stringtranslate.com

Научно-исследовательская станция

Чешская арктическая исследовательская станция

Научно-исследовательские станции — это объекты, где проводятся научные исследования, сбор , анализ и эксперименты . [1] Научно-исследовательская станция — это объект, построенный с целью проведения научных исследований . Существует также множество типов исследовательских станций, включая: биологические полевые станции, космические станции и т. д. [2] Места исследовательских станций могут включать отдаленные районы мира, океаны , а также космическое пространство , например, Международная космическая станция . Биологические исследовательские станции были созданы во времена европейской колонизации и империализма , где натуралисты были наняты для проведения наблюдений за фауной и флорой . [3] Сегодня эта дисциплина представлена ​​рядом организаций , которые охватывают несколько континентов. Вот некоторые примеры: Организация биологических полевых станций и Организация тропических исследований . [4]

Космические станции также разрабатывались в течение нескольких десятилетий посредством научного анализа и написания, причем первые аспекты дизайна ранних космических станций были представлены Германом Поточником в 1928 году . [5] С тех пор строительство и запуск космических станций были как национальными, так и международными, совместными усилиями, которые позволили различным философиям проектирования сформировать ключевые космические станции, такие как Международная космическая станция (МКС) . [6] Аналогичным образом, станции в Антарктиде строятся так, чтобы гарантировать, что они хорошо изолированы от отрицательных температур внешнего ландшафта, и на протяжении многих лет требовалось множество перепланировок для решения проблем, связанных со снежными заносами , доступностью и ржавчиной . [7]

Типы

Деревянная исследовательская станция Ботнического залива Университета Оулу в Марьяниеми, Хайлуото , Финляндия.

Некоторые исследовательские станции расположены в Арктике , например, Северо-Восточная научная станция , [8] Арктическая исследовательская станция Макгилла [2] и станция Химадри . [9] Некоторые станции в Арктике представляют собой укомплектованные дрейфующие ледовые станции , построенные на льду высоких широт Северного Ледовитого океана . [10] Во многих странах также есть исследовательские станции, расположенные в Антарктиде ; например , станции Шова , Халли и Тролль . Существуют также различные исследовательские станции, проводящие полевые экологические исследования, например, станция биоразнообразия Типутини в эквадорской Амазонии , исследовательская станция национального парка Комоэ в саваннах северо-восточного Кот-д'Ивуара или исследовательская станция Гомбе в Танзании , где Джейн Гудолл провела знаменитое исследование шимпанзе .

Биологические исследовательские станции

Биологические полевые станции или экологические исследовательские станции — это учреждения, где можно проводить исследования различных аспектов окружающей среды и биологической жизни. Они охватывают широкий спектр полевых станций, включая: морские исследовательские станции, тропические исследовательские станции и т. д. В XVIII и начале XIX века полевые станции еще не были официально созданы, и европейские натуралисты и биологи проводили свои исследования в ходе имперских научных исследований. [11] Этот период времени пришелся на время империализма и колониальной экспансии, которая началась с середины XVIII века, когда европейские страны, переживавшие индустриализацию , пытались вторгнуться и завоевать территории по всему миру. [12] Натуралистов часто привлекали к имперским походам на «неоткрытые» территории для оказания помощи в каталогизации и картировании иностранных образцов. [3] Например, в 1813 году Чарльз Дарвин был назначен натуралистом на корабле Королевского флота HMS Beagle , и его дневниковые записи из этого путешествия внесли значительный вклад в его более поздние научные теории эволюции и естественного отбора . [13] Аналогичным образом, Джозеф Бэнкс был также английским натуралистом, который был назначен ботаником имперского сотрудничества между Королевским военно-морским обществом и научной экспедицией в 1768 году на корабле HMS Endeavour в южную часть Тихого океана, что было объявлено открытием Австралии или Terra Nullius , как ее называли в то время. [14]

