächste Stufe ebnen – den Start der Mission des Geräts Arkyd-Serie 200 – Abfangjäger (Abb. links). Wenn der Interceptor an einen speziellen geostationären Satelliten angedockt ist, führt er eine Positionierung durch und reist zum Zielasteroiden, um alle notwendigen Daten über ihn zu sammeln. Zwei oder mehr Abfangjäger können zusammenarbeiten. Sie werden es ermöglichen, Objekte zu identifizieren, zu verfolgen und zu verfolgen, die zwischen der Erde und dem Mond fliegen. Die Interceptor-Missionen werden es Planetary Resources ermöglichen, schnell Daten über mehrere erdnahe Asteroiden zu erfassen.

Indem Planetary Resources den Interceptor um die Fähigkeit zur Laserkommunikation im Weltraum erweitert, wird er in der Lage sein, eine Mission namens „ Arkyd-Serie 300 Rendezvous Prospector (Abb. links), dessen Ziel weiter entfernte Asteroiden sind. Sobald Rendezvous Prospector einen von ihnen umkreist, wird er Daten über die Form, Rotation, Dichte sowie die Zusammensetzung der Oberfläche und des Untergrunds des Asteroiden sammeln. Der Einsatz von Rendezvous Prospector wird die relativ geringen Kosten interplanetarer Flugfähigkeiten demonstrieren, was im Einklang mit den Interessen der NASA, verschiedener wissenschaftlicher Organisationen, privater Unternehmen usw. steht.

Bergbau auf einem Asteroiden

Der Abbau und die Gewinnung von Metallen und anderen Ressourcen unter Schwerelosigkeitsbedingungen erfordern erhebliche Forschungs- und Investitionskosten. Planetary Resources wird an entscheidenden Technologien arbeiten, die es ermöglichen, sowohl Wasser als auch Metalle aus Asteroiden zu gewinnen. Zusammen mit kostengünstigen Geräten zur Weltraumforschung ermöglicht dies eine nachhaltige Entwicklung dieses Gebiets.

Planetary Resources-Team

Planetary Resources besteht aus herausragenden Menschen auf ihrem Gebiet: wissenschaftlichen Ingenieuren, Spezialisten auf verschiedenen Gebieten. Die Gründer des Unternehmens gelten als Geschäftsleute und Pioniere der kommerziellen Raumfahrtindustrie, Eric Anderson und Peter Diamandis. Weitere Mitglieder des Planetary Resources-Teams sind die ehemaligen NASA-Wissenschaftler Chris Levitsky und Chris Voorhees, der berühmte Filmregisseur James Cameron, der ehemalige NASA-Astronaut Thomas Jones, der ehemalige Microsoft-CTO David Waskiewicz und andere.

Die auf der Erde in unbegrenzter Menge vorhanden sind und durch menschliche Aktivitäten weder abgebaut noch erschöpft werden können. Beispiele für solche Ressourcen sind Solar-, Windenergie usw.

Klima- und Weltraumressourcen wirken sich direkt oder indirekt auf das Leben auf der Erde aus. Darüber hinaus erfreuen sie sich in letzter Zeit zunehmender Beliebtheit als alternative Energiequellen. Bei alternativer Energie handelt es sich um die Nutzung umweltfreundlicher Quellen thermischer, mechanischer oder elektrischer Energie.

Energie der Sonne

Sonnenenergie ist in der einen oder anderen Form die Quelle fast aller Energie auf der Erde und kann als unerschöpfliche natürliche Ressource betrachtet werden.

Die Rolle der Solarenergie

Sonnenlicht hilft Pflanzen, Nährstoffe zu produzieren und auch den Sauerstoff zu produzieren, den wir atmen. Dank der Sonnenenergie verdunstet Wasser in Flüssen, Seen, Meeren und Ozeanen, dann bilden sich Wolken und es fällt Niederschlag.

Menschen sind wie alle anderen Lebewesen auf die Sonne angewiesen, um Wärme und Nahrung zu erhalten. Die Menschheit nutzt Sonnenenergie jedoch auch in vielen anderen Formen. Beispielsweise erzeugen fossile Brennstoffe Wärme und/oder Strom und speichern im Wesentlichen seit Millionen von Jahren Sonnenenergie.

