Космос для экологии земли

Космос и экология: переработка воды и пластика на МКС, солнечная электростанция на орбите и уборка космического мусора

12 апреля во всем мире отмечается день космонавтики. Recycle подготовил подборку о том, как космические технологии могут помочь в борьбе с загрязнением окружающей среды, а также о том, как ученые и исследователи делают пребывание в космосе более экологичным.

Переработка пластика на МКС

На Международной космической станции работает 3D-принтер Refabricator, с помощью которого экипаж станции может создавать новые предметы, перерабатывая при этом образующиеся в экспедиции пластиковые отходы.

Под действием высоких температур Refabricator может переплавлять пластиковое сырье, превращая его в волокна. Затем из волокон будет напечатан заданный астронавтом объект.

Процесс создания новых объектов контролируется с помощью видеокамер операторами, которые находятся на Земле.

Принтер для космической станции разработала команда Tethers Unlimited. Предполагается, что в дальнейшем принтер также сможет быть полезным при полетах на Луну и на Марс.

Refabricator может даже перерабатывать пластиковые предметы, которые на Земле, как правило, не подлежат переработке. Почти все материалы, которые доставляются на станцию, упаковывают в пластиковые пакеты. Их тоже можно переработать в 3D-принтере в космосе, например, изготовив из них чехлы для телефона, гаечные ключи или столовые приборы.

Такая возможность принтера позволит сокращать количество запасных материалов, которые регулярно доставляются на МКС.

Технология предусматривает переработку и печать в два этапа. На каждом этапе Refabricator будет выполнять семь циклов переработки и печати деталей на борту МКС. Все предметы, напечатанные на принтере, впоследствии будут отправлены на Землю для тестирования и анализа, чтобы определить влияние процесса переработки на свойства новых продуктов из пластика.

Контроль за вырубками из космоса

Роскосмос использует современные технологии для контроля за лесными пожарами и вырубками деревьев. Так, в ведомстве обещали пересчитать все деревья на территории России. Об этом пишет РИА «Новости» со ссылкой на главу госкорпорации Дмитрия Рогозина.

Это позволит своевременно следить за лесными пожарами и вырубками деревьев, определить незаконное строительство, а также посчитать, какие виды деревьев растут в России.

«Орбитальная группировка может объединить хорошей связью, интернетом всю большую страну. Я уже говорил про высокое разрешение наших космических аппаратов. Это уже десятки сантиметров. Это означает, что мы можем пересчитать все деревья, которые растут в Российской Федерации», — заявил Рогозин.

До этого в Twitter появился бот компании Descartes Labs, с помощью которого любой человек может отслеживать распространение лесных пожаров. По данным компании-разработчика, бот способен собирать полученные от спутника снимки и отслеживать данные, ориентируясь на хештеги к постам в социальной сети.

Первая космическая солнечная электростанция

Китайские ученые планируют построить на околоземной орбите первую в истории космическую солнечную электростанцию.

Станция разместится на на высоте 36 000 километров над Землей. Она сможет собирать солнечную энергию независимо от времени суток, метеорологических условий и атмосферного воздействия планеты. Затем энергия со станции будет преобразовываться в микроволны или лазерный луч и передаваться на Землю.

Проект станции появился еще в 2015 году. По мнению китайских ученых, новая станция может стать «неисчерпаемым источником чистой энергии для человечества». Например, она сможет обеспечивать поставку электроэнергии бесперерывно и в 6 раз эффективнее, чем любая имеющаяся на Земле солнечная ферма.

Сейчас ведется строительство экспериментального прототипа электростанции. Испытания на орбите начнутся в 2021-2025 годах. К 2030 году ученые хотят вывести на околоземную орбиту электростанцию мегаваттного класса, а к 2050 – гигаваттного.

Основной сложностью китайские специалисты называют вес электростанции. Для нормального функционирования станция должна весить около 1000 тонн.

Предполагается, что космическая электростанция поможет уменьшить загрязнение воздуха от выбросов наземных станций, работающих на ископаемых видах топлива.

Переработка воды в космосе

Специалисты NASA планируют разработать технологию переработки воды в космосе. Благодаря новой технологии The Water Recovery System космонавты будут обеспечены чистой водой в течение всего полета.

