Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. Космос: загрязнение, мусор, космический мониторинг
• 1.1 Загрязнение космоса
• 1.2 Космический мусор
• 1.3 Мониторинг околоземного космического пространства
• Заключение
• Список используемой литературы
• ВВЕДЕНИЕ
• Космическое пространство постепенно становится своеобразной частью среды обитания и деятельности человека , происходит расширение содержания понятия «среда» с включением в это понятие околоземного пространства. Таким образом, процесс экологизации космоса уже идет, что понимается как «... расширение сферы обитания человека, его взаимодействие с природой до космических масштабов, возникновение сферы взаимодействия общества и природы за пределами планеты», процесс развития, «социализация» Вселенной »
• Для изучения проблемы антропогенных воздействий на околоземное космическое пространство, связанных с деятельностью человека как на Земле, так и в космосе, в 1976, По решению КОСПАР (Комитета по космическим исследованиям Международного совета научных союзов) была создана комиссия для рассмотрения таких возможных неблагоприятных воздействий на космическую среду. На конференции КОСПАР в 1979, комиссия сообщила основные направления исследований, а также в 1982 Были опубликованы некоторые предварительные результаты исследований по проблеме антропогенного воздействия на околоземное космическое пространство.
• На заре космической эры, в 60-х годах, состоялось несколько научных симпозиумов, участники которых пытались определить перспективы развития космонавтики. Специалисты из разных областей, детально рассредоточенные в своих взглядах на конкретные пути развития исследований и освоения космического пространства, были единодушны в том, что в контексте мирного развития цивилизации освоение космоса открывает принципиально новые возможности для расширения научных и технологический потенциал человечества. В 70-х годах были выдвинуты некоторые принципиально новые идеи и получены новые экспериментальные данные, которые определили пути дальнейшего освоения космоса.
• Основной тенденцией исследования околоземного космического пространства, которая отчетливо проявилась в 70-х годах, стало решение широкого круга прикладных задач с использованием самых разнообразных космических технологий.
• В связи с созданием модульных, долгосрочных орбитальных станций нового поколения и необходимостью строительства других крупногабаритных космических сооружений (например, многоцелевых космических платформ, орбитальных радиоастрономических комплексов и т. Д.), Строительства и монтажа работы становятся все более и более важными.
• Надо сказать, что прогнозировать пути развития космонавтики в условиях ее быстрого развития, постоянного появления новой научно-технической информации, новых идей, проектов и разработок, конечно, крайне сложно. За последние несколько лет многие крупные космические проекты подверглись радикальной переоценке.
• Но независимо от конкретных путей дальнейшего развития космонавтики, расширение масштабов хозяйственной деятельности человека в космосе в будущем может потребовать решения экологических проблем околоземного космического пространства, которые в некоторой степени характерны для окружающей среды Земли: проблемы влияние космических аппаратов на околоземное космическое пространство и проблемы его загрязнения выбросами газообразных, жидких и твердых отходов из космических производственных комплексов.
• Конечно, обострения этих проблем можно ожидать, по-видимому, только в следующем столетии, однако уже сейчас очень важно досконально и всесторонне изучить все виды антропогенного воздействия на космическую среду, проанализировать экологические перспективы деятельности в космосе. , поскольку пренебрежение требованиями экологии и охраны окружающей среды может в конечном итоге свести на нет плоды технического прогресса.
• Говоря о проблемах, связанных с загрязнением космического пространства, нельзя не упомянуть о предлагаемых проектах отправки в космос высокотоксичных и радиоактивных отходов наземных промышленных предприятий. Хотя может показаться, что удаление таких отходов в космос является более благоприятным для биосферы Земли, чем ее захоронение в шахтах или в глубинах океана (при условии, конечно, гарантия абсолютной безопасности и надежности самой операции отправки отходы с Земли гарантированы), такие проекты требуют тщательного экологического обследования.
• Приземное пространство в целом представляет собой очень динамичную и нестабильную систему, которая под воздействием внешних воздействий может стать нестабильной.
