Пути предотвращения засорения космоса

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

БАЛТИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ИММАНУИЛА КАНТА

ФАКУЛЬТЕТ БИОЭКОЛОГИИ

Кафедра медицинской экологии

Реферат

ПУТИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАСОРЕНИЯ БЛИЖНЕГО КОСМОСА

По специальности 020803 – биоэкология

Калининград

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. 3

Пути снижения техногенного воздействия ракетно-космической техники на окружающую среду. 6

Снижение техногенного воздействия на технологических фазах выведения КА на орбиту и его посадки……………………………………………………………..9

Технические пути решения проблемы загрязнения территорий. ….11

Стратегия решения проблемы техногенного воздействия на районы падения по трассам пусков РН.. 12

Литература………………………………………………………………….……….16

ВВЕДЕНИЕ

Пути предотвращения засорения космоса

Для предотвращения засорения космоса весьма перспективно создание универсальных космических платформ (УКП), каждая из которых сможет заменить несколько специализированных спутников. Другим важным направлением, способствующим со­кращению числа запусков КА, является увеличение ресурса или срока их активного существования. Широкие возможности для перехода такого рода объектам открывает ракета-носитель «Энергия». Разработка на базе УКП тяжелых спутников массой 16...18 т, решающих задачи телефонной и сервисной связи, непо­средственного теле- и радиовещания, позволит создать на геоста­ционарной орбите систему из трех спутников, полностью удовле­творяющую потребности страны в связи и вещании до 2005-2010 гг. Для решения этих же задач обыкновенными спутниками потребо­валось бы в составе системы иметь до 24...30 ИСЗ.

К снижению уровня засорения околоземных орбит могут при­вести также конструкторские проработки по исключению из ра­кетных блоков и КА средств разделения с образованием свободных осколков и отделения в орбитальном полете штатных элементов конструкции. Для предотвращения появления техногенных час­тиц в процессе функционирования орбитальных объектов необ­ходимо применение конструкций и покрытий, стойких к воздей­ствию окружающего космического пространства, в том числе не подверженных вторичной эрозионной эмиссии. Наряду с этим к важным требованиям относится использование для орбитальных двигателей топлив без металлических и других присадок, сгорание которых приводит к образованию твердых окисных частиц. Так, примерно треть продуктов сгорания твердотопливных двигателей приходится на частицы окиси алюминия размером 0,0001...0,01 мм.

Как уже отмечалось, большую часть космического мусора представляют собой фрагменты, образовавшиеся в результате взры­вов и разрушений КА и ракетных ступеней. За период с 1961 г., ко­гда было зафиксировано первое разрушение объекта в космосе, на орбитах взорвалось более 130 объектов, в основном в результа­те непредсказуемых аварий. Иногда производится и намеренное разрушение, например, во избежание падения крупных несгоревших частей космического объекта в населенный район, в том числе на территории других государств.

Одной из наиболее вероятных причин самопроизвольных взрывов некоторых советских КА предполагался взрыв термокон­тейнеров с буферными химическими батареями при их перезаря­де. Эффективность проводимых доработок в этом направлении подтвердилась успешной эксплуатацией последующих КА. Дру­гая причина взрывов космических объектов была выявлена и уст­ранена американскими специалистами при анализе разрушений семи отработавших верхних ступеней ракеты-носителя «Дельта». Механизм их возникновения заключался в следующем. При за­крытии клапанов после окончания работы двигателя давление в баках росло до тех пор, пока один из баков не взрывался. Образо­вавшиеся осколки пробивали второй бак, самовоспламеняющие­ся компоненты топлива смешивались - и происходил взрыв ступе­ни. Изменив последовательность операций при выключении двигателя так, чтобы не перекрывать выходные отверстия топ­ливного бака, удалось предотвратить дальнейшие инциденты.

На разгонном блоке Д носителя «Протон», который выводит КА на геостационарную орбиту, специалистами предусмотрено дренирование остатков компонентов и газов наддува топливных баков после отделения объекта, что обеспечивает выведение бло­ка с рабочей орбиты КА и исключает возможность его разруше­ния в процессе пассивного полета.

