stringtranslate.com

Научно-исследовательская станция

Чешская арктическая исследовательская станция

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, в том числе: биологические полевые станции, космические станции и т. д. [2] Объекты исследовательских станций могут включать отдаленные районы мира, океаны , а также космическое пространство , например, Международную космическую станцию . Биологические исследовательские станции возникли во времена европейской колонизации и империализма , где натуралисты нанимались для проведения наблюдений за фауной и флорой . [3] Сегодня эта дисциплина представлена ​​рядом организаций , расположенных на разных континентах. Некоторые примеры включают: Организацию полевых биологических станций и Организацию тропических исследований . [4]

Космические станции также разрабатывались на протяжении нескольких десятилетий посредством научного анализа и написания статей, причем первые аспекты дизайна первых космических станций были представлены Германом Поточником в 1928 году. [5] С тех пор строительство и запуск космических станций были как национальными, так и национальными. а также международные совместные усилия, которые позволили различным концепциям проектирования сформировать ключевые космические станции, такие как Международная космическая станция (МКС) . [6] Точно так же станции в Антарктиде построены так, чтобы гарантировать, что они хорошо изолированы от минусовых температур внешнего ландшафта, при этом на протяжении многих лет требуется множество перепланировок для решения проблем, связанных с сугробами , доступностью и ржавчиной . [7]

Типы

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

Некоторые исследовательские станции расположены в Арктике , такие как Северо-восточная научная станция , [8] Арктическая исследовательская станция Макгилла [2] и Станция Химадри . [9] Некоторые станции в Арктике являются укомплектованными дрейфующими ледовыми станциями , построенными на льду высоких широт Северного Ледовитого океана . [10] Многие страны также имеют исследовательские станции, расположенные в Антарктиде ; Примеры: Станция Сёва , Халли и Тролль . Существуют также различные исследовательские станции, проводящие полевые экологические исследования, такие как Станция биоразнообразия Типутини в эквадорской Амазонке , Исследовательская станция национального парка Комоэ в саваннах северо-востока Кот-д'Ивуара или Исследовательская станция Гомбе в Танзании , где проводились знаменитые исследования шимпанзе. под управлением Джейн Гудолл .

Биологические исследовательские станции

Биологические полевые станции или станции экологических исследований — это объекты, на которых можно проводить исследования различных аспектов окружающей среды и биологической жизни. Он охватывает широкий спектр полевых станций, в том числе: морские исследовательские станции, тропические исследовательские станции и т. д. В 18-м и начале 19-го века полевые станции еще не были официально созданы, и европейские натуралисты и биологи проводили свои исследования посредством имперских научных исследований. [11] Этот период времени произошел во времена империализма и колониальной экспансии, которая началась с середины 18 века, когда европейские страны, переживающие индустриализацию , стремились вторгнуться и завоевать территории по всему миру. [12] Натуралистов часто привлекали к участию в имперских кампаниях на «неизведанные» территории, чтобы помочь в каталогизации и картографировании иностранных образцов. [3] Например, в 1813 году Чарльз Дарвин был назначен натуралистом на корабле Королевского флота HMS Beagle , и его дневниковые записи этого путешествия внесли значительный вклад в его более поздние научные теории эволюции и естественного отбора . [13] Точно так же Джозеф Бэнкс также был английским натуралистом, который был назначен ботаником имперского сотрудничества между научной экспедицией Королевского военно-морского общества в 1768 году на корабле HMS Endeavour в южную часть Тихого океана, которая была провозглашена открытием Австралии или Терры Нуллиус, как это было известный в то время. [14]

В середине – конце 19 века биологические станции были оформлены и начали строиться по всему миру. В Европе некоторые из первых полевых станций (которые действуют до сих пор) 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 — станция морской биологии, основанная Виктором Косте с целью проведения исследований прибрежного рыболовства по заказу Наполеона III . [15] В Азии примером ранней полевой станции является Морская биологическая станция Мисаки, основанная в Японии в 1886 году с целью исследования богатой фауны залива Сагами , напротив которого она располагалась. [15]

Научно-исследовательская станция Куросима в Куросиме, Окинава .

Повышенный интерес к строительству полевых биологических станций вырос с наступлением эпохи, известной как Героическая эпоха исследования Антарктики, которая была периодом, начавшимся в конце 19 века, когда европейские исследователи соревновались за исследование и установление научного присутствия на антарктическом континенте. Однако формирование полевых биологических станций застопорилось во время международных потрясений Первой и Второй мировых войн . [16] После Второй мировой войны количество биологических исследовательских станций по всему миру значительно увеличилось: только в 1950-х годах было создано 92 станции. [15] Именно в послевоенный период было сформировано множество многонациональных и региональных организаций вокруг полевых биологических станций. [15] Наиболее известной является некоммерческая организация, известная как Организация биологических полевых станций, основанная в 1963 году. [17] Эта организация была создана с целью представления и объединения работы исследовательских центров Северной Америки , Центральной Америки. и Канада . В настоящее время в его состав входят 180 станций. [17] Еще одной биологической некоммерческой организацией является Организация тропических исследований , основанная в 1963 году и состоящая примерно из 50 учреждений по всему миру. Его три цели состоят из 1) содействия научным открытиям и знаниям, 2) расширения образовательных возможностей тропических природных ресурсов и 3) помощи в формировании политики, которая повлияет на эти регионы. [4] Он предлагает программы бакалавриата и магистратуры для студентов в области полевой биологии , экологии , глобального здравоохранения и охраны природы , а также позволяет студентам выполнять практическую работу как на африканском , так и на южноамериканском континентах. [4] Во всем мире существует также множество других организаций и институтов, как государственных, так и частных, которые поддерживают финансирование, одобрение и обслуживание биологических исследовательских станций. Тропические и субтропические исследовательские станции имеют высокую отдачу от инвестиций в сохранение природы: например, в Африке вырубка лесов происходит на 22% меньше станций ближнего поля 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 позволяют группе людей- исследователей и экипажу обитать на протяжении от нескольких месяцев до года. [19] Космические станции предназначены для постоянной работы в космосе, в отличие от других видов космических кораблей, таких как спутники . Однако он не может быть постоянно заселен людьми-исследователями, которые могут приходить и уходить во время различных исследований. [20] Космические станции обычно контролируются соответствующим космическим агентством и страной. [19] Конструкция космических станций развивалась на протяжении нескольких десятилетий. Инженерные и проектные аспекты космической станции были впервые представлены Германом Поточником в 1928 году. [21] Его «Вонрад», также известный как «Живое колесо», состоял из вращающейся космической станции в форме колеса, состоящей из трех частей: колеса вращения среды обитания. , обсерватория и машинный зал. [5] Колесо обитания Вонрада состояло из жилых помещений, лабораторий и обсерваторий диаметром 30 метров, центробежная сила которых вызывала у членов экипажа ощущение гравитации . [5] Тема гравитации , искусственно создаваемой в результате вращения космической станции, была впервые подробно описана Вернером фон Брауном в 1950-х годах, который придерживался аналогичной концепции вращающегося колеса. [22] Международная космическая станция (МКС) — одна из крупнейших космических станций в мире, на которой постоянно обитают люди. 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-то от 1000 км до всего 160 км над поверхностью Земли. [20]

Международная космическая станция (МКС)

МКС — это совместная работа нескольких космических агентств по всему миру. В число стран, участвующих в финансировании станций, входят Европа , Япония , Канада , Россия и США . Соответствующими космическими агентствами этих стран являются ЕКА , ДЖАКСА , ККА , Роскосмос , НАСА . [19] Модульность и размеры компонентов исследовательской станции были продиктованы использованием космического корабля-челнока в качестве основной ракеты-носителя. Компоненты также должны были быть долговечными и ремонтопригодными. В первые годы разработки МКС в 1990-х годах разные страны привнесли разные философии и подходы к строительству, проектированию и транспортировке исследовательских станций. [6] Российские инженеры в своих разработках сделали упор на автоматизированное использование и дистанционное управление. [6] США, Япония и европейские страны руководствовались четырьмя последовательными основными принципами: доступность , ремонтопригодность , модульность и реконфигурируемость . [23] Это повлияло на конструкцию внутренних стоек для оборудования, которые были заменяемыми. При этом также были учтены предпочтения членов экипажа, которые в основном указали, что внутренний дизайн станции будет построен с отдельными полом, потолком и стенами. [23] МКС планируется вывести из эксплуатации примерно в конце 2020-х годов. [24] Единственной другой обитаемой космической станцией на низкой околоземной орбите является китайская космическая станция « Тяньгун» . Tiangong был запущен в 2021 году и последовал 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 , ее вес составлял 22,5 тонны или 49604,01 фунта. [26]

Антарктические исследовательские станции

В Антарктиде имеется около 50 исследовательских станций, и на этих станциях круглый год проживает от 1000 до 5000 человек. [27] Сам континент представляет собой полярную пустыню , состоящую из непригодной для жизни среды, заполненной льдом. [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 создали 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 температура сильно различается между двумя сезонами: температура превышает +10 ° C летом и опускается ниже -40 ° C зимой в прибрежных частях континента. [29] Большинство операций проводится летом, когда температура выше. Большинство исследовательских станций Антарктиды расположены в этих прибрежных регионах, причем большое их количество сосредоточено вдоль полуострова континента . [29]

Антарктическая исследовательская станция Галлей VI на шельфовом леднике Брант , Антарктида

Эти исследовательские станции построены с учетом минусовых климатических условий региона, а также с учетом размещения и строительства самого здания. [30] Антарктические исследовательские станции необходимо строить таким образом, чтобы свести к минимуму такие проблемы, как изоляция, замерзание бетона в процессе строительства и возможность скопления метельного снега . [7] Процесс строительства исследовательских станций на континенте со временем менялся для решения этих проблем. Ранние исследовательские базы в Антарктиде, которыми пользовались выдающиеся исследователи, такие как Эрнест Шеклтон и Рональд Амундсен, в героический век антарктических исследований, состояли из деревянных хижин и палаток. [31] Лишь после Второй мировой войны исследовательские станции начали строиться в более широком и коммерческом масштабе. Эти послевоенные исследовательские станции были созданы с целью быстрого возведения, и их часто строили люди с небольшим строительным опытом и знаниями. [32] Исследовательские станции в то время состояли из стандартных панелей холодильных камер и использовали расширенную бакелитовую изоляцию. [33] Позже эта модель превратилась в приподнятые здания, удерживаемые на стальных лесах . [33] Это было сделано в попытке решить проблему скопления метельного снега , чтобы станции не были «засыпаны снегом». Это действительно произошло в 1968 году, когда исследовательскую станцию ​​Халли I, которой управляла Британская антарктическая служба (BAS), пришлось закрыть, поскольку она была покрыта снегом. [34] Однако в этой конструкции не учитывалось проникновение водяного пара через изоляцию панели, что привело к ржавчине панели изнутри. Еще одна проблема этого проекта заключалась в ограничении функциональности и размеров здания. [34] Это сделало здания труднодоступными.