Ernte und Vorteile der Solarenergie

Photovoltaikzellen sind eine einfache Möglichkeit, Sonnenenergie zu erzeugen. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil von Solarmodulen. Das Besondere an ihnen ist, dass sie Sonnenstrahlung in Strom umwandeln, ohne Lärm, Umweltverschmutzung oder bewegliche Teile, was sie zuverlässig, sicher und langlebig macht.

Windenergie

Wind wird seit Jahrhunderten zur Erzeugung mechanischer, thermischer und elektrischer Energie genutzt. Windenergie ist heute eine nachhaltige und unerschöpfliche Quelle.

Wind ist die Bewegung der Luft von einem Gebiet mit hohem Druck in ein Gebiet mit niedrigem Druck. Tatsächlich gibt es Wind, weil die Sonnenenergie ungleichmäßig über die Erdoberfläche verteilt ist. Heiße Luft steigt tendenziell auf und kalte Luft füllt den Hohlraum. Solange es also Sonnenlicht gibt, gibt es Wind.

Im letzten Jahrzehnt ist die Windenergienutzung um mehr als 25 % gestiegen. Allerdings macht Windenergie nur einen kleinen Anteil am Weltenergiemarkt aus.

Vorteile der Windenergie

Windenergie ist sicher für die Atmosphäre und das Wasser. Und da Wind überall verfügbar ist, liegen die Betriebskosten nach der Installation der Ausrüstung bei nahezu Null. Massenproduktion und technologischer Fortschritt machen die notwendigen Einheiten deutlich erschwinglicher, viele Länder fördern den Ausbau der Windenergie und bieten der Bevölkerung zahlreiche Vorteile.

Nachteile der Windenergie

Die Nachteile der Nutzung von Windenergie sind: Beschwerden der Anwohner, dass die Anlagen ästhetisch nicht ansprechend und laut seien. Langsam rotierende Rotorblätter können auch Vögel und Fledermäuse töten, allerdings nicht so häufig wie Autos, Stromleitungen und Hochhäuser. Wind ist ein veränderliches Phänomen; wenn er fehlt, gibt es keine Energie.

Allerdings gibt es ein deutliches Wachstum bei der Windenergie. Von 2000 bis 2015 stieg die gesamte Windkraftkapazität weltweit von 17.000 MW auf über 430.000 MW. Im Jahr 2015 überholte China die EU bei der Zahl der installierten Geräte.

Experten gehen davon aus, dass bei anhaltender Nutzung dieser Ressource bis 2050 der weltweite Bedarf an elektrischer Energie durch Windenergie gedeckt werden wird.

Wasserkraft

Sogar Wasserkraft ist eine Ableitung der Solarenergie. Dabei handelt es sich um eine praktisch unerschöpfliche Ressource, die in Wasserströmen konzentriert ist. Die Sonne verdunstet Wasser, das später in Form von Niederschlägen auf die Hügel fällt, wodurch sich die Flüsse füllen und Wasserbewegungen entstehen.

Wasserkraft ist als Zweig der Umwandlung der Energie von Wasserströmen in elektrische Energie eine moderne und wettbewerbsfähige Energiequelle. Es produziert 16 % des weltweiten Stroms und verkauft ihn zu wettbewerbsfähigen Preisen. Wasserkraft dominiert in einer Reihe von Industrie- und Entwicklungsländern.

Energie von Ebbe und Flut

Gezeitenenergie ist eine Form der Wasserkraft, die die Energie der Gezeiten in Elektrizität oder andere nützliche Formen umwandelt. Die Gezeiten entstehen durch den Gravitationseinfluss von Sonne und Mond auf der Erde und verursachen die Bewegung der Meere. Daher ist Gezeitenenergie eine Form der Energiegewinnung aus unerschöpflichen Quellen und kann in zwei Formen genutzt werden:

Gezeitenstärke

Die Stärke der Flut wird durch den Unterschied in der vertikalen Schwankung zwischen dem Wasserstand während der Flut und der darauffolgenden Ebbe charakterisiert.

