Файл: Проблемы экологии человека при исследовании и освоении космического пространства.docx
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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.
Для эффективной борьбы с орбитальным техногенезом предполагается прекратить несанкционированное уничтожение вышедших из-под контроля или отработавших свой эксплуатационный срок космических аппаратов. Известно, например, что российская станции «Мир» после завершения работы в 2001 г. была благополучно и без экологических изъянов затоплена в Тихом океане. А несоблюдение соответствующих норм международного права привело к тому, что в 2007 г. Китай точным попаданием боевой ракеты «ликвидировал» свой неисправный метеоспутник. Военно-космические силы США также собираются уничтожить свой собственный «спутник-шпион размером с грузовик, содержащий токсичные материалы» путем одновременного испытания нового вида космического оружия.
Влияние токсичного топлива на окружающую среду
Следует отметить урон для среды обитания, особенно в районах, непосредственно прилегающих к космодромам, который наносится де-факто самим запуском космических аппаратов, а также «нештатными» ситуациями, возникающими в результате аварий, разрушения и падения на землю космической техники. Считается, что максимальную угрозу для жизни людей, животного и растительного мира представляют проливы токсичного ракетного топлива.
Наиболее вредными для окружающей среды компонентами ракетного жидкого топлива являются гидразиновые и углеводородные топлива, а также окислители.
Первичным процессом распространения на поверхности Земли продуктов сгорания ракетных топлив является их «сухое» и «мокрое» оседание - прямой перенос с последующим поглощением газов и частиц природными поверхностями. «Мокрое» оседание (вымывание) - непрямой перенос частиц из атмосферы к поверхности Земли с дождём, снегом, или градом внутри, или на поверхности частиц соответствующих видов осадков.
При попадании на грунт компонента ракетного топлива могут долгое время сохраняться в грунте и быть источником загрязнения атмосферы, причиной заражения воды, а также источником загрязнения трав, растений - продуктов питания домашних животных и людей. Кроме того, происходит их испарение с поверхности, миграция вдоль профиля грунта, поглощение компонентов ракетного топлива частицами грунта и взаимодействие с кислородом, водой и химическими элементами грунта.
При попадании гидразиновых топлив в воду под влиянием природных факторов окружающей среды (солнечная радиация, присутствие химически активных добавок и т.д.) происходит их окисление кислородом, находящимся в воде. Кроме того, гидразиновые топлива разлагаются с образованием различных химических соединений.
Окислители, что содержат азот, в воде вступают в реакцию и создают азотную и азотистую кислоту. Взаимодействуя с органическими и неорганическими веществами создают нитро- и нитрозосоединения, а после их диссоциации (распада) и их соли - создаются нитрат- и нитрит-ионы.
Эти нитраты и нитриты нарушают кровообращение у гидробионтов, а затем происходит их гибель, из-за развития планктонов и водной гниющей растительности, что приводит к недостачи растворенного в воде кислорода.
При попадании углеводородного топлива
, у воды появляется специфический запах. Топливо негативно влияет на процессы природного самоочищения водоёмов и грунтов, вызывая увеличение биохимического потребления кислорода.
Загрязнение вод очень сильно влияет на рыбном хозяйстве. Кроме токсического действия, топливо уничтожает нерестилища рыб и нарушает нормальные биологические процессы водоёмов.
Падение ступеней ракетоносителей сопровождается механическим загрязнением грунтового покрова в районах падения. В момент их столкновения с поверхностью Земли скорость падения составляет приблизительно 60-80 м/с, в результате чего образуются воронки разных размеров и повреждаются грунтово-растительные покровы.
При падении частей ракетоносителей возможно разрушение топливных баков и трубопроводов. В зависимости от количества остатков компонентов ракетного топлива этот процесс может сопровождаться их выливанием и загоранием.
Даже запланированное приземление отделяющихся частей каждого ракетоносителя не может не представлять собой реальную опасность для населения и объектов Земли. Экологические риски, допускаемые российской космической отраслью, по-прежнему усугубляются применением в качестве ракетного жидкого топлива для «Протонов» высокотоксичного несимметричного диметилгидрозина H2N - N(CH3)2 или НДМГ, известного больше под названием «гептил».
Гептил - вещество, представляющее собой горючую, летучую и ядовитую жидкость с характерным аммиачным запахом. Гептил растворим в воде, а в воздухе образует пары белого цвета, которые скапливаются в пониженных местах. Горит с образованием циана и оксидов азота. При отравлении гептилом возможны поражения печени, отек легких, ведущие к летальному исходу. Обычные резиновые перчатки и сапоги, матерчатые комбинезоны от гептила не защищают, а его нейтрализация очень дорога.
Гептил и его производные опасны при любых путях поступления в организм - через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, кожу, слизистые. Кроме того, гептил оказывает негативное влияние на потомство, способствует появлению злокачественных новообразований, сильно возбуждает центрально-нервную систему, нарушение кишечно-желудочного тракта. Интоксикация организма в больших дозах может привести к опухоли лёгких и смерти. В общем случае, в состав продуктов сгорания ракетных топлив входят такие токсические соединения, как хлористый водород, молекулярный хлор, фосген, алюминий, окись углерода, окислы азота, синильная кислота, формальдегид, амиак. Все эти продукты могут попасть в организм человека через дыхательные пути, этим приводя к заражению дыхательных тканей. Также плохо влияют на здоровье человека в целом.