Стравливание топлива и газов можно организовать таким об­разом, чтобы при этом ступень получала тормозной импульс, со­кращающий время ее пребывания на орбите. К эффективным ме­тодам снижения засорения космоса относятся управляемое уда­ление с орбиты ступени после отделения КА и разработка программ выведения, при которых последняя ступень носителя не выходит на орбиту (запуск по незамкнутой промежуточной ор­бите с довыведением КА на рабочую орбиту с помощью «апогейного» двигателя или разгонного блока). Такая схема реализована на перспективной ракете-носителе «Энергия» и предусматривает­ся в будущем для эксплуатируемых РН при запуске новых КА, оснащенных собственной двигательной установкой (ДУ).

Что касается самих КА, то после прекращения активного су­ществования для объектов на геостационарной орбите (ГСО) предусматривается выведение бортовой ДУ на внешние орбиты по отношению к ГСО, а для части низкоорбитальных КА - сход с орбиты и «затопление» в акватории Мирового океана. Здесь речь идет в основном об устранении последствий эксплуатации ракет­но-космической техники за предыдущие годы, приведшей к такому уровню засорения околоземных орбит. А, как известно, избавиться от загрязнения окружающей среды значительно труднее, чем пре­дотвратить его.

Из 7200 отслеживаемых орбитальных фрагментов 35% состав­ляют отработавшие КА, последние ступени РН и разгонные бло­ки. Это означает, что на околоземных орбитах находится около 2500 пассивных объектов больших размеров и массы, являющих­ся потенциальными источниками образования по меньшей мере десятков и сотен тысяч новых осколков. В связи с этим вполне обоснованно желание удалить их из космоса. В качестве средств поиска и захвата пассивных космических объектов могли бы рас­сматриваться многоразовые орбитальные корабли типа «Буран» и «Шаттл» и межорбитальные буксиры, оснащенные роботами-манипуляторами. В этих случаях возможно возвращение объектов на Землю в грузовом отсеке орбитального корабля или же посред­ством торможения с помощью буксира и последующего автоном­ного спуска в заданный район. Однако эта чрезвычайно дорогая операция может быть оправдана лишь предотвращением не­управляемого падения крупногабаритного объекта в населенные районы Земли или очень высокой стоимостью возвращаемого ап­парата.

В перспективе для уменьшения транспортных нагрузок на ближний космос и упорядочения работ по его очистке может быть предусмотрено развертывание орбитальных космопортов как своеобразных перевалочных баз для полезных грузов, выво­димых с Земли и возвращаемых из космоса. Связь такого космопорта с Землей будет обеспечиваться регулярными рейсами мно­горазовой транспортной космической системы, а межорбитальные перевозки - специальными буксирами, базирующимися в доке космопорта.

Более сложной задачей представляется организация сбора и удаления из космоса мелких частиц космического мусора. На се­годняшний день известен ряд проектов решения этой задачи. Один из них предусматривает образование на пути мелких оскол­ков большого пенного шара для поглощения кинетической энергии частиц, после чего они теряют высоту и входят в плотные слои атмосферы. Но такого рода помехи могут оказать вредное воздействие и на функционирующие КА. В соответствии с другим проектом предлагается ускорять удаление с орбиты мелких фраг­ментов посредством облучения их лучом лазера или пучком ней­тральных частиц.

В ближайшем будущем указанные средства удаления фрагмен­тов космического мусора с орбит представляются проблематичны­ми и нецелесообразными в связи с большими потребными энерге­тическими и экономическими затратами и нуждаются в дальней­ших проработках. Пока же «очищение» космоса происходит только частично естественным путем за счет торможения обломков в верхних слоях атмосферы и в значительной мере зависит от цикла солнечной активности, под влиянием которой атмосфера Земли подвержена большой флуктуации по высоте и тем самым расшире­нию сферы своего воздействия на орбитальные фрагменты.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: