CC BY
387
Секция «Место России в процессе освоения космоса »
УДК 669.713.7
А. Р. Бадаева Научный руководитель - И. С. Лысенко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПРОБЛЕМА КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Рассматриваются проблемы влияния космического мусора на околоземное пространство, меры по предотвращению дальнейшего распространения загрязнения околоземного пространства. Выявляется социальный аспект данной проблемы.
Активное освоение космоса началось еще в XX веке. С возрастанием количества запусков космических аппаратов актуализируется и вопрос о загрязнении околоземного пространства, что ведет к возникновению космического мусора. Объектом нашего анализа является проблема космического мусора в околоземном пространстве. Предметом - влияние космического мусора на состояние околоземного пространства.
Словарь космических терминов даёт следующую характеристику околоземного пространства: «Это область вокруг Земли, физические характеристики которой отличаются от характеристик собственно межпланетного пространства в связи с влиянием Земли. Протяжение околоземного пространства над освещенной стороной Земли в направлении на Солнце 10-12 земных радиусов, а над ночной стороной превышает расстояние до орбиты Луны» [3]. Под космическим мусором понимаются спутники, исчерпавшие свои энергетические ресурсы, верхние ступени ракет-носителей, различные детали, сопутствующие запуску, и многое другое, что уже никогда не принесет никакой пользы человечеству [2].
За неполных четыре десятилетия космической эры в околоземных орбитах накопилось семь с половиной тысяч только каталогизированных фрагментов космического мусора. Из них 21 % составляют неработающие. А число некаталогизирован-ных объектов, но опасных для столкновения малоразмерных осколков (от 1 до 10 см), по оценкам специалистов, в 3-5 раз превышает число каталогизированных. Первый пояс мусора находится на высоте 850-1200 км от поверхности Земли. А между тем столкновение любого фрагмента размером более 1 см с действующим спутником может стать причиной прекращения его функциональной деятельности. При этом важно понимать, что на спутнике может находиться ядерный реактор.
Увеличение космического мусора в околоземном пространстве связано не только с ростом количества запусков космических аппаратов.
Поскольку объекты, которые мы относим к космическому мусору, летят с высокими скоростями, то при ударе они способны размножаться. Так, при скорости 10 км/с частица диаметром 0,5 мм может пробить многослойный скафандр. На такой скорости осколки прошивают алюминиевые листы в 10 раз толще их диаметра. Тем самым, почти невиди-
мый рукотворный метеорит способен создать целое облако нового космического мусора.
Пока соударения не столь часты и скорости не столь велики, потому что все космические корабли во всех странах запускаются с запада на восток, а значит встречных соударений нет. Однако есть реальная угроза, что процесс загрязнения космоса станет необратимым. В настоящее время проблема загрязнения космического пространства становится актуальной еще и потому, что она связана с проблемой загрязнения Земли, а именно озонового слоя Земли и ионосферы.
Проблема загрязнения космического пространства особенно актуальна и для России, так как общая площадь ста десяти земельных участков, выделяемых сегодня под зоны падения в России и других государствах СНГ составляет около 20 млн га, из которых 69 % находится в России1.
Так из-за чего же происходит загрязнение космоса и как это влияет на экологию Земли?
Многие спутники падают на землю в буквальном смысле слова. Этот аспект имеет и социальную сторону. Большие объекты космического мусора более 1 м2 в сечении в среднем падают на ее поверхность не реже одного раза в неделю. А для жителей Алтайского края падение космического мусора стало проблемой не только экологического, но и психологического характера. Именно над этим регионом России пролегают траектории полета ракет, запускаемых с Байконура, и именно сюда падают обломки первых ступеней с остатками высокотоксичного топлива.
Большую опасность для атмосферы и ионосферы Земли представляют выбросы в результате работы ракетных двигателей.
Современные мощные ракеты-носители при выведении на орбиту полезной нагрузки массой в несколько десятков тонн расходуют топлива в 20-30 раз больше массы полезного груза. В результате при каждом пуске мощной ракеты выбрасываются в атмосферу сотни тонн продуктов горения. За счет сжигания топлива разных видов в атмосферу Земли ежегодно поступает более 20 млрд тонн углекислого газа и свыше 700 млн тонн других газообразных соединений и твердых частиц. Последний, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, что может приводить к выпадению кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир. Например, расчеты показывают, что запуск 50 ракет типа «Протон» в течение года при-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Социально-экономические и гуманитарные науки
водит к изменению основных свойств ионосферы и к крупномасштабному изменению теплового режима верхней атмосферы [1].
Для решения проблемы космического мусора в околоземном пространстве принимается соответствующее законодательство, как в российской правовой сфере, так и в области международного права. Так с 1990 г. в России существует «Программа работ по снижению вредного воздействия ракетно-космической и боевой ракетной техники на окружающую среду».
Уже сегодня существует такое требование к материалам космических аппаратов, как выделение минимального количества токсичных веществ при сгорании в атмосфере. Но даже при использовании наиболее экологически чистых компонентов - кислорода и водорода - в атмосфере образуется большое количество окислов азота в следе за ракетой.
Однако этих мер сегодня не достаточно.
Перспективным представляется и создание космических платформ, каждая из которых сможет заменить несколько специализированных спутников.
Другим важным направлением является увеличение ресурса или срока активного существования космических аппаратов.
Таким образом, проблема космического мусора в околоземном пространстве связана с проблемой экологии Земли. Проблема космического мусора имеет не только экологическое, но и социальное значение.
Библиографические ссылки
1. Вопросы экологии: Россия. Парламентские слушания о техногенном загрязнении космоса / Новости космонавтики. 1995. 20-15 июля.
2. Микиша А. М., Рыхлова Л. В., Смирнов М. А. Загрязнение космоса / Вестник РАН. Т. 71. № 1. 2001. С. 26-31.
3. Словарь космических терминов // Российское федеральное космическое агентство.
© Бадаева А. Р., Лысенко И. С., 2010
УДК 1(470)
В. В. Вильянен Научный руководитель - Д. Е. Григоренко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПРОБЛЕМА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ВНЕ ЗЕМЛИ И СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
Рассматривается вопрос о возможности дальних полетов человека в космос на основании научных фактов связи человека с Землей и Солнечной системой на физическом уровне, а также опираясь на философские диалектические концепции всеобщего единства.
Объектом исследования является жизнеспособность человека, предметом - взаимосвязь жизнеспособности человека с Землей и Солнечной системой.
Актуальность работы связана со стремительным развитием космической отрасли, с направлением развития космонавтики: дальние полеты к планетам Солнечной системы, в перспективе - выход за пределы Солнечной системы. Важно знать, как поведет себя организм человека, лишившись влияния Земли -родной планеты, Солнечной системы;
Известно, что у Земли мощное магнитное поле, под воздействием которого мы живем. Поле неоднородно, и это оказывает влияние на здоровье людей, перемещающихся по планете: мы рождаемся и формируемся в месте нашего появления, самое благоприятное место для организма то, где рождались еще наши предки, резкая перемена места обитания не может произойти без последствий.
Профессор, доктор физико-математических наук, директор украинского института экологии человека Михаил Васильевич Курик связывает продолжительность жизни с величиной напряженности магнитного поля Земли. Почему иммунитет человека, а значит, его способность сопротивляться воздействиям на организм и, в конечном счете, продолжительность жизни зависят от магнитного поля Земли?
Каждая молекула в магнитном поле вытягивается и поляризуется, один ее конец становится северным магнитным полюсом, другой - южным. В таком состоянии каждая частичка живого вещества лучше вступает в электрохимические реакции, и в организме идет правильный обмен веществ. Когда внешнее магнитное поле ослаблено или, того хуже, отсутствует, организм оказывается в критической ситуации.
Мы находимся на заре космонавтики, ведь изученный космос - лишь часть нашей Солнечной системы, а пилотируемые полеты осуществлялись лишь вблизи планеты, как скажется отсутствие влияния Земли на организм человека, например, при полете к Марсу, не известно.
Александр Леонидович Чижевский - биофизик, изучал влияние космических физических факторов на процессы в живой природе, в частности, влияние циклов активности Солнца на явления в биосфере. Солнце - наше светило, под его излучением мы находимся на Земле и в нашей системе, но если ее покинуть, влияние Солнца пропадет и реакция организма человека не заставит себя ждать. Даже на Земле мы ощущаем перепады солнечной активности, это воздействует на состояние физического и психического здоровья человека.
