Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Экологическая опасность космической деятельности

Одним из негативных последствий космической активности является загрязнение ближнего космоса "космическим мусором". Так во время полета американского корабля "Спейс Шаттл" в его иллюминатор попала частица мусора и оставила воронку диаметром 2,4 мм и глубиной 0,63 мм, повредив стекло в пределах круга диаметром 4 мм. Исследование показало, что повреждение вызвано частицей краски величиной с крупинку соли, т.е. диаметром около 0,2 мм встретившаяся с иллюминатором с относительной скоростью 6 км/с.

Исследование 2 кв. м теплозащитного покрытия и 0,5 кв. м алюминиевых жалюзи спутника "Solar Мах", доставленных на Землю космонавтами "Спейс Шаттл", показали, что за четыре с лишним года их пребывания в космосе на них образовалось 1910 сквозных отверстий и выбоин диаметром от 40 до 300 мкм, т. е. около 8 отверстий и выбоин на 100 см2. Из этого следует, что, например, даже спичечный коробок в космосе испытал бы за это время примерно один удар. Энергия мусора вследствие высокой скорости движения его частиц, более чем на порядок превосходит тепловую энергию всех молекул верхней атмосферы рассматриваемой области. Однако благодаря большому, порядка 70 лет, времени жизни частиц мусора в ОК, эта энергия передается атмосфере весьма медленно по сравнению с энергией солнечного ультрафиолетового излучения. Скорость передачи этой энергии возрастает по мере измельчения мусора результате взаимных столкновений. С ростом массы мусора, вероятность столкновений растет и увеличивается передача энергии мусора верхней атмосфере.

Подводя итоги изложенному аналитический обзор приводит следующие выводы

1. Космический мусор накапливается в ОКП в обширной области высот от 400 км до 2000 км и уже в настоящее время его масса сравнима с массой всего вещества ОКП выше 400 км

2. На протяжении последних тридцати лет наблюдается постоянный рост космического мусора, и в настоящее время мы имеем более 8000 постоянно наблюдаемых каталогизированных объектов, поперечный размер которых превышает 10 см, около 300 000 осколков размером более 1 см, возможность наблюдения которых появилась недавно, и порядка сотни миллионов более мелких частиц.

3. При сохранении современных темпов космической деятельности и технологий по самым скромным прогнозам ожидается удвоение космического мусора к концу следующего столетия, что вплотную приблизит содержание мусора к уровню лавинообразного его размножения из-за взаимных столкновений частиц,

4. При ожидаемом удвоении космического мусора, его кинетическая энергия превзойдет тепловую энергию газа ОКП, в той его части, где мусор существует, и при условии начала лавинообразного размножения эта энергия будет эффективно передаваться окружающем газу.

Между тем, среднее время жизни в верхней атмосфере частиц космического мусора составляет порядка 100 лет. В таком случае запасенная мусором энергия будет передаваться верхней атмосфере крайне медленно, несравнимо медленней, чем энергия солнечного, ультрафиолетового излучения. Однако такая ситуация будет иметь место, только если основная масса мусора сосредоточена в крупных фрагментах. Всякое их дробление сразу сокращает среднее время жизни частиц и увеличивает эффективность передачи энергии окружающему газу верхней атмосферы. В случае лавинообразного размножения мусора из-за взаимных столкновений, эта эффективность станет очень велика и тогда среда практически безвозвратно утратит свои естественные свойства.

Необходимо отметить, что процессы размножения частиц космического мусора известны плохо. Они должны разрушаться и под действием ультрафиолетового излучения и под действием такого мощного окислителя, как атомарный кислород, являющийся основной компонентой верхней атмосферы. Этот процесс может приводить к изменению химического состава верхней атмосферы, появлению совершенно чуждых ей элементов, возможные последствия чего пока трудно предсказать. Можно быть лишь уверенным в том, что по мере изучения число и спектр вскрываемых опасностей будет расти.

К сказанному добавим, что выброс пылевых частиц ракетными двигателями в стратосфере оказывает влияние на озоновый слой благодаря усилению гетерогенного цикла разрушения озона. Однако в настоящее время гетерогенная химия озона развита явно недостаточно и большинство исследователей считают, что в разрушении озона в результате ракетных пусков основной причиной являются выбросы хлорных и азотных соединений.