В середине-конце 19 века биологические станции были формализованы и начали строиться по всему миру. В Европе некоторые ранние полевые станции (которые все еще работают сегодня) включали Морскую биологическую станцию ​​Конкарно (Station de biologie marine de Concarneau), которая была основана в 1859 году в Конкарно , Франция . [15] Морская биологическая станция Конкарно — морская биологическая станция, которая была основана Виктором Костом для проведения исследований прибрежного рыболовства по просьбе Наполеона III . [15] В Азии примером ранней полевой станции является Морская биологическая станция Мисаки, которая была основана в Японии в 1886 году с целью исследования богатой фауны залива Сагами , который она располагала напротив. [15]

Научно-исследовательская станция Куросима в Куросиме, Окинава .

Возросший интерес к строительству биологических полевых станций возрос с эпохой, известной как Героический век исследования Антарктики , которая была периодом, начавшимся в конце 19-го века, когда европейские исследователи конкурировали за исследование и установление научного присутствия на Антарктическом континенте. Однако формирование биологических полевых станций пришло в упадок во время международных потрясений Первой и Второй мировых войн . [16] После Второй мировой войны количество биологических исследовательских станций по всему миру значительно возросло: только в 1950-х годах было создано 92 станции. [15] Именно в послевоенный период были сформированы многочисленные многонациональные и региональные организации, окружающие биологические полевые станции. [15] Наиболее известной из них является некоммерческая организация, известная как Организация биологических полевых станций , которая была основана в 1963 году. [17] Эта организация была создана с целью представления и объединения работы исследовательских центров из Северной Америки , Центральной Америки и Канады . В настоящее время в нее входят 180 станций-членов. [17] Еще одна биологическая некоммерческая организация — Организация тропических исследований , которая была основана в 1963 году и состоит примерно из 50 учреждений по всему миру. Ее три цели состоят в следующем: 1) содействие научным открытиям и знаниям, 2) расширение образовательного охвата тропических природных ресурсов и 3) помощь в формировании политики, которая повлияет на эти регионы. [4] Она предоставляет как программы бакалавриата, так и магистратуры для студентов в области полевой биологии , экологии , глобального здравоохранения и охраны природы и позволяет студентам выполнять практическую работу как на африканском , так и на южноамериканском континентах. [4] Существует также множество других организаций и институтов, как государственных, так и частных, по всему миру, которые поддерживают финансирование, утверждение и содержание биологических исследовательских станций. Тропические и субтропические исследовательские станции имеют высокую природоохранную отдачу от инвестиций, например, в Африке вырубка лесов на 22% меньше вблизи полевых станций по сравнению с соответствующими участками на расстоянии [18]

Космические станции

Космические станции не являются стационарными зданиями в отличие от обычных исследовательских станций на Земле, это специально созданные мобильные космические корабли , которые построены, чтобы позволить группе людей -исследователей и экипажу обитать в течение периода от нескольких месяцев и даже года. [19] Космические станции предназначены для постоянной работы в космосе в отличие от других видов космических кораблей, таких как спутники . Однако они не могут быть постоянно заселены людьми-исследователями, которые могут приходить и уходить, циклически проходя различные исследования. [20] Космические станции, как правило, контролируются их собственным космическим агентством и страной. [19] Конструкция космических станций развивалась в течение нескольких десятилетий. Инженерные и конструкторские аспекты космической станции были впервые представлены Германом Поточником в 1928 году. [21] Его «Wohnrad», также известный как «Живое колесо», состоял из вращающейся колесообразной космической станции, состоящей из трех частей: колеса вращения среды обитания, обсерватории и машинного отделения. [5] Колесо обитания Wohnrad состояло из жилых модулей, лабораторий и обсерваторий , которые должны были иметь диаметр 30 метров, и чья центробежная сила создавала бы ощущение гравитации для членов экипажа. [5] Тема гравитации , искусственно создаваемой посредством вращения космической станции, была впервые подробно описана Вернером фон Брауном в 1950-х годах, который поддерживал похожую концепцию вращающегося колеса. [22] Международная космическая станция (МКС) является одной из крупнейших космических станций в мире, и она постоянно обитаема. Первые части станций были запущены в 1998 году. [19] Она работает на низкой околоземной орбите , что означает, что она находится относительно ближе к поверхности Земли. Это может быть где угодно от 1000 км до всего лишь 160 км над поверхностью Земли. [20]