На территории Карсакпайского сельского округа на месте упавших ступеней из 70 проб в 17 округах был обнаружен гептил в концентрациях, превышающих ПДК в 5000 раз. По данным мониторинга в 2003 году, в результате запуска 14 ракетоносителей «Протонов» пролито на грунт 10,5 т гептила и 2 т окислителя, запуск 13 «Союзов» повлек розлив 14 т керосина. Запуск 2 ракет «Зенит» привел к сбросу в атмосферу с высоты 20 км 4 тонн керосина. За период работы космодрома 1957-2003 годы общий объем распыленного гептила составляет около 2 тысяч тонн (материалы «Роскосмоса).
Сегодня актуальным для России является вопрос о замене гептила как основного компонента ракетного топлива на керосин или другое углеводородное горючее. В США ученые из Эймсовского исследовательского центра КЛБЛ и Стэндфордского университета провели успешные испытания нового типа экологически чистого твердого ракетного топлива. Оно создано на базе твердого парафина, и в результате его сгорания образуются только вода и углекислый газ.
Газообразные выбросы
Другой вид опасности представляют собой газообразные выбросы ракетных двигателей в атмосферу. Особенно неблагополучны в этом отношении американские «Шаттлы», в составе продуктов сгорания топлива которых содержится 327 мг/дм3 оксида углерода, 88 мг/дм3 оксидов азота, 225 мг/дм3 хлористого водорода и 310 мг/дм3 оксида алюминия, что примерно в 1,6 раз превышает объем тех же видов выбросов двигателей российского ракетного комплекса «Энергия».
К нежелательным локальным последствиям в районе старта ракет-носителей могут привести выбросы хлористого водорода и окислов алюминия, содержащиеся в продуктах сгорания носителей «Шаттл». 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.
Потери атмосферой аллотропического кислорода и стабилизация озонового слоя
Известно, что запуски космических ракет напрямую связаны с рисками погодных аномалий, ухудшения самочувствия людей с ослабленным иммунитетом и необратимого истощения озонового слоя в атмосфере. Так, например, если обеспечить ежесуточные старты в космос известных «Шаттлов» в течение только одного года, то озоновая оболочка нашей планеты полностью исчезнет. Если же принять за критерий оценки наносимого земной природе ущерба количество уничтоженного озона, приходящегося на единицу полезного груза ракетоносителя, то наша «Энергия» в тысячи раз безопаснее «Шаттла». В то же время используемый в России космический комплекс «Протон» в 2,5 раза грязнее «Энергии», хотя значительно безопаснее таких зарубежных РН, как «Дельта» и «Ариан».
Угроза истончения «озонового зонтика» Земли разделила сегодня ученый мир на два противоположных лагеря: ортодоксов-скептиков, согласно расчетам и прогнозам которых к 2041 г. льды Арктики окончательно растают, и оптимистов, не признающих убедительность доводов своих противников и аргументировано доказывающих реальность затягивания озоновых дыр и безоблачность будущего землян.
Изменчивость общего содержания озона (ОСО) над территориями России, Казахстана, Беларуси и Украины в 2003 - 2008 гг. измерялась 32 станциями (в том числе 11 вне территории СНГ). Средние значения ОСО над большей частью контролируемого пространства за все время наблюдения не превышало предельно допустимых концентраций в рамках официально утвержденных международных норм. В то же время средние значения ОСО, определенные на станциях Ханты-Мансийск, Омск, Красноярск, Витим, Мурманск, Санкт-Петербург и Тура отклонялись от норм с дефицитом в 9 %.
Экспертно-аналитическая оценка результатов ОСО производилась для России с делением ее территории на отдельные регионы со сравнительно однородным содержанием озона над каждым из них: Север ЕТР (Европейской территории России) (5 станций), Юг ЕТР (6), Западная Сибирь (5), Восточная Сибирь (6) и Дальний Восток (6 станций).
Озоновый слой в течение исследуемого периода был близким к норме на юге Европейской части страны и на Дальнем Востоке. В Западной же и Восточной Сибири содержание озона было аномально низким весной, летом и осенью, а в зимние месяцы в начале и в конце года оно было существенно выше нормы. Особо малые концентрации были характерны для Севера ЕТР.
Мировая наука выработала следующий план действий для защиты “озонового зонтика” Земли: уменьшить, а затем и полностью исключить использование фреона на планете, разработать и внедрить в производство новые методы и средства, в том числе и нанотехнологии, позволяющие значительно сократить массовые выбросы оксидов азота, углерода и серы в атмосферу.
Есть предложение доставлять в озоновую оболочку Земли вещества, которые нейтрализуют действие фреона, который используется при очистке узлов и сборочных единиц ракет-носителей. Другой вариант - вырабатывать озон, создавая в атмосфере искусственные молнии или облучая ее верхние слои ультрафиолетовым лазером. Однако все эти методы очень сложны и дороги. В то же время технически доступным является создание электрического разряда в верхних зонах атмосферы с помощью радиоволн высоких частот. Для этого российскими физиками предложено использование нескольких антенн, сфокусированных в одну точку озонового слоя с тем, чтобы получить высокую концентрацию энергии радиоволн, что может полностью разрешить всю озоновую проблему Земли.