Реферат Экология. Проблемы экологии человека при исследовании и освоении космического пространства
 Скачать 37.6 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина» Инженерно-экономический факультет Кафедра БЖДиЭ Реферат на тему: «Проблемы экологии человека при исследовании и освоении космического пространства». Выполнили: Студенты группы 9715 Комаров Д.И. Прокофьев И.О. Рязань, 2020 Проблемы экологии человека при исследовании и освоении космического пространства В современном мире космическая отрасль является одной из наиболее приоритетных и наукоемких областей человеческой деятельности. Участие в космической деятельности в значительной мере определяет политический престиж современного государства, его экономическую, и научно-техническую и оборонную мощь. Анализ современных тенденций и факторов развития космической деятельности свидетельствует о том, что ведущие страны мира прилагают значительные усилия, чтобы нарастить свой космический потенциал. Официальный прорыв великих держав СССР и США в околоземное пространство начался в 1957 г. и включал исследования в области милитаризации космоса, гидрометеорологии, коммутационных систем и, позднее, экологии и ряда других наук о Земле. Разрабатываются инновационные технологии и почти ювелирная техника для изучения Луны, Марса, Венеры, Солнца и других объектов ближнего космоса. Начиная с 70-х годов, Франция, Япония, Индия, а позднее Канада, Англия, Израиль, КНДР самостоятельно запускают свои ИСЗ. Уже в XXI веке начала реализовываться весьма амбициозная программа освоения космического пространства Китайской Народной Республики. Но и до настоящего времени должная координация международных отношений по прорыву в космос отсутствует, что ведет к неоправданному расходу огромных средств. Достоверный сбор, накопление, обработка, хранение и использование всех видов экологической информации сегодня уже невозможны без организации всемирной мониторинговой системы, обеспечивающей контроль над состоянием важнейших природосоставляющих компонентов, включая космическое пространство. В такой глобальной службе должно быть развернуто достаточное количество наземных станций с соответствующими датчиками, позволяющими оценивать сейсмическое состояние Земли, физико-химические параметры атмосферы, гидросферы и литосферы. Космическое пространство является по существу для человека все еще новой, недостаточно обжитой сферой, однако и туда уже перекочевала наша извечная проблема «неуправляемой свалки», проблема бессистемного и безудержного засорения окружающей среды. Отработавшие ступени ракетоносителей, разгонные блоки, обломки и осколки от столкновений, взрывов и прочих аварийных ситуаций, элементы оборудования, потерянные во время работ в открытом космосе, становятся сегодня серьезной угрозой для жизнеобеспечения действующих космических аппаратов (КА). Производство, испытание и эксплуатация РКТ, как и их дальнейшее бытия в качестве отработавших единиц, впрочем, также имеет свои специфические факторы негативного влияния на окружающую среду. Наиболее весомыми факторы негативного влияния являются: - загрязнение атмосферного воздуха и поверхностных водоемов в процессе изготовления элементов РКТ и продуктами выбросов ракетных двигателей; - риск возникновения аварийных ситуаций во время изготовления и хранения ракетного топлива (возможны проливы токсичных компонентов ракетного топлива (КРТ), испарение токсичных КРТ, горение КРТ, взрыв КРТ); - риск возникновения аварийных ситуаций во время наземных испытаний ракетных двигателей; - локальное загрязнение атмосферы во время запуска ракет-носителей (РН); - негативное влияние на состояние озонового слоя Земли; - отчуждение территорий и загрязнение плодородного слоя почвы в зоне падения частей ракет. - отделение фрагмента конструкции, либо отделяющейся части РН или космического аппарата (КА) = («космический мусор»); - работа радиоэлектронных средств; - химическое загрязнение грунта углеводородами, в том числе, нефтепродуктами, и углеводородным топливом, которые используются при эксплуатации ракетно-технической техники; - химическое загрязнение атмосферы газовыми выбросами, характерными для объектов тепло- и электроснабжения, транспорта. Предприятий бытового обслуживания, строительной индустрии, местные промышленности; - разрушение природных ландшафтов (вырубка лесов, снятие верхнего слоя грунта и т.д.), особенно при строительстве космодрома и развитии наземной инфраструктуры; - загрязнение водных объектов бытовыми стоками. Экологические последствия перечисленных выше факторов воздействий РКТ на ОПС существенно зависят от конкретных условий: естественные физические факторы и природно-географические условия могут усиливать или ослаблять воздействие РКТ. Проблема космического мусора К настоящему времени в каталоге NASA насчитывается уже около 13 тысяч искусственных объектов, засоряющих околоземное пространство, в том числе более 3 тысяч уже не функционирующих ИСЗ, а обломков размером до 5 см уже сотни тысяч. Но, кроме них, вокруг Земли вращаются и десятки миллионов более мелких объектов, представляющих собой куски и кусочки металлов, пластмасс, обрывки и ошметки обшивки, оснастки и защитных покрытий космических изделий. Подсчитано, что общая масса этого, так называемого «космического мусора», в 150000 раз превосходит массу находящейся на тех же высотах над Землей естественной космической пыли. Огромная скорость движения таких мелких предметов - до 35000 км/ч - делает столкновение с ними очень опасным. Установлено, например, что удар алюминиевого шарика диаметром в 1 см о борт космического корабля равнозначен столкновению со стальным сейфом массой в 200 кг, летящим со скоростью 100 км/ч. Наблюдения показали, что орбитальные отходы имеют тенденцию к «саморазмножению» - каждое столкновение тех или иных структур космического мусора порождает тысячи новых осколков, вероятность контактов с которыми непрерывно возрастает. Большая часть фрагментов космического мусора со временем, в зависимости от первоначального расположения их орбит и массы, постепенно входит в плотные слои атмосферы и сгорает, но отдельные предметы представляют серьезную опасность, так как достигают все-таки поверхности Земли. Наряду с общим ростом орбитального мусора, характерным является и расширение объема его распространения в околоземном пространстве. Как показывают наблюдения, после самопроизвольных взрывов космических объектов образовавшиеся обломки собираются в кольца на достаточно узких полосах орбит, незначительно отличающихся углом наклона (обычно не более одного градуса). Но со временем плоскости орбит расходятся, и обломки начинают распределяться по всему окружающему пространству, а траектории их полета опоясывают весь земной шар тонкой оболочкой, оставляя свободными лишь зоны над полюсами. Проблема утилизации космического мусора остается даже при нормальном функционировании ИСЗ с ядерным топливом на борту, которого по зарубежным данным насчитывается не менее одной тонны (урана-235 и продуктов полураспада). Многие ученые считают, что ядерные реакторы должны быть уничтожены и впредь не допускаться в ближний космос, поскольку такое соседство потенциально опасно для Земли. Ведь известны случаи, когда из-за технических неполадок радиоактивные материалы попадали сверху в атмосферу и даже на поверхность нашей планеты. Один из таких инцидентов произошел в 1987 г., когда советский спутник «КОСМОС-954» вошел в плотные слои атмосферы и разрушился над территорией Канады. В 1964г. не вышел на орбиту и выбросил в атмосферу весь свой запас радиоактивного плутония американский ИСЗ «SHIP - 9А». Специалисты подсчитали, что из каждых 159 обломков КА, достигших поверхности Земли, один с высокой степенью вероятности может серьезно ранить и даже убить человека. Начиная с октября 1957 г. и по сегодняшний день, более тысячи искусственно созданных предметов «вернулись» из космоса на Землю. Часть четвертого советского спутника упала в городе Манитовок (штат Висконсин, США). Деталь, потерянная космическим кораблем, идентификация которой результатов не дала, попала в 1969г. в японское торговое судно, ранив при этом пятерых моряков. Еще один известный случай - падение американской станции «SKYLAB» массой 75 т. в 1979 г. в Австралии. Результаты исследований, проведенных в Брауншвейгском университете (ФРГ), показали, что в течение ближайших 50 лет число вращающихся вокруг нашей планеты обломков достигнет предельно допустимого количества, которое может привести к катастрофическим последствиям, так как в космосе сформируется пояс малоразмерных частиц и это сделает невозможным космические полеты на несколько десятилетий вперед. Подсчитано, что вероятность столкновения КА с космическим мусором с катастрофическими последствиями (т.е. до полного разрушения аппарата) составляет сегодня 3,7%, а опасность, не грозящая катаклизмом - 20 %. Одним из способов борьбы с орбитальными техногенными отходами является создание космических мусоросборников. Такие управляемые с Земли автоматизированные системы снимут с орбиты наиболее ценные ИСЗ, возвратят их для ремонта или отправят на долговременные обитаемые МКС. Те же КА, которые восстановлению не подлежат, демонтируют, разрежут на части и упакуют в транспортные контейнеры. Сложнее всего выловить мелкий мусор, который уже успел распространиться в космосе. Один из предлагаемых способов - использование своеобразных ловушек, выполненных из тончайших металлических сетей с использованием в качестве «приманки» зарядов статического электричества, под воздействием которых мелкие частицы слипаются в более крупные и прочные агрегаты. Другая технология - использование особого щита, в роли которого выступит тонкий слой пластической пленки. Упакованный в плотный сверток, он выводится на орбиту и разворачивается, образуя диск диаметром около 10 км. Затем диск начинает тормозить скорость ударяющихся в него частиц космического мусора, замедляя ее настолько, что, в конце концов, они, двигаясь вниз, сгорят в плотных слоях атмосферы. Так же можно назвать еще несколько более инновационных методов: «Лазерная метла». Суть метода заключается в том, что лазер обнаруживает мусор и воздействует на него. Его цель не разрушение, а только изменение скорости. Такое возможно из-за воздействия светового давления. «Лазерная метла» осуществляет свою работу с космоса и с Земли. Поэтому есть 2 названия: «Система космического базирования», «Система наземного базирования». Метод малоэффективен. Скорость движения частиц – 7,2 км/сек. Чтобы изменить орбиту одного небольшого обломка, нужно воздействовать на него лазером несколько суток. «КлинСпейс Ван». Проект, предложенный университетом Лозанны, Швейцария. На орбиту отправляется наноспутник. Он, приблизившись к вышедшему из строя космоаппарату, хватает его. Далее наноспутник падает на Землю. Стоимость строительства и запуска такого спутника – 200 тысяч долларов, что в разы меньше, чем убыток от разрушения спутника связи. Урон оценивается в таком случае в десятки миллионов долларов. «Солнечный парус». Идея Суррейского института в Великобритании. Суть в том, что спутники оснащают специальным парусом. После того как аппарат перестает работать, солнечный парус тормозит его и сводит с орбиты. Тестовый вариант уже запущен на орбиту. «Проект GOLD». Безумная идея, предложенная в 2010 году канадскими учеными. Его суть в том, чтобы к каждому космическому аппарату прикрепляли огромный шар с гелием. Он поможет затормозить спутник. Затем в течение года происходит путь до плотных слоев атмосферы, где происходит сгорание. Экологические риски и негативные последствия прорыва человека в космос Разрушение озонового слоя. Другой вид опасности представляют собой газообразные выбросы ракетных двигателей в атмосферу и нарушение целостности ее озонового слоя. Особенно неблагополучны в этом отношении американские Space Shuttle («Шаттлы»). Озоновый слой играет огромную роль в сохранении жизни на Земле. Он поглощает наиболее жёсткую и опасную часть ультрафиолетового излучения, которое губительно действует на все виды бактерий и планктон, т. е. на основание всей биологической пирамиды. Нарушение первичного элемента экопирамиды вызовет гибель морской флоры и фауны. Фитопланктон перерабатывает углекислый газ и высвобождает чистого кислорода больше, чем все леса планеты. Уменьшение фитопланктона приведёт к тому, что в атмосфере будет оставаться лишний углекислый газ и Земля задохнётся. Кроме того, от воздействия ультрафиолетового излучения происходят мутации флоры и фауны, сельскохозяйственных культур и домашних животных, нарушается иммунная система человека, увеличивается рост раковых, инфекционных и вирусных заболеваний. Всё это происходит потому, что жизнь на планете адаптирована только к мягкому спектру ультрафиолетового излучения Солнца. Уменьшение озонового слоя приведёт к увеличению нагрева Земли, усилению ветра, наступлению пустынь и резкому изменению климата. При запуске ракет в атмосферный газ выбрасывается большое количество молекул воды, они разрушают озоновый слой, а в ионосфере образуются дыры диаметром в сотни километров. Под озоновой дырой понимают пространство в ионосфере, характеризующееся понижением концентрации озона. Так как воды на больших высотах нет, то даже сам факт её появления в ионосфере становится фактом загрязнения природной среды и нарушением естественного равновесия. Могут возникнуть искусственные облака и зоны пониженной плотности, что вызывает нарушение связи. Наблюдаются также аномальные свечения. Разрушение озонового слоя, при запусках космических ракет, образование озоновых дыр совпадает с началом полётов «Шаттлов». В результате полётов «Шаттла», стратосферных самолётов, запусков ракет и использования фреонов к настоящему времени произошло истощение озонового слоя на 8-9%. Трёхсот запусков «Спейс шаттла» достаточно, чтобы полностью уничтожить озоновый слой Земли. Полное исчезновение озонового слоя означало бы полное прекращение высших форм жизни на планете. Потому сохранение озонового слоя – глобальная задача человечества. Однако до сих пор действующих средств защиты озонового слоя от воздействия ракетоносителей, от выбросов продуктов сгорания ракетного топлива в атмосферу пока нет. Для эффективной борьбы с орбитальным техногенезом предполагается прекратить несанкционированное уничтожение вышедших из-под контроля или отработавших свой эксплуатационный срок космических аппаратов. Известно, например, что российская станции «Мир» после завершения работы в 2001 г. была благополучно и без экологических изъянов затоплена в Тихом океане. А несоблюдение соответствующих норм международного права привело к тому, что в 2007 г. Китай точным попаданием боевой ракеты «ликвидировал» свой неисправный метеоспутник. Военно-космические силы США также собираются уничтожить свой собственный «спутник-шпион размером с грузовик, содержащий токсичные материалы» путем одновременного испытания нового вида космического оружия. Влияние токсичного топлива на окружающую среду Следует отметить урон для среды обитания, особенно в районах, непосредственно прилегающих к космодромам, который наносится де-факто самим запуском космических аппаратов, а также «нештатными» ситуациями, возникающими в результате аварий, разрушения и падения на землю космической техники. Считается, что максимальную угрозу для жизни людей, животного и растительного мира представляют проливы токсичного ракетного топлива. Наиболее вредными для окружающей среды компонентами ракетного жидкого топлива являются гидразиновые и углеводородные топлива, а также окислители. Первичным процессом распространения на поверхности Земли продуктов сгорания ракетных топлив является их «сухое» и «мокрое» оседание - прямой перенос с последующим поглощением газов и частиц природными поверхностями. «Мокрое» оседание (вымывание) - непрямой перенос частиц из атмосферы к поверхности Земли с дождём, снегом, или градом внутри, или на поверхности частиц соответствующих видов осадков. При попадании на грунт компонента ракетного топлива могут долгое время сохраняться в грунте и быть источником загрязнения атмосферы, причиной заражения воды, а также источником загрязнения трав, растений - продуктов питания домашних животных и людей. Кроме того, происходит их испарение с поверхности, миграция вдоль профиля грунта, поглощение компонентов ракетного топлива частицами грунта и взаимодействие с кислородом, водой и химическими элементами грунта. При попадании гидразиновых топлив в воду под влиянием природных факторов окружающей среды (солнечная радиация, присутствие химически активных добавок и т.д.) происходит их окисление кислородом, находящимся в воде. Кроме того, гидразиновые топлива разлагаются с образованием различных химических соединений. Окислители, что содержат азот, в воде вступают в реакцию и создают азотную и азотистую кислоту. Взаимодействуя с органическими и неорганическими веществами создают нитро- и нитрозосоединения, а после их диссоциации (распада) и их соли - создаются нитрат- и нитрит-ионы. Эти нитраты и нитриты нарушают кровообращение у гидробионтов, а затем происходит их гибель, из-за развития планктонов и водной гниющей растительности, что приводит к недостачи растворенного в воде кислорода. При попадании углеводородного топлива, у воды появляется специфический запах. Топливо негативно влияет на процессы природного самоочищения водоёмов и грунтов, вызывая увеличение биохимического потребления кислорода. Загрязнение вод очень сильно влияет на рыбном хозяйстве. Кроме токсического действия, топливо уничтожает нерестилища рыб и нарушает нормальные биологические процессы водоёмов. Падение ступеней ракетоносителей сопровождается механическим загрязнением грунтового покрова в районах падения. В момент их столкновения с поверхностью Земли скорость падения составляет приблизительно 60-80 м/с, в результате чего образуются воронки разных размеров и повреждаются грунтово-растительные покровы. При падении частей ракетоносителей возможно разрушение топливных баков и трубопроводов. В зависимости от количества остатков компонентов ракетного топлива этот процесс может сопровождаться их выливанием и загоранием. Даже запланированное приземление отделяющихся частей каждого ракетоносителя не может не представлять собой реальную опасность для населения и объектов Земли. Экологические риски, допускаемые российской космической отраслью, по-прежнему усугубляются применением в качестве ракетного жидкого топлива для «Протонов» высокотоксичного несимметричного диметилгидрозина H2N - N(CH3)2 или НДМГ, известного больше под названием «гептил». Гептил - вещество, представляющее собой горючую, летучую и ядовитую жидкость с характерным аммиачным запахом. Гептил растворим в воде, а в воздухе образует пары белого цвета, которые скапливаются в пониженных местах. Горит с образованием циана и оксидов азота. При отравлении гептилом возможны поражения печени, отек легких, ведущие к летальному исходу. Обычные резиновые перчатки и сапоги, матерчатые комбинезоны от гептила не защищают, а его нейтрализация очень дорога. Гептил и его производные опасны при любых путях поступления в организм - через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, кожу, слизистые. Кроме того, гептил оказывает негативное влияние на потомство, способствует появлению злокачественных новообразований, сильно возбуждает центрально-нервную систему, нарушение кишечно-желудочного тракта. Интоксикация организма в больших дозах может привести к опухоли лёгких и смерти. В общем случае, в состав продуктов сгорания ракетных топлив входят такие токсические соединения, как хлористый водород, молекулярный хлор, фосген, алюминий, окись углерода, окислы азота, синильная кислота, формальдегид, амиак. Все эти продукты могут попасть в организм человека через дыхательные пути, этим приводя к заражению дыхательных тканей. Также плохо влияют на здоровье человека в целом. На территории Карсакпайского сельского округа на месте упавших ступеней из 70 проб в 17 округах был обнаружен гептил в концентрациях, превышающих ПДК в 5000 раз. По данным мониторинга в 2003 году, в результате запуска 14 ракетоносителей «Протонов» пролито на грунт 10,5 т гептила и 2 т окислителя, запуск 13 «Союзов» повлек розлив 14 т керосина. Запуск 2 ракет «Зенит» привел к сбросу в атмосферу с высоты 20 км 4 тонн керосина. За период работы космодрома 1957-2003 годы общий объем распыленного гептила составляет около 2 тысяч тонн (материалы «Роскосмоса). Сегодня актуальным для России является вопрос о замене гептила как основного компонента ракетного топлива на керосин или другое углеводородное горючее. В США ученые из Эймсовского исследовательского центра КЛБЛ и Стэндфордского университета провели успешные испытания нового типа экологически чистого твердого ракетного топлива. Оно создано на базе твердого парафина, и в результате его сгорания образуются только вода и углекислый газ. Газообразные выбросы Другой вид опасности представляют собой газообразные выбросы ракетных двигателей в атмосферу. Особенно неблагополучны в этом отношении американские «Шаттлы», в составе продуктов сгорания топлива которых содержится 327 мг/дм3 оксида углерода, 88 мг/дм3 оксидов азота, 225 мг/дм3 хлористого водорода и 310 мг/дм3 оксида алюминия, что примерно в 1,6 раз превышает объем тех же видов выбросов двигателей российского ракетного комплекса «Энергия». К нежелательным локальным последствиям в районе старта ракет-носителей могут привести выбросы хлористого водорода и окислов алюминия, содержащиеся в продуктах сгорания носителей «Шаттл». Эти выбросы могут вызвать выпадение кислотных дождей, увеличение содержания в воздухе взвешенных частиц, токсичное загрязнение облачного покрова, изменение погодных условий на прилегающих к стартовой площадке территориях. Однако отмеченные эффекты кратковременны, поскольку турбулентные течения в приземной атмосфере приводят к быстрому перемешиванию выброшенных химических компонентов и снижению их концентрации до безопасного уровня. Потери атмосферой аллотропического кислорода и стабилизация озонового слоя Известно, что запуски космических ракет напрямую связаны с рисками погодных аномалий, ухудшения самочувствия людей с ослабленным иммунитетом и необратимого истощения озонового слоя в атмосфере. Так, например, если обеспечить ежесуточные старты в космос известных «Шаттлов» в течение только одного года, то озоновая оболочка нашей планеты полностью исчезнет. Если же принять за критерий оценки наносимого земной природе ущерба количество уничтоженного озона, приходящегося на единицу полезного груза ракетоносителя, то наша «Энергия» в тысячи раз безопаснее «Шаттла». В то же время используемый в России космический комплекс «Протон» в 2,5 раза грязнее «Энергии», хотя значительно безопаснее таких зарубежных РН, как «Дельта» и «Ариан». Угроза истончения «озонового зонтика» Земли разделила сегодня ученый мир на два противоположных лагеря: ортодоксов-скептиков, согласно расчетам и прогнозам которых к 2041 г. льды Арктики окончательно растают, и оптимистов, не признающих убедительность доводов своих противников и аргументировано доказывающих реальность затягивания озоновых дыр и безоблачность будущего землян. Изменчивость общего содержания озона (ОСО) над территориями России, Казахстана, Беларуси и Украины в 2003 - 2008 гг. измерялась 32 станциями (в том числе 11 вне территории СНГ). Средние значения ОСО над большей частью контролируемого пространства за все время наблюдения не превышало предельно допустимых концентраций в рамках официально утвержденных международных норм. В то же время средние значения ОСО, определенные на станциях Ханты-Мансийск, Омск, Красноярск, Витим, Мурманск, Санкт-Петербург и Тура отклонялись от норм с дефицитом в 9 %. Экспертно-аналитическая оценка результатов ОСО производилась для России с делением ее территории на отдельные регионы со сравнительно однородным содержанием озона над каждым из них: Север ЕТР (Европейской территории России) (5 станций), Юг ЕТР (6), Западная Сибирь (5), Восточная Сибирь (6) и Дальний Восток (6 станций). Озоновый слой в течение исследуемого периода был близким к норме на юге Европейской части страны и на Дальнем Востоке. В Западной же и Восточной Сибири содержание озона было аномально низким весной, летом и осенью, а в зимние месяцы в начале и в конце года оно было существенно выше нормы. Особо малые концентрации были характерны для Севера ЕТР. Мировая наука выработала следующий план действий для защиты “озонового зонтика” Земли: уменьшить, а затем и полностью исключить использование фреона на планете, разработать и внедрить в производство новые методы и средства, в том числе и нанотехнологии, позволяющие значительно сократить массовые выбросы оксидов азота, углерода и серы в атмосферу. Есть предложение доставлять в озоновую оболочку Земли вещества, которые нейтрализуют действие фреона, который используется при очистке узлов и сборочных единиц ракет-носителей. Другой вариант - вырабатывать озон, создавая в атмосфере искусственные молнии или облучая ее верхние слои ультрафиолетовым лазером. Однако все эти методы очень сложны и дороги. В то же время технически доступным является создание электрического разряда в верхних зонах атмосферы с помощью радиоволн высоких частот. Для этого российскими физиками предложено использование нескольких антенн, сфокусированных в одну точку озонового слоя с тем, чтобы получить высокую концентрацию энергии радиоволн, что может полностью разрешить всю озоновую проблему Земли. Вывод Будущее экологического здоровья околоземного пространства находится в прямой зависимости от долгосрочного планирования по рациональному освоению космоса. Многие считают, что сегодня дальнейшее развитие космонавтики вошло в антагонистическое противостояние с состоявшимся научно-техническим прорывом в области передовых информационных технологий. Они полагают, что виртуальная субстанция, спрятанная внутри компьютеров и Интернета, активно пожирает энергию миллионов людей, которая при ином стечении обстоятельств была бы направлена на оперативное и эффективное освоение ближнего и дальнего космоса. Однако на самом деле описываемая коллизия имеет более реальное истолкование: неуклонный рост и постоянное совершенствование вычислительной и управляющей техники, появление компактных, легких и емких носителей информации, портативных и надежных средств связи и программного сопровождения к ним обеспечило благоприятные условия для создания новых поколений космических аппаратов, обладающих невиданными ранее возможностями. В результате уже к середине 90-х годов прошлого века из космоса стали поступать насыщенные недоступной прежде информацией изображения исследуемых объектов. Мы совершенно по-новому увидели Землю, Луну, Марс, Венеру и другие планеты, астероиды и кометы. Вслед за уникальными советскими луноходами появились американские юркие, живучие и многоцелевые марсоходы. В то же время глобализация уже достигнутых результатов научно-технического прогресса в ракетостроении для создания международных систем освоения космоса и обеспечения их надежными средствами экологической безопасности все еще остается недоступной. А запуск с поверхности нашей планеты космического объекта любого назначения по-прежнему связан с целым комплексом пока еще неразрешимых проблем, нуждается в постоянном жестком контроле и должен сопровождаться внедрением уже разработанных систем защиты от негативных последствий. Очевидно, что дальнейшее развитие российской науки и техники в области освоения космоса уже нельзя рассматривать без интеграции в новые, экологически безупречные технологии. Первыми шагами в этом направлении будут строительство космопорта нового поколения и выход на серийное производство приходящей на замену «Протонам» «Ангары», безопасность топлива для которой отвечает всем международным стандартам. Вторыми - создание межпланетного корабля нового поколения с высадкой человека на Луне и Марсе. Проникновение человека в космос - естественный и логический шаг. Вслед за освоением водных просторов и атмосферы неизбежным было начало освоения космического пространства, которое стимулирует возникновение новых научных направлений в исследовании Земли и Вселенной. Однако вместе с этим освоение космоса может привести к весьма ощутимым техногенным воздействиям на окружающую среду, последствия которых трудно предсказать. Интенсивное освоение космоса может привести к ощутимым воздействиям на околоземную среду, последствия которых трудно предсказать. На различных этапах освоения околоземного пространства, нельзя забывать и об охране окружающей среды, так как в настоящее время одной из актуальных проблем является засорение околоземного космического пространства отработавшими верхними ступенями ракет-носителей и отслужившими свои срок космическими аппаратами, в том числе отделившимися или отстреленными от них в космосе элементами конструкции типа переходников, крышек, пружинных толкателей, пироболтов и т. п. Существует и опасность столкновения в космосе. Уже отмечались случаи соударения работающих космических объектов с различного рода «космическим мусором». С другой стороны, сама космическая техника способна также вызывать определенные негативные изменения в окружающей космической среде. Это происходит за счет поступления продуктов сгорания ракетного топлива в атмосферу при запусках космических аппаратов, за счет выбросов различных газообразных, жидких и твердых веществ с космических аппаратов при их функционировании на орбитах и при перемещении в космическом пространстве и т. д. Имеющиеся на сегодня климатические данные уже достаточны для того, чтобы утверждать: человек действительно влияет на климат в глобальном масштабе, и это влияние только усиливается в последние годы. Температура не просто растет, а растет все быстрее и быстрее в течение всего XX в., и особенно стремительно - последние сорок лет. Однако имеющиеся данные показывают, что в настоящее время суммарное воздействие на атмосферу, связанное с космической деятельностью человека, значительно меньше влияния, обусловленного его хозяйственной деятельностью на Земле. За счет сжигания топлива разных видов на Земле в атмосферу сейчас ежегодно поступает более 20 млрд т углекислого газа и свыше 700 млн т других газообразных соединений и твердых частиц, в том числе около 150 млн т сернистого газа. Последний, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, что может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир. Озон разрушается, например, в результате воздействия водяных паров, содержащихся в большом количестве в продуктах сгорания ракетного топлива, а также оксидов азота, образующихся из азота и кислорода воздуха под действие высоких температур в факелах ракетных двигателей. И практически при полете любой ракетоносителей в озоновом слое образуется «окно». В настоящее время на фазе предстартовой подготовки полета разработаны эффективные мероприятия, позволяющие существенно снизить экологическую нагрузку на окружающую среду. Мероприятия для ограничения влияния ракетно-космической техники на поверхность Земли: 1) Уменьшение остатков компонентов ракетного топлива в ступенях отработанных ракетоносителей: - уменьшение остатков компонентов ракетного топлива на активном отрезке траектории; - усовершенствование методов управления движением ракетоносителей и расходы топлива; - обеспечение потребной динамики движения ракетоносителей на участке разделения ступеней с целью стабилизации поверхности жидкости в баках; - очистка блоков ракетоносителей от остатков компонентов ракетного топлива на пассивном участке траектории; - дожигание остатков компонентов ракетного топлива с дальнейшей наземной нейтрализацией; - усовершенствование оборудования средств выведения. 