• 1. КОСМОС: ЗАГРЯЗНЕНИЕ, МУСОР, КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
• 1.1 Загрязнение космоса
• мусор космический утилизация
• Основными видами антропогенного воздействия на околоземное космическое пространство являются:
• · выброс химикатов из реактивных двигателей;
• · тепловой загрязнение окружающей среды ;
• · загрязнение твердыми осколками и космическим мусором;
• · электромагнитное излучение систем радиопередачи;
• · радиоактивное загрязнение и жесткая радиация от атомных электростанций на спутниках.
• В процессе реактивных двигателей В околоземное космическое пространство (ОЗТ) поступает огромная масса различных газообразных химических продуктов. Современные ракеты имеют жидкостные (российский "Протон") и твердотопливные (американские "Шаттл") двигатели. Основными продуктами их выбросов являются вода и углекислый газ.
• Таким образом, в результате прохождения одной протонной ракеты 100 тонн воды и более 90 тонн CO2 попадают в космос; для Шатлла эти данные составляют 470 тонн воды и 110 тонн углекислого газа соответственно. На высоте более 90 -100 км , молекулы воды диссоциируют под действием УФ-излучения, образуя атомарный водород. Так что «Шаттл» приносит 19 тонн атомарного водорода.
• Современные мощные ракеты-носители при выводе на орбиту полезного груза весом в несколько десятков тонн потребляют в 20-30 раз больше топлива, чем масса полезного груза. Например, стартовая масса американского Сатурна- 5 ракета был 2900 тонн, в то время как его грузоподъемность была около 100 тонн. В результате при каждом запуске мощной ракеты в атмосферу выбрасывались сотни тонн продуктов сгорания.
• Из-за сжигания различных видов топлива на Земле ежегодно в атмосферу попадает более 20 миллиардов тонн углекислого газа и более 700 миллионов тонн других газообразных соединений и твердых частиц, в том числе около 150 миллионов тонн двуокиси серы. Последний, в сочетании с атмосферной влагой, образует серную кислоту, что может привести к потере так называемых кислотных дождей, которые пагубно влияют на флору и фауну.
• Уже в 60-х годах исследователи, которые наблюдали за ионосферой во время запуска мощных ракет-носителей, обратили внимание на необычные явления в ионосфере: после запуска ионосфера, казалось, исчезла вблизи ракеты, но примерно через час картина нормальная ионосфера была восстановлена. Предполагалось, что газы, выбрасываемые в ионосферу во время полета ракеты, «толкают» разреженную ионосферную плазму. В результате в ионосфере образуется область с пониженной плотностью плазмы, «дырка», которая после распространения газового облака снова блокируется.
• Толчком к дальнейшему изучению явлений в ионосфере, сопровождающих пуски ракет, стало открытие так называемого «эффекта Скайлэба», который был обнаружен во время пуска в мае. 1973 , мощная ракета - носитель Сатурн 5, который поставил Skylab в космос. Ракетные ускорители работали на высотах 300-400 км, То есть, в F-области ионосферы, где максимальная ионосфера ионизации находится. Сравнение данных о концентрации электронов в ионосфере на старте станции Skylab и днем ранее показало, что эта концентрация уменьшилась на 50% после запуска ракеты-носителя, а зона возмущения в ионосфере достигла примерно 1 миллион квадратных метров. км
• Таким образом, аэрозольные частицы, испускаемые ракетными двигателями, могут существовать в стратосфере до года или более, что может влиять на тепловой баланс атмосферы. Кроме того, продукты сгорания, такие как соединения хлора, азота и водорода, являются катализаторами реакций с участием молекул озона, и их роль в фотохимическом озоновом цикле велика, несмотря на их относительно низкие концентрации в стратосфере.
• Космические аппараты "Шаттл" и "Энергия" также выделяют хлор - один из главных разрушителей озона в верхних слоях атмосферы.
• Хотя озоновый слой, который защищает Землю от вредного воздействия коротковолновой солнечной радиации, расположен на высотах ~ 20-50 км , Проблема формирования так называемых «озоновых дыр» постоянно упоминается в связи с запусками мощных ракет - носителей. На сегодняшний день споры между учеными о том, какие факторы в наибольшей степени способствуют разрушению озонового слоя, продолжаются.