Международная космическая станция (МКС)

МКС — это совместный проект нескольких космических агентств по всему миру. Страны , участвующие в финансировании станций, включают Европу , Японию , Канаду , Россию и США . Соответствующие космические агентства этих стран — ESA , JAXA , CSA , Роскосмос , NASA . [19] Модульность и размер компонентов исследовательской станции были продиктованы использованием космического челнока в качестве основного средства выведения. Компоненты также должны были быть прочными и ремонтопригодными. В ранние годы разработки МКС в 1990-х годах разные страны привнесли разные философии и подходы к строительству, проектированию и транспортировке исследовательских станций. [6] Российские инженеры делали упор на автоматизированное использование и дистанционное управление в своих проектах. [6] Соединенные Штаты, Япония и европейские страны руководствовались четырьмя последовательными основными принципами: доступность , ремонтопригодность , модульность и реконфигурируемость . [23] Это повлияло на конструкцию внутренних стоек оборудования, которые были спроектированы так, чтобы быть заменяемыми. Он также принял во внимание предпочтения членов экипажа, которые в основном указали, что внутренний дизайн станции будет построен с отдельными полами, потолком и стенами. [23] МКС должна быть выведена из эксплуатации примерно в конце 2020-х годов. [24] Единственной другой занятой космической станцией на низкой околоземной орбите является китайская космическая станция Tiangong . Tiangong была запущена в 2021 году и следует за своими предшественниками Tiangong-1 и Tiangong-2 , которые были впервые запущены в 2011 и 2016 годах соответственно. [25] Эта космическая станция была крупнейшим космическим кораблем, построенным Китаем , весом 22,5 тонны или 49604,01 фунта. [26]

Антарктические исследовательские станции

В Антарктиде имеется около 50 исследовательских станций, на которых круглый год проживает от 1000 до 5000 человек. [27] Сам континент представляет собой полярную пустыню , состоящую из необитаемой ледяной среды. [27] Он управляется примерно 30 странами при содействии Системы Договора об Антарктике (СДА) . [28] С 1959 года, когда этот договор был принят, 42 страны подписали его и основали исследовательские станции в Антарктиде . [28] Научно-исследовательские станции в Антарктиде работают на сезонной основе в соответствии с ее летом и зимой. Это связано с тем, что температуры имеют большой разброс между двумя сезонами: температура превышает +10 °C летом и опускается до -40 °C зимой в прибрежных частях континента. [29] Большинство операций проводится летом, когда температура выше. Большинство исследовательских станций в Антарктиде расположены в этих прибрежных районах, причем большое количество из них сосредоточено вдоль полуострова континента. [29]

Антарктическая исследовательская станция Халли VI на шельфовом леднике Бранта , Антарктида