2) Уменьшение количества и размеров районов падения отделяющихся частей ракетоносителей: - уменьшение рассеивания точек падения отделяющихся частей и уменьшение размеров района падения; - учёт сезонных и широтных вариаций параметров атмосферы; - совершенствование методов управления выведением ракетоносителей; - минимизация остатков компонентов ракетного топлива в отделяющихся частях; - уменьшение количества районов падения; - создание систем отведения отделяющихся частей в районе падения. 3) Детоксикация и очистка штатных выбросов вредных и токсичных веществ на рельеф местности. 4) Периодический сбор и утилизация отделяющихся частей, которые накапливаются в районах падения. 5) Расположение технологических объектов космодрома на безопасном расстоянии от жилых районов, а трассы полетов ракетоносителей должны проходить над ненаселенной местностью или, в крайнем случае, над малонаселенными пунктами. 6) Обеспечение безопасности при доставке на космодром элементов ракетно-космической техники: - использование грунтовых транспортных средств для транспортировки грузов на небольшие расстояния по территории космодрома; - применение водного транспорта; Для получения полной картины воздействия на экосистемы и разработки путей регенерации компонентов окружающей среды, прежде всего, необходимо проведение всесторонних химико-биологических, почвоведческих и санитарно-гигиенических исследований, создание базы данных по динамике химических превращений загрязняющих выбросов, обусловленных штатной эксплуатацией ракетнокосмического комплекса. Это позволит получить экологическую картину территорий, подверженных воздействию деятельности ракетно-космических комплексов, разработать программы постоянного экологического мониторинга исследуемых районов, выработать меры по реабилитации загрязненных территорий, что предполагается осуществить в рамках программы «Развитие космической деятельности ». Для уменьшения транспортных нагрузок на ближний космос и упорядочения работ по его очистке может быть предусмотрено создание орбитальных космопортов как своеобразных перевалочных баз для полезных грузов, выводимых с Земли и возвращаемых из космоса. Связь такого космопорта с Землей будет обеспечиваться регулярными рейсами многоразовой транспортной космической системы, а межорбитальные перевозки - специальными буксирами. Более сложной задачей является организация сбора и удаления из космоса мелких частиц космического мусора. Методы очистки мы рассмотрели выше. Околоземное пространство в целом представляет собой весьма динамичную и нестабильную систему, которая под влиянием внешних воздействий может переходить в неустойчивое состояние. Конечно, обострения этих проблем можно ожидать, по-видимому, лишь в следующем столетии, однако очень важно уже сейчас глубоко и тщательно изучать все виды антропогенных воздействий на космическую и окружающую среду, анализировать экологические перспективы деятельности, поскольку пренебрежение требованиями экологии и охраны окружающей среды может, в конечном счете, свести на нет плоды технического прогресса. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 1. Фадин, И. М. Экологические аспекты освоения космического пространства / И. М. Фадин // Инженерная экология и экологический менеджмент: учебник / под. ред. Н. И. Иванова и И. М. Фадина. – 2-е изд. – М. : Логос, 2006. 2. Мамедов, Н. М. Освоение космоса и проблемы экологии / Н. М. Мамедов // Н. М. Мамедов, И. Т. Суравегина. Экология: учеб. пос. для 9-11 кл. общеобразовательной шк.. – М. : Школа-пресс, 1996 3. Дубинская. М. Космосу нужна генеральная уборка / Мария Дубинская // Эхо планеты. – 2009. – № 10(13-19 марта) 4. Фадин, И. М. Пути предотвращения засорения космоса / И. М. Фадин // Инженерная экология и экологический менеджмент: учеб. / под. ред. Н. И. Иванова и И. М. Фадина. – 2-е изд. – М.: Логос, 2006. 5. Дорожкин, Н. Полёт сквозь мусор мчащийся / Николай Дорожкин // Свет. – 2009. – № 3. 6. Филатов Ю.Ф. Война в космосе против мусора // Техника молодежи, № 2. - М.: 1990. |