• При однократном запуске «Энергии» максимальное снижение происходит через 24 дня и составляет 1,5-1,7% в пределах вертикальной колонны с диаметром 550 км , В случае залпового запуска 12 ракет значение параметра достигает 6,6%. В конечном итоге это приводит к обострению глобальной проблемы - истощению озонового слоя Земли. Это оказывает негативное влияние на биосферу, особенно на живые организмы, включая человека.
• По данным ВОЗ, уменьшение стратосферного слоя озона на 1% приводит к росту рака на 6%.
• Из других антропогенных воздействий на GST наиболее важным является нагрев ионосферы в результате поглощения части энергии электромагнитного излучения радиопередающих систем. Термическому загрязнению космоса также способствует энергия мусора из-за высокой скорости его частиц, которая иногда достигает 40% тепловой энергии верхних слоев атмосферы.
• Естественное радиоизлучение в окрестностях Земли состоит из различных источников: атмосферный электрический шум, тепловое радиоизлучение от Земли, космическое радиоизлучение, радиоизлучение от Солнца и планет. Эти источники определили характеристики электромагнитного эфира во времена М. Фарадея. Однако в настоящее время земная цивилизация обеспечивает значительную долю радиоизлучения в околоземном космическом пространстве.
• Источниками искусственного радиоизлучения, хотя и низкой интенсивности, являются также спутники и другие космические аппараты, вращающиеся вокруг Земли.
• В настоящее время электромагнитное вещание настолько насыщено искусственным радиоизлучением, что Международному союзу электросвязи пришлось «навести порядок» путем строгого распределения частотных диапазонов между различными потребителями. И все же в эфире «тесно», и это легко увидеть, повернув ручку настройки радио. Таким образом, мы имеем дело с неким «электромагнитным загрязнением окружающей среды» - в данном случае радио.
• Общая схема процессов, происходящих под воздействием мощного радиоизлучения на ионосферу, заключается в следующем. Электроны ионосферной плазмы, ускоренные электрическим полем радиоволн, приобретают дополнительную кинетическую энергию. Они передают часть этой энергии ионам и нейтральным частицам при столкновениях. В результате происходит увеличение средней кинетической энергии частиц плазмы, иными словами, ионосферная плазма нагревается. Последнее вызывает изменение проводимости плазмы и некоторых других параметров.
• Радиоактивное загрязнение околоземного космического пространства ядерными установками на спутниках не представляет угрозы для этой среды. Однако неизбежное осаждение радиоактивных веществ из ближнего космоса в приземную атмосферу и далее на поверхность земли опасно для окружающей среды. В последнее время вероятность осаждения радионуклидов резко возросла из-за растущего разрушения отработавших ядерных установок на спутниках. Радиоактивное загрязнение поверхности Земли также регистрируется при падении спутников с ядерными установками. Так в 1969 году неудачные запуски двух советских зондов (Космос-300, Космос-305) закончились аварийным попаданием в атмосферу и разбрызгиванием радиоактивных веществ. В 1970 году, после аварии на Аполлоне 13, американские астронавты были вынуждены сбросить лунный отсек с ядерным реактором, когда они вернулись на Землю.
• 1.2 Космический мусор
• Одной из основных проблем освоения космоса в мире является загрязнение околоземного космического пространства осколками космического корабля. За полвека космической эры на околоземных орбитах скопилось много мусора, несколько тысяч тонн. Это «пустая трата» всей космической деятельности человечества. Согласно следующему отчету НАСА, в первом квартале 2009 года количество мусора на околоземной орбите серьезно возросло: количество объектов искусственного происхождения, отслеживаемых экспертами, увеличилось с 12 743 до 13 897 единиц. Количество частиц космического мусора варьируется в размерах от 1 до 10 см более 200 000, а количество частиц меньше 1 см превышает десятки миллионов Каждый мусорный бак представляет опасность для работы космического корабля. Средняя скорость взаимной конвергенции на низких орбитах Земли составляет около 10 км в секунду, так что маленький подобный грамму мусор поражает энергией хорошей гранаты. Не раз мусорные кучи, летящие на большой скорости, вносили коррективы в график орбитальных операций и запуска космических кораблей.