Планируется, что использованная в космосе вода будет собираться в специальную емкость с гравитационным полем, с помощью которого осуществляется очистка жидкости от различных примесей.

Эксперты космического агентства сняли и разместили в интернете видео, в котором показан процесс переработки кофе в чистую воду на борту МКС.

По словам астронавтов, им приходится брать в космос много воды, вследствие чего космический аппарат становится тяжелым. Чтобы разгрузить летательный аппарат, в NASA начали разработку метода, позволяющего переработать вторичную воду в чистый продукт.

Солнечные батареи на МКС

В начале января 2017 года на МКС модернизировали систему энергоснабжения, для чего заменили солнечные батареи, проработавшие на МКС с первого дня.

Робот-манипулятор Dextre заменил 48 старых никель-водородных батарей станции на 24 более эффективных литий-ионных.

Благодаря новым аккумуляторам четыре гигантские солнечные панели могут обеспечивать энергией космическую станцию.

Солнце является единственным источником электрической энергии для МКС. Солнечные панели медленно разворачиваются на солнце и могут обеспечивать станцию энергией, даже когда она находится в тени.

Экологичная упаковка еды для космонавтов

Сотрудники Самарского технического университета разработали съедобную упаковку для продуктов питания космонавтов.

По словам представителей СамГТУ, прочная упаковочная пленка из растительного сырья не имеет аналогов в мире. Она специально была разработана для упаковки продуктов питания космонавтов и должна помочь решить проблему утилизации мусора.

В ней можно не только хранить, но и разогревать продукты питания. В дальнейшем пленку можно съесть вместе с пищей. По мнению разработчиков, пленка может использоваться и в других экстремальных условиях — например, в экспедициях в Арктике и Антарктике.

Упаковочную пленку производят из овощного и фруктового пюре. В дальнейших планах ученых — создать упаковку на основе экстрактов шалфея, эвкалипта, душицы.

Спутники для контроля загрязнения воздуха

В Китае планируют использовать спутники для мониторинга и контроля загрязнения воздуха в разных регионах страны.

Для этого в стране запустят специальную программу спутникового наблюдения по технологии дистанционного зондирования Земли. Это, по словам экспертов, позволит быстро распознавать экологические проблемы, в том числе повышенную концентрацию твердых частиц, а также быстро на них реагировать.

С помощью спутников можно будет оперативно следить за состоянием воздуха в самых загрязненных городах Китая. Программа стартует в Пекине и других 26 городах Северного Китая, известных экологическими проблемами. В дальнейшем к программе присоединятся города по всей стране.

Уборка космического мусора

Первым космическим мусором стал фрагмент ракеты, который вывел первый искусственный спутник Земли на околоземную орбиту. Ко времени полета Юрия Гагарина в космос в околоземное пространство находилось 200 рукотворных мусорных объектов, к 1980 году их число выросло до 500.

До 2007 года на орбите насчитывалось около семи тысяч крупных обломков. По оценкам Европейского космического агентства, сейчас на расстоянии в пределах 2000 км от Земли находятся около 900 000 объектов размером более 1 см.

Уборкой космического мусора будут заниматься несколько компаний. Например, японская Astroscale уже привлекла для своего проекта по уборке космического мусора инвестиции в размере $102 млн. Мусор на орбите Земли представляет опасность для спутников и космических станций.

Собирать мусор японцы будут с помощью небольших спутников, которые затем сами сгорят вместе с ним в атмосфере.

Фирма Российские космические системы также представила прототип орбитального аппарата для сбора и утилизации мусора на околоземной орбите. Он позволит перерабатывать космический мусор в горючее.

Планета для будущих поколений

Руководитель космической экспедиции на МКС, астронавт из Германии Александр Герст перед возвращением на Землю записал эмоциональное видеообращение (доступны русские субтитры) к своим будущим внукам. Он показал в нем красивые кадры планеты из космоса, а также обратил внимание на экологические проблемы и будущее Земли.

Источник

Научно — исследовательский доклад «Космос и экология»

Научно — исследовательский доклад «Космос и экология» посвящён проблеме загрязнения космического пространства.