Um die Gezeiten aufzufangen, können spezielle Dämme oder Absetzbecken gebaut werden. Wasserkraftgeneratoren erzeugen Strom in Staudämmen und pumpen außerdem mit Pumpen Wasser in Stauseen, um bei Ebbe wieder Strom zu erzeugen.

Gezeitenstrom

Unter Gezeitenstrom versteht man den Wasserfluss bei Flut und Ebbe. Gezeitenströmungsgeräte versuchen, Energie aus dieser kinetischen Bewegung des Wassers zu gewinnen.

Meeresströmungen, die durch die Bewegung der Gezeiten entstehen, werden oft verstärkt, wenn das Wasser gezwungen wird, durch enge Kanäle oder um Landzungen herum zu fließen. Es gibt eine Reihe von Orten, an denen die Gezeitenströmung stark ist, und in diesen Gebieten kann die größte Menge an Gezeitenenergie empfangen werden.

Energie von Meer und Meereswellen

Die Energie der Meeres- und Meereswellen unterscheidet sich von der Energie der Gezeiten, da sie von Sonnen- und Windenergie abhängt.

Wenn der Wind über die Wasseroberfläche streicht, überträgt er einen Teil seiner Energie auf die Wellen. Die Energieabgabe hängt von der Geschwindigkeit, Höhe und Wellenlänge sowie der Dichte des Wassers ab.

Lange, anhaltende Wellen werden wahrscheinlich durch Stürme und extreme Wetterbedingungen weit vor der Küste erzeugt. Die Stärke von Stürmen und ihr Einfluss auf die Wasseroberfläche ist so stark, dass sie am Ufer einer anderen Hemisphäre Wellen verursachen können. Als beispielsweise Japan 2011 von einem gewaltigen Tsunami heimgesucht wurde, erreichten starke Wellen die Küste von Hawaii und sogar die Strände des Bundesstaates Washington.

Um Wellen in die für die Menschheit notwendige Energie umzuwandeln, muss man dorthin gehen, wo die Wellen am größten sind. Eine erfolgreiche Nutzung von Wellenenergie in großem Maßstab findet nur in wenigen Regionen der Erde statt, darunter in den Bundesstaaten Washington, Oregon und Kalifornien und anderen Gebieten entlang der Westküste Nordamerikas sowie an den Küsten Schottlands, Afrikas und Australien. An diesen Orten sind die Wellen ziemlich stark und es kann regelmäßig Energie empfangen werden.

Die resultierende Wellenenergie kann den Bedarf von Regionen und in manchen Fällen ganzen Ländern decken. Konstante Wellenleistung bedeutet, dass die Energieabgabe nie aufhört. Geräte, die Wellenenergie recyceln, können bei Bedarf auch überschüssige Energie speichern. Diese gespeicherte Energie wird bei Stromausfällen und Abschaltungen genutzt.

Probleme der Klima- und Weltraumressourcen

Obwohl Klima- und Weltraumressourcen unerschöpflich sind, kann sich ihre Qualität verschlechtern. Als Hauptproblem dieser Ressourcen wird die globale Erwärmung angesehen, die eine Reihe negativer Folgen hat.

Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts könnte die globale Durchschnittstemperatur um 1,4 bis 5,8 °C ansteigen. Obwohl die Zahlen gering erscheinen, könnten sie einen erheblichen Klimawandel verursachen. (Der Unterschied zwischen den globalen Temperaturen während einer Eiszeit und einer eisfreien Zeit beträgt nur etwa 5 °C.) Darüber hinaus können steigende Temperaturen zu Veränderungen der Niederschläge und Wettermuster führen. Durch die Erwärmung der Ozeane werden tropische Stürme und Hurrikane stärker und häufiger auftreten. Es wird erwartet, dass der Meeresspiegel im nächsten Jahrhundert ebenfalls um 0,09 bis 0,88 m ansteigen wird, hauptsächlich aufgrund des Abschmelzens der Gletscher und der Ausdehnung des Meerwassers.

Schließlich steht auch die menschliche Gesundheit auf dem Spiel, da der globale Klimawandel zur Ausbreitung bestimmter Krankheiten (z. B. Malaria), Überschwemmungen in Großstädten, einem hohen Hitzschlagrisiko und schlechter Luftqualität führen könnte.