• Появилась совершенно новая концепция - космический мусор. Он сочетает в себе спутники, которые исчерпали свои энергетические ресурсы, верхние ступени ракет-носителей, различные части, связанные с запуском, и многое другое, что никогда не принесет человечеству никакой пользы, но вполне может остаться навсегда в околоземном космическом пространстве. За 43 года космической деятельности человека более 20 тысяч объектов общей массой более 3 тысяч тонн были выведены на различные околоземные орбиты и в дальний космос.
• Ранее Национальное космическое агентство США (НАСА) обращало внимание на проблему антропогенного загрязнения околоземного космического пространства и относилось к нему очень серьезно. Система космического мониторинга США предоставляет информацию правительственным и другим учреждениям, что позволяет активно развивать и совершенствовать эту систему, оснащенную большими оптическими телескопами. Например, комплекс космических наблюдений на острове Мауи (Гавайи) имеет телескопы с диаметром зеркала 1,2 и 1,6 м С проникающей способностью до 18 - й величины.
• На заре космической эры было принято, что дефектные части просто выбрасывались за борт, а пустые топливные баки ракет-носителей взрывались. Но после того, как французский разведывательный спутник CERISE вышел из строя в 1996 году, когда он столкнулся с осколком топливного бака французской ракеты-носителя Ariane-5, космические державы заключили соглашение, запрещающее детонацию топливных баков и ступеней ракеты-носителя. Намного легче следовать за одним крупным объектом, чем за сотнями мелких частиц и фрагментов.
• Несчастные случаи также возникают из-за "перенаселения" определенных орбит. В космосе нет межгосударственных границ, поэтому долгое время космические державы размещали свои спутники там, где они считали это необходимым. В результате возможности так называемых «удобных» орбит сегодня практически исчерпаны. На низких околоземных орбитах, то есть на высотах до двух тысяч километров, сегодня насчитывается несколько сотен активных и более двух с половиной тысяч больше не работающих спутников, и численность этого флота быстро растет. Ситуация еще хуже на геостационарной орбите, расположенной на высоте около 36 тысяч километров. Его главное преимущество в том, что спутники на нем неподвижны относительно Земли. Это позволяет наблюдать за ними и обеспечить надежную связь на территории, превышающей 90 процентов поверхности земли.
• В докладе НАСА выделены основные загрязнители космоса. На первом месте Россия (вместе со странами СНГ), которой принадлежит более 5000 автомобилей и различного мусора. США заняли второе место (4550 объектов). В тройку лидеров входят Китай. Увеличение космического мусора является самым серьезным за последние два года. По словам американских экспертов, это было вызвано февральским столкновением российских и американских спутников связи Cosmos-2251 и Iridium-33, после которого осталось много мусора. Количество частиц космического мусора варьируется в размерах от 1 до 10 см более 200 000, а количество частиц меньше 1 см превышает десятки миллионов
• Космический мусор сосредоточен в основном на высотах от 850 до 1500 км над земной поверхностью, но много ее и на высотах полета космического корабля и Международной космической станции (МКС). В августе прошлого года Центр управления полетами провел маневр, чтобы избежать столкновения МКС с осколками космического мусора, а в октябре отложил коррекцию орбиты станции из-за опасности нового столкновения.
• Чтобы представить опасность мусора для космических кораблей и их пилотов, приведем такие данные. Бронебойная пуля без взрывчатки имеет диаметр 1,2 см и длина 10 сантиметров и движется со скоростью до 1,5 километра в секунду. Сходные по размеру орбитальные частицы искусственного происхождения могут сталкиваться со станцией со скоростью до 15 километров в секунду, и это с учетом того, что его скиннинг вообще не бронируется.
• Эволюция мусорной среды Земли не может быть точно предсказана из-за постоянно растущего числа пользователей (включая коммерческие запуски), появления небольших запусков спутников и «созвездий» спутников связи (типа Iridium) и, наконец, неопределенности будущих взрывов и столкновений всех этих объектов на орбитах. Количество и размер фрагментов, полученных в результате столкновения двух объектов, зависят от различных факторов: массы сталкивающихся объектов, их скорости и т. Д.
• Из-за огромного количества частиц различного происхождения, находящихся в околоземном космическом пространстве, не может быть и речи об их полном и постоянном слежении. Поэтому современные области для дальнейших исследований загрязнения околоземного космического пространства:
• * совершенствование методологии моделирования небольших фрагментов космического мусора на основе специальных экспериментов и сопоставления параметров модели с экспериментальными данными;
• * изучение общих закономерностей процесса миграции вещества в Солнечной системе, источников пополнения семейства приближающихся к Земле объектов, выявления и каталогизации таких объектов;
• * проведение наблюдений за репрезентативными образцами объектов искусственного и природного происхождения, населяющих околоземное космическое пространство, уделяя особое внимание изучению взорвавшихся объектов;
• * осуществление фотометрической выборки данных отдельных объектов.
• Поскольку проблема "космического мусора" затрагивает интересы всех стран, участвующих в освоении космоса, ее решение требует международно-правовой основы и тесного сотрудничества. Для принятия соглашений в этой области важно, чтобы срочность проблемы была признана всем мировым сообществом. При достигнутом уровне мусора на околоземных орбитах дальнейшее неконтролируемое развитие ситуации не должно допускаться.
• 1.3 Мониторинг околоземного космического пространства
• Сегодня экспериментальная экология околоземного космического пространства делает свои первые шаги, она, безусловно, будет развиваться и дальше, поскольку она очень важна для изучения и прогнозирования антропогенных явлений в околоземном космическом пространстве, для определения «экологических границ» научно-производственной деятельности. в околоземной среде. Ближайшее будущее позволит уточнить предмет, методологию и принципы экспериментальной экологии околоземного космического пространства.
• Рассматривая околоземное космическое пространство » как часть природной среды, целесообразно распространить основные концепции и концепции, которые были разработаны в экологии биосферы, на экологию этого пространства. Экология природной среды основана на наблюдении и контроле, или, как его обычно называют, мониторинге антропогенных изменений в состоянии окружающей среды.
• В соответствии с концепциями мониторинга окружающей среды, разработанными в работе, наиболее важными задачами мониторинга являются мониторинг и контроль состояния окружающей среды с использованием существующих геофизических услуг; оценка качества окружающей среды с помощью системы разработанных критериев антропогенного воздействия и разработка приоритетов экологических, экономических и социальных мер в целях обеспечения рационального природопользования; разработка научно обоснованного прогноза антропогенного воздействия на окружающую среду.
• Мониторинг основан на системе наблюдения и контроля природной среды. Для борьбы с загрязнением в нашей стране Национальной система наблюдения и контроля загрязнения объектов окружающей среды (OGSNK) быласоздана и функционирует.
• Все большую роль в комплексном мониторинге природной среды играют методы дистанционного исследования, наблюдения и контроля с использованием космических технологий.
• В рамках космического мониторинга проводятся наблюдения и мониторинг загрязнения и антропогенных воздействий на биосферу, для чего мы используем изображения, полученные на борту орбитальных станций, и данные дистанционного зондирования поверхности Земли и атмосферы Земли с различных космических аппаратов. Космический мониторинг обладает рядом важных преимуществ по сравнению с другими методами мониторинга и контроля загрязнения окружающей среды, обеспечивая высокий уровень обобщения данных о загрязнении окружающей среды, глобальный охват антропогенными воздействиями, оперативность получения информации об экологической ситуации в различных районах земной шар. Космический мониторинг значительно дополняет наземные, бортовые и судовые средства наблюдения и контроля окружающей среды и позволяет объединять данные о состоянии окружающей среды на основе информации, полученной из космоса.
• Возвращаясь к экологическим проблемам околоземного космического пространства, отметим, что целесообразно обратиться ко всему спектру вопросов, связанных с управлением только антропогенными воздействиями, использовать термин «мониторинг» околоземного космического пространства. Это подчеркивает отличие этого термина от определения космического мониторинга, значение и цель которого объяснены выше. По аналогии с обсуждаемыми ранее проблемами мониторинга биосферы задачи мониторинга околоземного космического пространства можно определить следующим образом: наблюдение и контроль изменений состояния околоземного космического пространства в результате антропогенных воздействий; разработка критериев антропогенного воздействия на это пространство и методов оценки качества состояния околоземной среды как части природной среды, разработка прогноза возможных последствий увеличения антропогенной «нагрузки» на околоземное пространство ,
• Мониторинг околоземного космического пространства должен основываться на регулярных измерениях и наблюдениях за наиболее важными параметрами, характеризующими «качество» околоземного космического пространства и его изменения в результате антропогенных воздействий. В то же время сразу возникает вопрос: какими параметрами следует измерять и с какими требованиями к пространственной и временной частоте измерений? В конце концов, контроль антропогенных факторов и явлений в околоземном космическом пространстве затруднен из-за значительной естественной изменчивости окружающей среды, неопределенности и разнообразия источников и факторов природного и антропогенного происхождения, влияющих на околоземное космическое пространство.
