
- •«Техногенное воздействие на окружающую среду при эксплуатации ракетно-космической техники. Засорение околоземного и космического пространства.»
- •Содержание
- •Техногенное воздействие на окружающую среду при эксплуатации ракетно-космической техники.
- •Состав и свойства ракетных топлив.
- •Технические и экономические характеристики двухкомпонентных жидких ракетных топлив
- •Состав и свойства продуктов сгорания ракетных топлив.
- •Загрязнения окружающей среды при предстартовой подготовке и на активном участке полета.
- •Районы падения по трассам пуска ракет-носителей.
- •Площади зон падения ступеней ракет-носителей
- •Озоновый слой Земли
- •Диаметр зоны разрушения озона при реакции с со на разных высотах, км
- •Размер (r) зоны локального разрушения озона в результате фотодиссоциации н2о для различных рн и время (t) ее достижения
- •Влияние пусков рн на ионосферу
- •Засорение околоземного и космического пространства
- •«Космический мусор»
- •Методы оценки степени засорения
- •Список литературы
Районы падения по трассам пуска ракет-носителей.
При движении РН по траектории последовательно отделяются стартовые ускорители, отработавшие ступени, головные обтекатели, переходные отсеки последующих ступеней и другие элементы конструкции, которые падают на поверхность Земли вдоль трасс пусков. Все они отделяются в разное время, различаются по массе, конфигурации и кинематическим параметрам (удаленности от точки старта, скорости, высоте, углу наклона траектории к земной поверхности и т. д.). Это приводит к значительному рассеиванию отделяющихся частей по поверхности Земли. На местности на расстояниях от точки старта до 800 км при двухступенчатом и до 2500 км при трехступенчатом выведении образуются «пятна» возможного падения частей РН площадью 1500 – 5000 км2 (табл. 2).
Таблица 2
Площади зон падения ступеней ракет-носителей
Ракета-носитель |
Ступень |
Параметры эллипса рассеивания (размеры осей), км |
Площадь зоны, км2 |
Остатки топлива в баках ракет с токсичными компонентами окислитель/горючее, m |
Энергия |
1 2 |
30 х 60 1700 х 100 |
565,9 53407,0 |
- - |
Протон |
1 2 |
50 х 30 110 х 60 |
4712,3 20734,5 |
1,56/0,68 0,48/0,21 |
Космос |
1 2 |
- - |
- - |
0,3/0,1 0,3/0,1 |
Циклон |
1 2 |
50 х 30 240 х 80 |
4712,3 60318,6 |
0,5/0,2 0,15/0,05 |
Тайфун |
1 2 |
50 х 20 200 х 100 |
3140,0 62800,0 |
0,5/0,2 0,15/0,05 |
Зенит |
1 2 |
60 х 20 120 х 40 |
3769,9 15079,6 |
- - |
Союз, Молния |
1 2 |
44 х 12 60 х 10 |
1659,7 1885,0 |
- - |
Учитывая, что каждый ЖРД имеет гарантированный запас топлива, составляющий, как минимум, 1-2%, зоны падения ступеней с остатком токсичного топлива должны быть признаны областями вредного воздействия на окружающую среду. Для всех действующих в настоящее время космодромов такая поверхность Земли составляет миллионы квадратных километров.
Озоновый слой Земли
Озон разрушается в результате воздействия водяных паров, содержащихся в значительной мере в продуктах сгорания, а также окислов азота, образующихся из азота и кислорода воздуха под действием высоких температур в факелах ракетных двигателей. И практически при полете любой РН в озоновом слое образуется «окно». Изменения в озоновом слое под воздействием ракетных выбросов можно количественно оценить с помощь фотохимических моделей, достаточно подробно описывающих весь комплекс фотохимических превращений в тропосфере и стратосфере.
Модель разрушения озонового слоя при одиночном пуске РН «Энергия» можно представить следующим образом. В следе ракеты диаметром несколько сотен метров озон разрушается полностью на всех высотах практически мгновенно. Под влиянием макротурбулентной диффузии выброшенные вещества перемешиваются в столбе диаметром несколько километров за несколько часов. Содержание озона в этом столбе на высотах 16 – 24 км уменьшается на 15 – 20 % через 2 ч., а затем происходит восстановление озона. Облако ракетных выбросов в атмосфере через неделю достигает нескольких сотен километров. Максимальное разрушение озона в облаке происходит на высотах 24 – 30 км примерно через 24 дня после прохождения РН. Одновременно в тропосфере и ионосфере происходит образование озона. С учетом компенсирующего положительного эффекта общее содержание озона в районе пуска РН «Энергия» (в пределах вертикального столба диаметром 550 км) снизится через 24 дня на 1,7% или в массовом отношении уменьшится на 27 тыс. т. в табл. 3, 4 приведены данные о разрушении озонового слоя.
Таблица 3