Klima- und Weltraumressourcen sind die Ressourcen der Zukunft. Sowohl die Weltraum- als auch die Klimaressourcen sind unerschöpflich, sie werden nicht direkt in den materiellen und immateriellen Aktivitäten der Menschen genutzt, sie werden der Natur im Prozess der Nutzung praktisch nicht entzogen, aber sie beeinflussen maßgeblich die Lebens- und Wirtschaftsbedingungen der Menschen.

Klimaressourcen sind unerschöpfliche natürliche Ressourcen, darunter Licht, Wärme, Feuchtigkeit und Windenergie.

Klimaressourcen stehen in engem Zusammenhang mit bestimmten Klimamerkmalen. Dazu gehören agroklimatische Ressourcen und Windenergieressourcen. Agroklimatische Ressourcen, also Licht, Wärme und Feuchtigkeit, bestimmen die Möglichkeit des Anbaus aller Nutzpflanzen. Die geografische Verteilung dieser Ressourcen wird auf der agroklimatischen Karte widergespiegelt. Zu den klimatischen Ressourcen zählen auch die Windenergieressourcen, deren Nutzung die Menschen mit Hilfe von Windkraftanlagen und Segelbooten längst gelernt haben. Es gibt viele Orte auf der Welt (z. B. die Küsten der Ozeane und Meere, der Ferne Osten, der Süden des europäischen Teils Russlands, die Ukraine), an denen die Windgeschwindigkeit 5 m/s übersteigt, was die Nutzung dieser Energie ermöglicht mit Hilfe von Windparks umweltfreundlich und wirtschaftlich sinnvoll, darüber hinaus verfügt es über ein nahezu unerschöpfliches Potenzial.

Zu den Weltraumressourcen gehört vor allem die Sonnenstrahlung – die stärkste Energiequelle auf der Erde. Die Sonne ist ein riesiger thermonuklearer Reaktor, der nicht nur die Hauptquelle des Lebens auf der Erde, sondern auch fast aller ihrer Energieressourcen ist. Der jährliche Strom der Sonnenenergie, der die unteren Schichten der Atmosphäre und die Erdoberfläche erreicht, wird mit einem Wert (1014 kW) gemessen, der zehnmal größer ist als die gesamte in den nachgewiesenen Mineralbrennstoffreserven enthaltene Energie und tausendmal höher ist als der Strom Höhe des weltweiten Energieverbrauchs. Die besten Bedingungen für die Nutzung der Sonnenenergie herrschen naturgemäß in der Trockenzone der Erde, wo die Sonnenscheindauer am längsten ist (USA (Florida, Kalifornien), Japan, Israel, Zypern, Australien, Ukraine (Krim), Kaukasus). , Kasachstan, Zentralasien.

Auswirkungen des Klimas auf die Wirtschaft. Es ist bekannt, dass das Klima verschiedene Wirtschaftszweige erheblich beeinflusst. Jede erfolgreiche Prognose eines schwerwiegenden Klimawandels ohne zusätzliche Kosten bietet die Möglichkeit, erhebliche Haushaltsmittel einzusparen. In China beispielsweise konnten bei der Planung und dem Bau eines metallurgischen Komplexes durch die Berücksichtigung von Klimadaten 20 Millionen US-Dollar eingespart werden. Die Nutzung von Klimainformationen und speziellen Prognosen in ganz Kanada führt zu jährlichen Einsparungen von 50 bis 100 Millionen US-Dollar. In den USA bieten saisonale Prognosen (selbst mit einer Genauigkeit von 60 %) einen Vorteil von 180 Millionen US-Dollar pro Jahr, wenn man nur die Land-, Forst- und Fischereiindustrie berücksichtigt.