• В то же время необходимо решить комплекс задач, связанных с разработкой методов и технических средств контроля, подготовкой и организацией систем наблюдения и измерений. Прямые и дистанционные измерения параметров околоземного космического пространства с использованием оборудования, установленного на космическом корабле, должны быть основой для управления околоземной космической средой, поскольку только инструменты космического наблюдения могут обеспечивать глобальный и оперативный контроль околоземной среды в условиях природные условия и антропогенные воздействия.
• Используя критерии антропогенного воздействия, можно будет определить возможные диапазоны антропогенных изменений параметров околоземного космического пространства. Сочетание этих критериев, используемых для определения «качества» околоземной среды как части естественной среды, вместе с прогнозными данными об антропогенных воздействиях на околоземное космическое пространство будет основой для экологической и экономические оценки.
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Различные антропогенные воздействия на околоземное космическое пространство, о которых говорилось выше, до сих пор полностью не изучены, и степень их опасности с точки зрения их воздействия на биосферу и возможных изменений характеристик околоземной космической среды существенно различается.
• Наиболее изученной на сегодняшний день является проблема космического мусора. Возможность дальнейшего развития космической деятельности человечества зависит от успешного решения этой проблемы.
• Дополнительные теоретические и экспериментальные исследования необходимы, чтобы понять механизмы образования озоновых дыр.
• Следует отметить, что большое внимание уже уделяется обеспечению "экологической чистоты" ракетно-космической техники.
• Что касается электромагнитного загрязнения околоземного космического пространства, то можно отметить, что оно еще не представляет значительной угрозы как состоянию биосферы, так и состоянию околоземной среды.
• В связи с упомянутой возможностью возникновения неустойчивостей в околоземном космическом пространстве необходимо подчеркнуть, что задачу определения предельно допустимых уровней воздействия на околоземную среду можно назвать основной задачей исследований над следующие несколько лет. Эта задача чрезвычайно актуальна в отношении всевозможных антропогенных воздействий, и от ее скорейшего решения зависит дальнейшее развитие космической деятельности человечества и поддержание существования современной цивилизации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) Антропогенный фактор электромагнитного загрязнения ближнего космоса / О.Р. Григорян, С.И. Климов, С.Н. Кузнецов, М.И. Панасюк // Инженер. экология. -- 1996. -- № 4. -- С. 24--41.

2) Власов М.Н. Антропогенное воздействие на ближний космос // Природа. -- 1998. -- № 11. -- С. 88--98.

3) Вронский В.А.Экология и окружающая среда.-М.: ИКЦ «Март»; Ростов - на- Дону: Изд.центр «Март»,2008.-432с.

4) Загрязнение от ракетно-космического деятельности//Зеленый мир.-2003.-№ 3-4-С.4-23.

5) Власов М.Н., Кричевский С.В. Экологическая опасность космической деятельности: Аналит. обзор / Отв. ред. А.В. Яблоков. -- М.: Наука, 1999. -- 238 с. -- (Сер.: Уроки XX века). -- В надзаг.: Центр. экол. политики России.

6) Космическая экология: влияние запусков твердотопливных ракет на загрязнение окружающей среды / Ю.М. Журавлев, А.В. Замятин, И.Л. Козак и др. // Инженер. экология. -- 1999. -- № 3. -- С. 27--38.

7) Космическая экология: лидарное зондирование атмосферы / Г.Ф. Тулинов, М.-Л. Шанен, В.Е. Мельников и др. // Инженер. экология. -- 1997. -- № 2. -- С. 53--58.

Размещено на Allbest.ru