Скачать:

Предварительный просмотр:

1. Тезисы________________________________________________________2
2. Введение____________________________________________________3-4
3. Загрязнение космоса_________________________________________4 -12

1. Общая характеристика атмосферы ________________________4-5

1. Экологического воздействия ракетных продуктов сгорания на тропосферу Земли__________________________________ 5
2. Экологического воздействия ракетных продуктов сгорания на стратосферу Земли__________________________________5-6
3. Экологического воздействия ракетных продуктов сгорания на ионосферу Земли____________________________________6-7

1. Электромагнитное загрязнение космоса____________________7-8
2. Радиоактивное загрязнение космоса________________________8
3. Загрязнение околоземного пространства космическим мусором___________________________________________8

1. Космический мусор_________________________________8-9
2. Космический мусор — главная проблема мировой космонавтики_______________________________________10
3. Случаи столкновения космических аппаратов с мусором__ 10-11
4. Методы уборки и уничтожения космического мусора______11
5. Разработки государств мира в сфере решения проблемы «космического мусора»___________________________ 11-12

1. Выводы и практические рекомендации_______________________ 12-14
2. Заключение_____________________________________________14
3. Литература________________________________________________15

1. Космическое пространство постепенно становится своеобразной частью среды обитания и деятельности человека. Сфера взаимодействия общества и природы выходит за пределы планеты.
2. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с Космосом. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей тепловой режим поверхности планеты, вызывающей диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов.
3. Выбросы продуктов сгорания ракетных двигателей могут вызвать выпадение кислотных дождей, увеличение содержания в воздухе взвешенных частиц, токсичное загрязнение облачного покрова.
4. Разрушение озонового слоя Земли ракетными двигателями, работающими на твердом топливе.
5. Массовые пуски ракетоносителей и космических буксиров могут привести к глобальному воздействию на ионосферу, последствия которого остаются еще до конца не изученными.
6. Постоянное воздействие электромагнитных полей приводит к ослаблению иммунитета, снижению сексуальных функций, сбоям в работе нервной, эндокринной и сердечнососудистой системы.
7. Неизбежное осаждение радиоактивных веществ из ближнего космоса в приземную атмосферу и далее на земную поверхность опасно для окружающей среды.
8. Накапливающийся космический мусор в околоземном пространстве представляет опасность для космических аппаратов.
9. Антропогенные воздействия на околоземное космическое пространство изучены к настоящему времени далеко не полностью, а их степень опасности с точки зрения воздействия на биосферу и возможного изменения характеристик околоземной космической среды различна.

С давних времен мечты о космосе будоражили умы человечества. Сегодня космическое пространство постепенно становится своеобразной частью среды обитания и деятельности человека, происходит расширение содержания понятия “окружающая природная среда” с включением в это понятие околоземного космического пространства.

На заре космической эры, в 60-х годах, были определены перспективы развития космонавтики. Основной тенденцией в освоении околоземного космического пространства, стало решение широкого круга прикладных задач с помощью самой разнообразной космической техники. В связи с созданием модульных долговременных орбитальных станций нового поколения и необходимостью сооружения других крупногабаритных космических конструкций (например, многоцелевых космических платформ, орбитальных радиоастрономических комплексов и т. д.) все большую актуальность приобретает проведение в космосе строительно-монтажных работ.

Но, вне зависимости от конкретных путей дальнейшего развития космонавтики, расширение масштабов хозяйственной деятельности человека в космосе в будущем может потребовать решения проблем экологии околоземного космического пространства. Проблемы воздействий космических транспортных средств на околоземное космическое пространство и проблемы его загрязнения выбросами газообразных, жидких и твердых отходов из космических производственных комплексов – это аспекты и космической, и земной экологии.

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 среду, анализировать экологические перспективы деятельности в космосе, поскольку пренебрежение требованиями экологии и охраны окружающей среды в конечном счете может свести на нет плоды технического прогресса.

3.1. Общая характеристика атмосферы.

В процессе работы реактивных двигателей в околоземном космическом пространстве поступает огромная масса различных газообразных химических продуктов.

Для рассмотрения экологического воздействия ракетных продуктов сгорания на атмосферу Земли в зависимости от высоты выбросов целесообразно разделить ее на три слоя (сферы) тропосферу, стратосферу и ионосферу.

Тропосфера – нижняя, основная часть атмосферы простирается от поверхности Земли до высоты 16 – 18 км в тропиках, до 10 – 12 км в умеренных и до 8 – 10 км в полярных широтах. Характеризуется понижением температуры с высотой и развитой турбулентностью, которая обеспечивает быстрое перемешивание загрязнений как по горизонтали, так и по вертикали.

Стратосфера – слой атмосферы, находящийся над тропосферой и простирающийся до высоты 50 км. Со стратосферой практически совпадает озоносфера – слой с повышенной концентрацией озона, который надежно экранирует поверхность Земли и все живое от вредного воздействия коротковолновой ультрафиолетовой солнечной радиации. Максимальная плотность озона (число молекул в единице объема) наблюдается в средних широтах на высоте 24 – 26 км. Характерной особенностью стратосферы являются аэрозольные слои, оказывающие влияние на тепловой и динамический режим атмосферы.

Ионосфера простирается от высот 60 – 80 км до высоты около 400 км. В ней наблюдаются заряженные частицы (ионы и электроны), относительное содержание которых возрастает с высотой. Особенностью ионосферы является ее способность влиять на распространение радиоволн различных частотных диапазонов. С этой точки зрения важными характеристиками ионосферы следует считать концентрацию и эффективную частоту соударений свободных электронов.

Основными вредными факторами, влияющими на состояние окружающей среды при пусках ракетоносителей, являются большие выбросы продуктов сгорания при старте в приземном слое атмосферы (тропосферы), уменьшение концентрации озона в стратосфере и свободных электронов в ионосфере.

3.1.1. Экологическое воздействие ракетных продуктов сгорания на тропосферу Земли.

К нежелательным локальным последствиям в районе старта ракет-носителей могут привести выбросы хлористого водорода и окислов алюминия, содержащиеся в продуктах сгорания некоторых носителей, в частности «Шаттла». 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. Следует отметить, что эти составляющие выбросов образуются при сгорании твердых ракетных топлив и не содержатся в продуктах сгорания отечественных ракет-носителей.

3.1.2. Экологическое воздействие ракетных продуктов сгорания на стратосферу Земли.

В отличие от низких слоев атмосферы, подвергающихся сильным турбулентным процессам, в стратосфере на высотах 15 – 50 км состояние газового состава практически неизменно, поэтому любое загрязнение этих слоев будет носить долговременный характер. На этих высотах, как уже отмечалось, важную экологическую роль играет озоновый слой, который образуется путем фото-диссоциации кислорода и последующего взаимодействия его атомов с молекулами. Источником разрушения озона служат каталитические реакции.

Озон разрушается в результате воздействия водяных паров, содержащихся в значительных количествах в продуктах сгорания всех жидкостных ракетных двигателей, а также окислов азота, образующихся из азота и кислорода воздуха под воздействием высоких температур в факелах ракетных двигателей. Размеры таких «окон» возрастают, если в составе ракетоносителей используются ракетные двигатели на твердом топливе. Кроме аналогичного образования окислов азота (из воздуха), в их реактивных струях содержится большое количество хлористого водорода, который отнесен Венской конвенцией об охране озонного слоя (март 1985 г.) к особо активным озоноразрушающим веществам. Каждый атом хлора разлагает в тысячи раз больше молекул озона, чем одна молекула окисла азота. В итоге это приводит к усугублению глобальной проблемы – истощению озонового слоя Земли. Это негативно воздействует на биосферу, особенно на живые организмы, включая человека.

По данным ВОЗ, уменьшение стратосферного слоя озона на 1% приводит к росту онкологических заболеваний на 6 %.

3.1.3. Экологическое воздействия ракетных продуктов сгорания на ионосферу Земли.

Еще в 60-е годы внимание специалистов привлекли необычные явления на этих высотах, происходившие при пусках мощных ракетоносителей. В ионосфере вблизи следа ракеты как бы образовывалась «дыра», которая затягивалась только через несколько часов. Тогда предположили, что разреженная ионосферная плазма «выталкивается» газами, выбрасываемыми при полете ракеты. При полете в ионосфере основным продуктом сгорания тяжелых ракетоносителей, работающих обычно на кислородно-водородном топливе, является вода. Учитывая отсутствие воды на больших высотах, это необычное явление можно также расценивать как фактор загрязнения природной среды, таящий в себе потенциальную возможность нарушения естественного равновесия. Действительно, на высотах 70 – 90 км, где наиболее низкая температура атмосферы, молекулы воды быстро конденсируются и смерзаются в кристаллики льда. В результате могут возникнуть искусственные облака, подобные серебристым, образующим самый верхний облачный покров в атмосфере Земли. На еще больших высотах в ионосфере, как уже говорилось, наблюдается взаимодействие водяных паров с ионосферной плазмой, в результате чего и образуются зоны с пониженной плотностью электронов, что вызовет образование ионосферной «дыры» площадью до 20 млн. км 2 . В зависимости от геофизических условий длительность существования такой «дыры» может достигать 1 – 16 часов. А при регулярных запусках космических буксиров со среднеширотных полигонов в Северном полушарии в ионосфере может образоваться глобальный пояс шириной несколько тысяч километров. Степень уменьшения электронной концентрации составит не менее 10%. Таким образом, переход к массовым пускам ракетоносителей и космических буксиров может привести к глобальному воздействию на ионосферу, последствия которого остаются еще до конца не изученными. Образование ионосферной «дыры» может сопровождаться различного рода аномалиями в области свечения ионосферы, распространения радиоволн, нарушении радиосвязи на больших территориях, значительному ухудшению точности спутниковой навигации.

3.2. Электромагнитное загрязнение космоса.

Естественное радиоизлучение в окрестности Земли складывается из различных источников: атмосферных электрических помех, теплового радио- излучения Земли, космического радиоизлучения, радиоизлучения Солнца и планет. Именно эти источники определяли характеристики электромагнитного эфира во времена М. Фарадея. Однако в настоящее время земная цивилизация обеспечивает значительную долю радиоизлучений в околоземном пространстве.

Источниками искусственных радиоизлучений, хотя и малой интенсивности, являются также спутники и другие космические аппараты, вращающиеся вокруг Земли.

Электромагнитный эфир в наши дни настолько насыщен искусственными радиоизлучениями, что Международному союзу электросвязи пришлось “наводить порядок”, строго распределяя частотные диапазоны между различными потребителями. И все же в эфире “тесно”, и в этом легко убедиться, покрутив ручку настройки радиоприемника. Таким образом, мы имеем дело со своеобразным “электромагнитным загрязнением среды” — в данном случае радиоэфира.

Постоянное воздействие электромагнитных полей приводит к ослаблению иммунитета, снижению сексуальных функций, сбоям в работе нервной, эндокринной и сердечнососудистой системы.
На сегодняшний день такое излучение считается одним из видов загрязнения планеты и относится к перечню наиболее актуальных проблем человечества.
Мы не можем ни увидеть его, ни ощутить, ни услышать, ни обонять. Именно поэтому многие люди не воспринимают эту информацию всерьез.

3.3. Радиоактивное загрязнение космоса.

Загрязнение космического пространства — общее засорение околоземного и ближнего космического пространства космическими объектами. Наиболее опасно радиоактивное загрязнение из-за вывода на орбиты и разрушения ядерных реакторов.

Радиоактивное загрязнение околоземного космического пространства ядерными установками на спутниках не представляет угрозы для данной среды. Однако неизбежное осаждение радиоактивных веществ из ближнего космоса в приземную атмосферу и далее на земную поверхность опасно для окружающей среды. В последнее время вероятность выпадения радионуклидов резко увеличилась в связи с ростом разрушения отработавших ядерных установок на спутниках. Радиоактивное загрязнение поверхности Земли фиксируется также при падении спутников с ядерными установками.

3.4. Загрязнение околоземного пространства космическим мусором.

3.4.1. Космический мусор.

В общее понятие « космический мусор » входят 2 типа мусора, это:

1. Астероиды и кометы, блуждающие по Солнечной системе и засоряющие ее.

2. Детали отработанных космических кораблей, которые вращаются около Земли или летят к другим планетам и спутникам, а в дальнейшем станут таким же мусором у этих объектов Солнечной системы.

Но чаще всего термин «космический мусор» относят ко второму типу.

Космический мусор — это все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. По некоторым данным (по разным оценкам) в настоящее время в районе низких околоземных орбит вплоть до высот около 2000 км находится от 5000 тонн (700 тыс. фрагментов) техногенных объектов («свалки»). Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли , которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это низкая околоземная орбита, геостационарная орбита и солнечно-синхронные орбиты .

По другим данным вокруг Земли в настоящее время уже имеются три слоя космического мусора:

Современные оптические приборы «видят» примерно около 15% этого мусора.

Вклад в создание космического мусора по странам:

• Китай — 40 %;
• США — 27,5 %;
• Россия — 25,5 %;
• остальные страны — 7 %.

По расчетам через 15-30 лет ближний Космос будет полностью засорен и будет непригоден для полетов. Особенно это касается геостационарных орбит, на которых отработанные спутники практически сохраняются вечно.

Современные оптические приборы «видят» примерно около 15% этого мусора .

3.4.2. Космический мусор — главная проблема мировой космонавтики . Накапливающийся космический мусор в околоземном пространстве представляет опасность для космических аппаратов.

Рост количества «космического мусора» на орбите Земли может привести к прекращению пилотируемых и непилотируемых полетов.

В некоторых случаях крупные объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населенные пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Мусор становится довольно серьёзной проблемой на околоземной орбите. На МКС уже не один раз объявлялась тревога в связи с пролетавшими рядом «скопищами» мусора .

3.4.3. Случаи столкновения космических аппаратов с мусором.

В 1983 году маленькая песчинка (менее 1мм в диаметре) оставила серьезную трещину на иллюминаторе «Шаттла».

В июле 1996 года на высоте около 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом третьей ступени французской же ракеты «Arian».

В 2001 году МКС едва не столкнулась с семикилограммовым прибором, утерянным американскими астронавтами.

29 марта 2006 года в 03:41 ( MSK ) произошла авария спутника «Экспресс-АМ11» : в результате внешнего воздействия разгерметизирован жидкостный контур системы терморегулирования; космический аппарат получил значительный динамический импульс, потерял ориентацию в пространстве и начал неконтролируемое вращение. По предварительным данным причиной аварии стал «космический мусор». Выводы комиссии подтвердили первую версию произошедшего.

10 февраля 2009 года коммерческий спутник американской компании спутниковой связи Iridium , выведенный на орбиту в 1997 году, столкнулся с военным российским спутником связи « Космос-2251 », запущенным в 1993 году и выведенным из эксплуатации в 1995 году.

При столкновении спутника с мусором часто образуется новый мусор (так называемый синдром Кесслера ), что в будущем может привести к неконтролируемому росту засоренности космоса.

3.4.4 . Методы уборки и уничтожения космического мусора.

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км на настоящем уровне технического развития Человечества не существует. Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:

• Экологический мониторинг околоземного пространства, включая область геостационарной орбиты: наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».
• Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности околоземного пространства и ее опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения космических объектов и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.
• Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».
• Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности околоземного пространства.

3.4.5. Разработки государств мира в сфере решения проблемы «космического мусора».

Телескоп для наблюдения за космическим мусором и предупреждения о сближении его со спутниками разработало американское Агентство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA).

Задача нового телескопа SST (Space Surveillance Telescope) – сканировать небо быстрее, чем любой другой телескоп того же размера, выявлять новые объекты, а также фиксировать опасные сближения спутников с космическим мусором и между собой. Даже сантиметровый обломок, летящий на большой скорости, может вывести из строя спутник погоды, связи или, например, системы раннего предупреждения ракетных нападений. Японское космическое агентство JAXA займется чисткой орбиты Земли при помощи гигантских металлических сетей, сообщает Asahi.
Планируется, что сеть с линейными размерами в несколько километров будет выведена на орбиту на борту специального спутника. Там она будет разворачиваться при помощи установленного на аппарате манипулятора. После того, как сеть наберет достаточно мусора, она будет отсоединяться.
Взаимодействие с магнитным полем Земли приведет к тому, что сеть вместе с собранными обломками космических аппаратов со временем войдет в плотные слои атмосферы. Во время падения сеть сгорит вместе с мусором. Есть сведения, что РКК Энергия разрабатывает проект орбитального мусоросборщика. Небольшой пилотируемый аппарат, оснащённый манипуляторами, сможет ремонтировать спутники и собирать космический мусор на орбите. На крайний случай корабль будет оснащён шлюзовой камерой, через который космонавты смогут выходить в космос для сбора мусора в ручном режиме.

