Космос и экология:
рекомендательный список
Составитель Фёдорова О. Ю.,
завсектором МБО
Проникновение человека в космос – естественный и логический шаг. Вслед за освоением водных просторов и атмосферы неизбежным было начало освоения космического пространства. Оно привело к возникновению новых научных направлений – космической геодезии, биологии и медицины, космохимии, космического мониторинга и, конечно, космической экологии.
Проблемам экологии космоса посвящен данный рекомендательный список, предназначенный для студентов, школьников. В нём рассмотрены общие вопросы экологии космического пространства, вопросы сохранения озонового слоя, проблемы загрязнения стратосферы космическим мусором и перспективы в утилизиции его с околоземной орбиты.
Поиск материалов проводился по систематическому каталогу и систематической картотеке статей ЦБ им. А. Н. Зырянова.
Библиографические записи расположены после текстового материала в следующем порядке: сборники и статьи из периодических изданий в порядке обратной хронологии.
Литература в списке описана в соответствии с ГОСТом 7.1 – 2003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления».
Замечания и пожелания о списке просьба направлять по адресу:
641884, Курганская область, г. Шадринск, ул. Свердлова, 57, Центральная библиотека им. А.Н. Зырянова, методико-библиографический отдел, тел. (35253) 3 -27 -30.
Общие вопросы экологии космического пространства
Термин «космос» происходит от греческого слова kosmos – мир, Вселенная. Понятие «экология космоса» можно определить как совокупность научных и практических проблем, связанных с эксплуатацией ракетно-космической техники и её влиянием на окружающую среду.
Космическая техника открывает возможности по-новому поставить изучение нашей планеты. Спутники обеспечивают точность работы навигационных систем во всём мире, а космические системы позволяют функционировать спутниковому телевидению, прогнозировать погоду, разведывать полезные ископаемые и т. п. Спутники раннего вооружения ядерных взрывов и других техногенных катастроф позволяют получать информацию практически в реальном времени.
Но интенсивное освоение космического пространства может привести к весьма ощутимым техногенным воздействиям на окружающую среду, последствия которых трудно предсказать.
Эксплуатация ракетно-космической техники связана с воздействием на природную среду в масштабах как экосферы Земли (литосфера, атмосфера, гидросфера), так и вселенной (солнечная система, галактика).
Космическая экология ставит ряд экологических проблем, важнейшими из которых являются:
- вредное воздействие продуктов сгорания ракетного топлива на атмосферу Земли;
- проблемы разрушения озонового слоя Земли и электронной компоненты в атмосфере;
- засорение космического пространства фрагментами ракетно-космической техники;
- необходимость отчуждения под районы падения отделяющихся частей ракет-носителей по трассам их пусков больших участков земли;
- эстетический вред.
Отрицательное значение техногенных воздействий на окружающую среду происходит уже на этапе выведения ракет на орбиту.
Любой космодром – это зона повышенной опасности. Почвы загрязнены солями тяжёлых металлов (хром, никель, марганец, цинк) и органическими соединениями (нефтепродукты, этиленгликоль). Грязь из почвенного слоя преобразуется в пыль и попадает в водоёмы, действуя негативно на растительность, рыб, других обитателей, накапливаясь в донных отложениях. Туда же попадают поверхностные сточные воды.
На космодроме соседствуют горючие и воспламеняющиеся компоненты ракетных топлив и источники воспламенения в виде искр. Кроме того, ракетное топливо весьма токсично. Поэтому безопасности лиц, обслуживающих космодромы, предстартовую подготовку, сам старт, а также космонавтов, уделяется особое внимание. Главное на космодроме – защитные технические сооружения.
Шумы техногенного происхождения вредно воздействуют на человека. Они вызывают расстройства в деятельности нервной и эндокринной систем, желудочно-кишечного тракта, вестибулярного аппарата. Зона воздействия шума уменьшается лесопосадками.
Даже запуск ракеты сказывается негативно на состоянии окружающей среды. Отработанные газы отравляют биосферу, прохождение ракеты в атмосфере влияет на её состав и движение, возвращение ступени ракеты создаёт угрозу живым существам. Космос всё больше засоряется космическим металлоломом.
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. – С. 387-424.
Куклев, Ю. И. Физическая экология: учеб. пос. / Ю. И. Куклев – М. : Высшая школа, 2001. – 357 с.
В книге систематизированы факторы техногенного происхождения – шумы, вибрации, электромагнитные поля, тепловое, ультрафиолетовое и ионизирующее излучения и методы защиты от них.
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 – С. 442-445.
Озоновый слой
Вопросам разрушения озонового слоя Земли уделяется большое внимание.
Озоновый слой, несмотря на малые размеры, 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.
Хотунцев, Ю. Л. Разрушение озонового слоя / Ю. Л. Хотунцев // Экология и экологическая безопасность : учеб. пос. для студентов высш. пед учеб заведений. – 2-е изд. – М. : Издательский центр «Академия», 2004. – С.167-174.
Ерофеев, Б. В. Озоновый слой: его значение и содержание / Б. В. Ерофеев // Б. В. Ерофеев. Экологическое право России : учеб. для юридических вузов. – 6-е изд. – М. : Юриспруденция, 2000. – С. 317-321.
