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
| Студента 5-го курса
Очной формы обучения
Факультета биоэкологии
Лыкова Марина Михайловна
|
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:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|