Langfristige Prognosen ermöglichen es, den durch den Klimawandel verursachten Schaden für die Wirtschaft deutlich zu reduzieren und sogar große wirtschaftliche Auswirkungen aus solchen Prognosen zu ziehen. Dies betrifft zunächst einmal die landwirtschaftliche Produktion. Die Struktur der Aussaatflächen, Aussaattermine, Aussaatmengen und die Ablagetiefe in der Kulturlandwirtschaft sind ohne eine verlässliche Vorhersage der zu erwartenden Witterungsbedingungen für die Aussaat- und Vegetationsperiode undenkbar. Düngemittel sowie die gesamte Landtechnik und Pflanzenpflege beeinflussen die Ertragshöhe, der dominierende Faktor sind jedoch die wetterbedingten biologischen Bedingungen. Die Landwirtschaft erhält daher nicht viel von dem, was die klimatischen Ressourcen bereitstellen können. In den letzten 15 Jahren haben die wirtschaftlichen Schäden durch Naturkatastrophen stark zugenommen. Die menschliche Gemeinschaft selbst verschärft einige Klimaphänomene. Anzeichen einer globalen Erwärmung werden als anthropogene Auswirkungen auf die Umwelt wahrgenommen.

Ohne die Berücksichtigung der klimatischen Besonderheiten der Region ist ein rationales menschliches Management nicht möglich.

Reis. 44. CO-Emissionen in Ländern der Welt (pro Kopf und Jahr)

Luftverschmutzung. Die atmosphärische Luft ist eine unerschöpfliche Ressource, unterliegt jedoch in bestimmten Regionen der Erde einem so starken anthropogenen Einfluss, dass die Frage nach einer qualitativen Veränderung der Luft durch Luftverschmutzung durchaus angebracht ist.

Luftverschmutzung ist das Vorhandensein übermäßiger Mengen verschiedener Gase, Partikel fester und flüssiger Substanzen sowie Dämpfe in der Luft, deren Konzentration sich negativ auf die Flora und Fauna der Erde und die Lebensbedingungen der menschlichen Gesellschaft auswirkt.

Die wichtigsten anthropogenen Quellen der Luftverschmutzung sind Verkehr, Industriebetriebe, Wärmekraftwerke und dergleichen. Dadurch gelangen gasförmige Emissionen, feste Partikel und radioaktive Stoffe in die Atmosphäre. Gleichzeitig ändern sich ihre Temperatur, Eigenschaften und ihr Zustand erheblich, und aufgrund der Wechselwirkung mit atmosphärischen Komponenten können viele chemische und photochemische Reaktionen ablaufen. Dadurch entstehen in der atmosphärischen Luft neue Bestandteile, deren Eigenschaften und Verhalten sich deutlich von den ursprünglichen unterscheiden.

Gasförmige Emissionen bilden Verbindungen aus Kohlenstoff, Schwefel und Stickstoff. Kohlenoxide interagieren praktisch nicht mit anderen Stoffen in der Atmosphäre und ihre Lebensdauer ist begrenzt. So wurde beispielsweise festgestellt, dass der Anteil von Kohlendioxid in der Atmosphäre seit 1900 von 0,027 auf 0,0323 % gestiegen ist (Abb. 44). Die Ansammlung von Kohlendioxid in der Atmosphäre kann den sogenannten Treibhauseffekt verursachen, der mit der Verdichtung einer Kohlendioxidschicht einhergeht, die die Sonnenstrahlung ungehindert auf die Erde überträgt und die Rückkehr der Wärmestrahlung in die oberen Schichten verzögert Atmosphäre. Dabei steigt die Temperatur in den unteren Schichten der Atmosphäre, was zum Schmelzen von Eis und Schnee an den Polen, einem Anstieg des Meeresspiegels und der Überschwemmung eines erheblichen Teils des Landes führt.

Durch die Einwirkung von Industrieabfällen, die in die Luft gelangen, wird die Ozonschicht der Erde zerstört. Dadurch entstehen Ozonlöcher, durch die eine große Menge schädlicher Strahlung auf die Erdoberfläche gelangt, unter der sowohl die Tierwelt als auch die Menschen selbst leiden. In den letzten Jahrzehnten begann es, farbigen Regen zu fallen, der sich gleichermaßen negativ auf die menschliche Gesundheit und den Boden auswirkt. Emissionen radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre sind die gefährlichsten für alles Leben auf der Erde, daher sind ihre Quellen und Verteilungsmuster in der Atmosphäre Gegenstand ständiger Beobachtung. Unter dem Einfluss dynamischer Prozesse in der Atmosphäre können sich schädliche Emissionen über beträchtliche Entfernungen ausbreiten.