4. Выводы и практические рекомендации.

Изучив экологические проблемы освоения космоса, можно сделать следующие выводы.

1. Сегодня экспериментальная экология околоземного пространства делает свои первые шаги, она, безусловно, будет развиваться дальше в связи с ее огромным значением для изучения и прогноза антропогенных явлений в околоземном пространстве, для определения “экологических границ” исследовательской и производственной деятельности в околоземной среде.
2. Загрязнение атмосферы со стороны транспортных космических систем пока носит локальный характер, контролируется и сейчас не представляет опасности. В глобальном масштабе выбросы в атмосферу продуктов сгорания при полетах транспортных космических систем малы, по сравнению с промышленными выбросами, однако, в отличие от последних они воздействуют на атмосферу в широком диапазоне высот, особенно проявляя себя в верхних слоях – стратосфере и ионосфере. Эта особенность воздействия ракетных выбросов на атмосферу требует дальнейшего глубокого изучения с целью своевременного предотвращения нежелательных последствий, которые могут проявить себя при росте масштабов использования ракетно-космической техники. Поэтому перспективные транспортные космические системы должны проходить экологическую паспортизацию, а проектные исследования по решению крупномасштабных задач в космосе должны проводиться с оценкой экологического воздействия привлекаемых средств на окружающую среду.
3. В целом у проблемы космического мусора как у всякой сложной и актуальной проблемы существует несколько измерений: научное, техническое, юридическое, экологическое и пр. Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных взрывов, сопутствующих полету технологических элементов, увод отработавших ресурс космических аппаратов на орбиты захоронения , торможение об атмосферу и т. п.
4. В то же время, поскольку большинство мер по уменьшению засорения прямо или косвенно затрагивает вопросы формирования облика и конкурентоспособности перспективной космической техники и сопряжены со значительными затратами по проектам ее модернизации, перспективные общие нормативы и стандарты по засоренности околоземного пространства необходимо принимать взвешенно и на глобальной основе.

Рассмотренные выше различные антропогенные воздействия на околоземное космическое пространство изучены к настоящему времени далеко не полностью, а их степень опасности с точки зрения воздействия на биосферу и возможного изменения характеристик околоземной космической среды различны.

Наиболее изученной к настоящему времени является проблема космического мусора. От успешного решения этой проблемы зависит возможность дальнейшего развития космической деятельности человечества.

Дополнительные теоретические и экспериментальные исследования необходимы для понимания механизмов образования озонных дыр.

Следует указать, что уже сейчас уделяется очень большое внимание обеспечению «экологической чистоты» ракетно-космической техники.

Относительно электромагнитного загрязнения околоземного космического пространства можно отметить, что оно не представляет пока значительной угрозы, как для состояния биосферы, так и для состояния самой околоземной среды.

В связи с упомянутой возможностью возникновения неустойчивостей в околоземной космической среде необходимо подчеркнуть, что задача определения предельно допустимых уровней воздействия на околоземную среду может быть названа главной задачей исследований ближайших нескольких лет. Эта задача является чрезвычайно актуальной по отношению к антропогенным воздействиям всех видов, и от ее скорейшего решения зависят как дальнейшее развитие космической деятельности человечества, так и обеспечение существования современной цивилизации.

1. Вестник Российской Академии наук, том 71, №1, с.26 – 31,2001.

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

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

4. Космический мусор: Проблема и пути ее решения. В 3 т. Т. 1. / В.Л. Иванов, В.А. Меньшиков, Л.А. Пчелинцев, В.В. Лебедев. — М.: Патриот, 1996. — 303 с.

Источник