Черников, В. Атмосфера требует покоя / Владимир Черников // Природа и человек. Свет. – 2006. – № 9. – С.8-10.
Космический мусор
Рассматривая снимки околоземного пространства учёные видят, что человек успел намусорить и в космосе. Первый рукотворный аппарат был запущен в околоземное пространство 4 октября 1957 года. Каждый год производится около 100 новых запусков.
Прошло 54 года, и за это время в космосе по воле человека появилось около 12 000 различных объектов размером более метра. Количество элементов, чьи размеры не превышают сантиметра, исчисляются сотнями тысяч. Часть из них давно вышла из строя, другая же находится в рабочем состоянии и все они способствуют загрязнению пространства вокруг Земли.
Все искусственно созданные объекты, их фрагменты, которые перестали выполнять заданные функции, называются «космическим мусором» или, по международным стандартам, space debris. Это могут быть крупные аппараты, их обломки, последние ступени ракет. Происходит это при полном или частичном разрушении космического аппарата или иного объекта, например, при его взрыве или столкновении с частицей космического мусора, при подрывах аппаратов в аварийных случаях, а также с целью ликвидации носителей специнформации. Даже инструменты, утерянные космонавтами при выходе в открытый космос, становятся космическим мусором.
Часть объектов космического мусора пребывает на орбите, удалённой от центра Земли на 13 000 километров. В этой зоне космический мусор может находиться целую вечность, а именно 1000 лет и более.
Каждый год сотни тонн различных тел попадают в атмосферу, большинство из них сгорает, до Земли доходят единицы. Некоторые объекты преодолевают атмосферные слои и оказываются на Земле. Так в США кусок астероида упал на капот автомобиля, а в Китае пробил крышу дома. Был зарегистрирован случай, когда объект ударил человека по голове! И всё-таки наша атмосфера пока нас бережёт.
В космосе же элементы космического мусора сталкиваются между собой постоянно. Корабль при малейшей угрозе маневрирует и избегает опасности. Микроскопические объекты не представляют смертельной опасности, хотя вред наносят. На иллюминаторах и на обшивке аппаратов регулярно обнаруживаются малюсенькие царапинки. Счастье, что это крупицы! Ведь в космосе столкновение и с маленьким объектом опасно.
Проблемой засорения околоземного космического пространства космическим мусором занимается координационный комитет по космическому мусору, в который входят Британия, Франция, Германия, Япония, Индия, США, Украина и Россия. Комитет вырабатывает правила конструирования, эксплуатации, экологической безопасности космических аппаратов на орбите и вывода их на Землю, а также пытается найти способы избавления от накопившегося мусора.
Дорожкин, Н. Полёт сквозь мусор мчащийся / Николай Дорожкин // Свет. – 2009. – № 3. – С. 6-7.
Дубинская, М. Космосу нужна генеральная уборка / Мария Дубинская // Эхо планеты. – 2009. – № 10(13-19 марта). – С. 42-44. – (Угроза).
Дорожкин, Н. А следы-то космических ракет остаются / Николай Дорожкин // Свет. – 2008 – № 3(сент.).– С. 8-10.
Пути предотвращения засорения космоса
В настоящее время очищение космоса происходит частично естественным путём – торможением обломков в верхних слоях атмосферы, где они и сгорают.
Большая часть космического мусора представляет собой фрагменты, образовавшиеся в результате взрывов и разрушений космических аппаратов и ракетных ступеней. С 1961 года на орбитах взорвалось более 130 объектов, в основном в результате непредсказуемых аварий или намеренных разрушений во избежание падения крупных несгоревших частей на населённые районы. В результате взрывов образовалось 7200 отслеживаемых орбитальных фрагментов, которые необходимо удалять из космоса. Чтобы обломков от использованных ракет становилось меньше, предполагается создание на орбите универсальных космических платформ. Они смогут заменить несколько спутников.
В качестве средств поиска и захвата обломков в будущем предполагается использовать корабли типа «Буран» и «Шаттл» и межорбитальные буксиры, оснащенные роботами-манипуляторами. Эти корабли будут возвращать осколки на Землю в грузовом отсеке и спускать их в заданный район. Эта чрезвычайно дорогая операция. Она может быть проведена, чтобы предотвратить падение объекта на населённые районы Земли.
В перспективе в космосе предполагается развернуть космопорты как перевалочные базы для различных грузов, доставляемых с Земли и возвращаемых из космоса. В доках космопортов могут храниться крупные обломки.
Для сбора и удаления из космоса мелких частиц космического мусора существует ряд проектов. Один предполагает сбор осколков большим пенным шаром, который поглотит их энергию, после чего осколки потеряют высоту и сгорят в атмосфере. Другой проект предлагает использовать облучение осколков лучом лазера или пучком нейтральных частиц. Пока это всё планы будущего. И только один прототип космического мусорщика с солнечным парусом планируется запустить в 2011 году.
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. – С. 411-414.
Космический мусорщик // Наука и жизнь. – 2010. – № 7. – С. 48. – (Бюро иностранной научно-технической информации).
Остаётся надежда, что в настоящем столетии люди Земли будут использовать космонавтику прежде всего для улучшения жизни на Земле.