Эти исследовательские станции строятся с учетом минусовых климатических условий региона, а также с учетом размещения и строительства самого здания. [30] Антарктические исследовательские станции должны строиться таким образом, чтобы свести к минимуму такие проблемы, как изоляция, замерзание бетона во время процесса строительства и возможность накопления дрейфующего снега . [7] Процесс строительства исследовательских станций на континенте со временем развивался, чтобы решить эти проблемы. Ранние исследовательские базы в Антарктиде, используемые выдающимися исследователями, такими как Эрнест Шеклтон и Руаль Амундсен во время Героической эпохи исследования Антарктиды, состояли из деревянных хижин и палаток. [31] Только после Второй мировой войны исследовательские станции начали строиться в более широких и коммерческих масштабах. Эти послевоенные исследовательские станции были созданы с целью их быстрого возведения, и их часто строили люди с небольшим опытом и знаниями в строительстве. [32] Исследовательские станции в то время состояли из стандартных панелей для холодильных камер и использовали расширенную бакелитовую изоляцию. [33] Эта модель позже эволюционировала в приподнятые здания, удерживаемые стальными лесами . [33] Это было сделано в попытке решить проблему накопления дрейфующего снега , чтобы станции не были «засыпаны снегом». Это произошло в 1968 году, когда исследовательская станция Halley I , которой управляла Британская антарктическая служба (BAS), была закрыта, поскольку она была покрыта снегом. [34] Однако эта конструкция не учитывала движение водяного пара через изоляцию панели, что приводило к ржавлению панели изнутри. Другая проблема этой конструкции заключалась в ограничении функций и размеров здания. [34] Это затрудняло доступ к зданиям.

Начиная с этого периода (примерно с конца 1960-х годов) были опробованы многочисленные конструкции для решения проблем с растяжками, которые препятствовали мобильности, и для повышения качества безопасности и обслуживания, а также для снижения затрат. [7] Некоторые примеры элементов дизайна в этот период включали станции, обшитые стекловолокном , алюминиевые оконные рамы и деревянные панели. [7] Однако эти конструкции были не очень эффективны в преодолении проблемы накопления снежных заносов, инея или поддержания эффективной изоляции. Хотя в то время существовали значительные проблемы со строительством исследовательских станций, были также некоторые строительные инновации, которые развились в этот период архитектурных экспериментов в регионе. Инженеры обнаружили, что здания можно строить параллельно направлению ветра, чтобы предотвратить накопление снежных заносов . [32] Еще одно открытие, которое сделали инженеры, заключалось в том, что структурные фундаменты исследовательских станций можно закладывать непосредственно в скальное основание станций на участках, где осадки и скалы преобладают над льдом. [32] После этого периода проб и ошибок, в начале 2000-х годов, началось движение за создание более последовательных, коммерциализированных структур, которые подчеркивали долговечность. Ярким примером этого было формирование проекта Halley VI в 2005 году, которое включало конкурс проектов на создание наиболее эффективной и долговечной исследовательской станции, подходящей для ее расположения на плавучем шельфовом леднике. [34] Полученный проект представляет собой приподнятую станцию, установленную на гидравлических сваях, которые позволяли операторам физически перемещать или перемещать ее из снежных заносов. Берт Бьюкинг, архитектор, работающий над проектами для новой исследовательской станции Национального центра исследований Антарктики и океана в Индии , подчеркнул важность этой переделки для изменения подхода к строительству антарктических исследовательских станций: «Когда Великобритания построила Halley VI , многие страны осознали важность создания чего-то особенного, а не просто чего-то». [35] Аналогичным образом, Австралийская антарктическая строительная система (AANBUS) заявила, что установила стандарт для проектирования в Антарктике, используя конструкции со стальными каркасами, изолированные панели и пароизоляцию для преодоления предыдущих проблем проектирования и практичности. [33]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Уайман, Ричард Л.; Валленски, Юджин; Бейн, Марк (2009). «Деятельность и важность международных полевых станций». BioScience . 59 (7): 584–592. doi :10.1525/bio.2009.59.7.9. ISSN  0006-3568. S2CID  86230924.
  2. ^ ab McGill Arctic Research Station|McGill Arctic Research Station (MARS). Дейл Т. Андерсон, Центр по изучению жизни во Вселенной. Получено 11 апреля 2015 г.
  3. ^ ab Mäki, U., & Walsh, A., & Fernández Pinto, M. (2017). Научный империализм: исследование границ междисциплинарности . Routledge. стр. 140–143. ISBN 978-0367889074.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ abc Burlingame, Leslie J. (июнь 2002 г.). «Эволюция организации тропических исследований». Revista de Biologia Tropical . 50 (2): 439–472. ISSN  0034-7744. PMID  12298277.
  5. ^ abc Поточник, Герман (2010). Проблема космических путешествий: ракетный двигатель. Рок Подграйшек, Андрея Альт, Нарвика Бовкон, Форматиск) (2-е изд. английского перевода). Любляна: КСЭВТ. ISBN 978-961-92999-1-3. OCLC  821104101.
  6. ^ abc Kitmacher, Gary H. (19 октября 2002 г.). «Проектирование жилых модулей космической станции» (PDF) . 53-й Международный астронавтический конгресс : 10–19.
  7. ^ abcd Бротон, Хью (2010-07-11). "Антарктические исследовательские станции: параллели для межпланетного проектирования". 40-я Международная конференция по экологическим системам . Барселона, Испания: Американский институт аэронавтики и астронавтики. doi :10.2514/6.2010-6106. ISBN 978-1-60086-957-0.
  8. ^ Репортаж BBC
  9. ^ Стенсдаль, Изелин (2013). "Азиатские арктические исследования 2005-2012" (PDF) . Институт Фритьофа Нансена . Архивировано из оригинала (PDF) 3 мая 2014 года . Получено 2 мая 2014 года .
  10. ^ "Дрейфующие станции Северного полюса (1930-е-1980-е годы)". Океанографический институт Вудс-Хоул . Получено 30 апреля 2009 г.
  11. ^ Ментан (2015). Разоблачение империализма социальной науки: теория глобализации как фаза академического колониализма . Langaa Research & Publishing CIG. С. 23–25. ISBN 978-9956792207.
  12. ^ Мяки, У., Уолш, А., Фернандес Пинто, М. (2017). Научный империализм: исследование границ междисциплинарности . Routledge. стр. 121–134. ISBN 978-0367889074.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ↑ Дарвин, Чарльз (июнь 1960 г.). «Дарвин как путешественник». Географический журнал . 126 (2): 129–136. doi :10.2307/1793952. JSTOR  1793952.
  14. ^ О'Брайан, Патрик (1987). Джозеф Бэнкс: жизнь . Лондон: The Harvill Press. С. 20–26. ISBN 0-00-217350-6.
  15. ^ abcde Вайман, Ричард Л.; Валленски, Юджин; Бейн, Марк (июль 2009 г.). «Деятельность и важность международных полевых станций». BioScience . 59 (7): 584–592. doi :10.1525/bio.2009.59.7.9. ISSN  0006-3568. S2CID  86230924.
  16. ^ Симпсон-Хаусли, П. (1992). Антарктида: исследование, восприятие и метафора . Лондон: Routledge. С. 52–54. ISBN 978-0415082259.
  17. ^ ab МакНалти, Стейси А.; Уайт, Дэвид; Хафти, Мэри; Фостер, Пол (октябрь 2017 г.). «Организация биологических полевых станций в пятидесятилетнем возрасте». Бюллетень экологического общества Америки . 98 (4): 359–373. doi : 10.1002/bes2.1349 . hdl : 2027.42/138850 .
  18. ^ Эппли, Тимоти М.; Рейтер, Ким Э.; Сефчек, Тимоти М.; Тинсман, Джен; Сантини, Лука; Хукс, Селвин; Андрианцаралаза, Сехено; Шейни, Сэм; Фиоре, Энтони Ди; Сетчелл, Джоанна М.; Страйер, Карен Б.; Абаньям, Питер А.; Муталиб, Айни Хасана Абд; Абве, Эквоге; Ахмед, Танвир (2024-03-04). «Тропические полевые станции приносят высокую отдачу от инвестиций в охрану природы». Conservation Letters . 17 (2). doi : 10.1111/conl.13007 . hdl : 11573/1706649 . ISSN  1755-263X.
  19. ^ abcd Council, National Research (2000-01-11). Институциональные механизмы для исследований космической станции. doi :10.17226/9757. ISBN 978-0-309-57569-0.
  20. ^ ab Council, National Research (1996-01-01). Инженерные исследования и разработки технологий на космической станции. doi :10.17226/9026. ISBN 978-0-309-57138-8.
  21. ^ Povše, Žiga (27 января 2022 г.). «94 года назад инженер изобрел конструкцию космической станции — и вдохновил на написание классического научно-фантастического произведения». Inverse . Получено 27.05.2022 .
  22. ^ Бергауст, Эрик (1976). Вернер фон Браун: авторитетный и исчерпывающий биографический портрет отца современных космических полетов. Вашингтон: Национальный космический институт. ISBN 0-917680-01-4. OCLC  3914123.
  23. ^ ab Справочник по Международной космической станции. Гэри Китмахер. Берлингтон, Онтарио: Apogee Books. 2006. ISBN 1-894959-34-5. OCLC  76971411.{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  24. ^ "NASA представляет обновленный план перехода Международной космической станции". NASA.gov . 1 февраля 2022 г. Получено 21 мая 2022 г.
  25. ^ Харви, Брайан (2019). Китай в космосе. Большой скачок вперед . Cham: Springer International Publishing. ISBN 978-3030195878.
  26. ^ Лутц, Элеанор (22 сентября 2021 г.). «Экскурсия по будущей станции Тяньгун в Китае». New York Times . Получено 21 мая 2022 г.
  27. ^ аб Ван дер Ватт, Лиз-Мари (12 марта 2022 г.). «Антарктида». Британская энциклопедия . Проверено 15 марта 2022 г.
  28. ^ ab "Договор об Антарктике". ats.aq . 20 марта 2022 г. Получено 20 марта 2022 г.
  29. ^ ab Льюис, Ричард С. (1970-12-01). «Исследования Антарктики и актуальность науки». Бюллетень ученых-атомщиков . 26 (10): 2–4. Bibcode : 1970BuAtS..26j...2L. doi : 10.1080/00963402.1970.11457864. ISSN  0096-3402.
  30. ^ Кенникатт, Махлон К.; Бромвич, Дэвид; Лиггетт, Даниэла; Ньостад, Биргит; Пек, Ллойд; Ринтул, Стивен Р.; Ритц, Кэтрин; Зигерт, Мартин Дж.; Эйткен, Алан; Брукс, Кассандра М.; Кассано, Джон (сентябрь 2019 г.). «Устойчивые исследования Антарктики: императив 21-го века». Одна Земля . 1 (1): 95–113. Bibcode : 2019OEart...1...95K. doi : 10.1016/j.oneear.2019.08.014 . hdl : 10044/1/73532 .
  31. ^ Амундсен, Руаль (1976). Южный полюс: отчет о норвежской антарктической экспедиции на «Фраме», 1910-1912. Артур Г. Чейтер. Лондон: C. Hurst. ISBN 0-903983-47-8. OCLC  2459402.
  32. ^ abc Ice lab: новая архитектура и наука в Антарктиде. Сандра Росс, Вики Ричардсон. Лондон. 2013. ISBN 978-0-86355-717-0. OCLC  854890064.{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )
  33. ^ abc "АВСТРАЛИЙСКИЕ АНТАРКТИЧЕСКИЕ ЗДАНИЯ: МЕНЯЮЩИЕСЯ ТРЕБОВАНИЯ". Австралийская антарктическая программа . 31 июля 2018 г. Получено 21 мая 2022 г.
  34. ^ abc Славид, Рут (2015). Ледовая станция: создание Галлея VI: британской пионерской антарктической исследовательской станции. Рут Славид, Джеймс Моррис. Цюрих. ISBN 978-3-906027-66-1. OCLC  913198095.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  35. ^ «Самая крутая архитектура на Земле находится в Антарктиде». New York Times . 6 января 2020 г. Получено 21 мая 2022 г.

Внешние ссылки