Начиная с этого периода (примерно с конца 1960-х годов) было опробовано несколько конструкций для решения проблем с растяжками , которые затрудняли мобильность, и для повышения качества безопасности и услуг, а также для снижения затрат. [7] Некоторые примеры элементов дизайна в этот период включали панели из стекловолокна , алюминиевые оконные рамы и деревянные панели. [7] Однако эти конструкции оказались не очень эффективными для решения проблем, связанных с накоплением сугроба, инея или поддержания эффективной изоляции. Хотя в то время существовали серьезные проблемы со строительством исследовательских станций, были также некоторые строительные инновации, появившиеся в этот период архитектурных экспериментов в регионе. Инженеры обнаружили, что здания можно строить параллельно направлению ветра, чтобы предотвратить скопление сугробов . [32] Еще одно открытие, сделанное инженерами, заключалось в том, что структурные фундаменты исследовательских станций могут быть заложены непосредственно в каменное ложе станций на участках, где осадки и скальные породы преобладали над льдом. [32] После этого периода проб и ошибок, в начале 2000-х годов, началось движение за создание более последовательных, коммерциализированных структур, в которых особое внимание уделялось долговечности. Ярким примером этого стало формирование проекта Halley VI в 2005 году, в рамках которого проводился конкурс проектов на создание наиболее эффективной и долговечной исследовательской станции, подходящей для ее размещения на плавучем шельфовом леднике. [34] В результате конструкция представляет собой приподнятую станцию, установленную на гидравлических сваях, что позволяет операторам физически перемещать или перемещать ее из снежных заносов. Берт Бьюкинг, архитектор, работающий над проектом новой исследовательской станции Индийского национального центра антарктических и океанических исследований, подчеркнул важность этой реконструкции для изменения подхода к строительству антарктических исследовательских станций: «Когда Великобритания построила Халли VI , многие страны осознали важно делать что-то особенное, а не просто делать что-то». [35] Аналогичным образом, Австралийская антарктическая строительная система (AANBUS) заявила, что установила стандарт проектирования в Антарктике за счет использования структур со стальным каркасом, изолированных панелей и пароизоляции для преодоления предыдущих проблем проектирования и практичности. [33]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вайман, Ричард Л.; Валленский, Евгений; Бейн, Марк (2009). «Деятельность и значение международных полевых станций». Бионаука . 59 (7): 584–592. дои : 10.1525/bio.2009.59.7.9. ISSN  0006-3568. S2CID  86230924.
  2. ^ ab Арктическая исследовательская станция Макгилла | Арктическая исследовательская станция Макгилла (MARS). Дейл Т. Андерсон, Центр изучения жизни во Вселенной. Проверено 11 апреля 2015 г.
  3. ^ Аб Мяки, У., Уолш, А., и Фернандес Пинто, М. (2017). Научный империализм: исследование границ междисциплинарности . Рутледж. стр. 140–143. ISBN 978-0367889074.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ abc Burlingame, Лесли Дж. (июнь 2002 г.). «Эволюция Организации тропических исследований». Обзор тропической биологии . 50 (2): 439–472. ISSN  0034-7744. ПМИД  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. ОСЛК  821104101.
  6. ^ abc Китмахер, Гэри Х. (19 октября 2002 г.). «Проектирование обитаемых модулей космической станции» (PDF) . 53-й Международный астронавтический конгресс : 10–19.
  7. ^ abcd Бротон, Хью (11 июля 2010 г.). «Антарктические исследовательские станции: параллели межпланетного дизайна». 40-я Международная конференция по экологическим системам . Барселона, Испания: Американский институт аэронавтики и астронавтики. дои : 10.2514/6.2010-6106. ISBN 978-1-60086-957-0.
  8. ^ Репортаж BBC News
  9. ^ Стенсдал, Иселин (2013). «Азиатские арктические исследования 2005–2012 гг.» (PDF) . Институт Фритьофа Нансена . Архивировано из оригинала (PDF) 3 мая 2014 года . Проверено 2 мая 2014 г.
  10. ^ "Дрейфующие станции Северного полюса (1930-1980-е годы)" . Океанографический институт Вудс-Хоул . Проверено 30 апреля 2009 г.
  11. ^ Ментан (2015). Разоблачение империализма социальных наук: теория глобализации как фаза академического колониализма . Langaa Research & Publishing CIG. стр. 23–25. ISBN 978-9956792207.
  12. ^ Мяки, У., Уолш, А., и Фернандес Пинто, М. (2017). Научный империализм: исследование границ междисциплинарности . Рутледж. 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. дои : 10.2307/1793952. JSTOR  1793952.
  14. ^ О'Брайан, Патрик (1987). Джозеф Бэнкс: жизнь . Лондон: Харвилл Пресс. стр. 20–26. ISBN 0-00-217350-6.
  15. ^ abcde Wyman, Ричард Л.; Валленский, Евгений; Бейн, Марк (июль 2009 г.). «Деятельность и значение международных полевых станций». Бионаука . 59 (7): 584–592. дои : 10.1525/bio.2009.59.7.9. ISSN  0006-3568. S2CID  86230924.
  16. ^ Симпсон-Хосли, П. (1992). Антарктида: исследование, восприятие и метафора . Лондон: Рутледж. стр. 52–54. ISBN 978-0415082259.
  17. ^ аб МакНалти, Стейси А.; Уайт, Дэвид; Хафти, Мэри; Фостер, Пол (октябрь 2017 г.). «Организация полевых биологических станций в пятьдесят». Бюллетень Экологического общества Америки . 98 (4): 359–373. дои : 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 (04 марта 2024 г.). «Тропические полевые станции приносят высокую отдачу от инвестиций в сохранение природы». Письма о сохранении . дои : 10.1111/conl.13007 . hdl : 11573/1706649 . ISSN  1755-263X.
  19. ^ Совет abcd, Национальные исследования (11 января 2000 г.). Институциональные механизмы исследования космических станций. дои : 10.17226/9757. ISBN 978-0-309-57569-0.
  20. ^ Совет ab, Национальные исследования (1996-01-01). Инженерные исследования и разработки технологий на космической станции. дои : 10.17226/9026. ISBN 978-0-309-57138-8.
  21. ^ Повше, Жига. «94 года назад инженер изобрел конструкцию космической станции и вдохновил на создание классической научной фантастики». Инверсия . Проверено 27 мая 2022 г.
  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. ОСЛК  3914123.
  23. ^ ab Справочник по Международной космической станции. Гэри Китмахер. Берлингтон, Онтарио: Книги Апогея. 2006. ISBN 1-894959-34-5. ОСЛК  76971411.{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  24. ^ «НАСА предоставляет обновленный план перехода Международной космической станции» . НАСА.gov . 1 февраля 2022 г. Проверено 21 мая 2022 г.
  25. ^ Харви, Брайан (2019). Китай в космосе. Большой скачок вперед . Чам: Международное издательство Springer. ISBN 978-3030195878.
  26. ↑ Лутц, Элеонора (22 сентября 2021 г.). «Экскурсия по будущей китайской станции Тяньгун». Газета "Нью-Йорк Таймс . Проверено 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. Проверено 20 марта 2022 г.
  29. ^ Аб Льюис, Ричард С. (1 декабря 1970 г.). «Антарктические исследования и актуальность науки». Бюллетень ученых-атомщиков . 26 (10): 2–4. Бибкод : 1970BuAtS..26j...2L. дои : 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.). «Постоянные антарктические исследования: императив 21 века». Одна Земля . 1 (1): 95–113. Бибкод : 2019OEart...1...95K. дои : 10.1016/j.oneear.2019.08.014 . hdl : 10044/1/73532 .
  31. ^ Амундсен, Роальд (1976). Южный полюс: отчет о норвежской антарктической экспедиции во «Фраме», 1910–1912 гг. Артур Дж. Чейтер. Лондон: К. Херст. ISBN 0-903983-47-8. ОСЛК  2459402.
  32. ^ abc Ледяная лаборатория: новая архитектура и наука в Антарктиде. Сандра Росс, Вики Ричардсон. Лондон. 2013. ISBN 978-0-86355-717-0. ОСЛК  854890064.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )
  33. ^ abc «АНТАРКТИЧЕСКИЕ ЗДАНИЯ АВСТРАЛИИ: МЕНЯЮЩИЕСЯ ТРЕБОВАНИЯ». Австралийская антарктическая программа . 31 июля 2018 года . Проверено 21 мая 2022 г.
  34. ^ abc Славид, Рут (2015). Ледовая станция: создание Халли VI: новаторской британской антарктической исследовательской станции. Рут Славид, Джеймс Моррис. Цюрих. ISBN 978-3-906027-66-1. ОСЛК  913198095.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  35. ^ «Самая крутая архитектура на Земле находится в Антарктиде» . Газета "Нью-Йорк Таймс . 6 января 2020 г. Проверено 21 мая 2022 г.

Внешние ссылки