Вопросы для самоконтроля по теме №6.

1. Перечислите основные характеристики звуковых волн.

2. Укажите особенности воздействия шума на организм человека.

3. Каковы особенности нормирования шума?

4. Какие Вы знаете технические методы и средства защиты от акустического загрязнения (шума)?

5. Перечислите организационные мероприятия по снижению шума в окружающей среде.

6. Что такое активная шумозащита?

7. Экологические аспекты космической деятельности на современном этапе развития ракетно-космической техники

7.1 Ракетно-космические комплексы и технологические фазы осуществления космического полета

Ракетно-космический комплекс (РКК) – это совокупность функционально взаимосвязанных космических и наземных технических средств, предназначенных для самостоятельного решения задач в космосе (из космоса). Как правило, РКК включает в себя:

• ракетно-космическую систему (РКС) или ракету-носитель (РН) с космическим аппаратом (КА),

• технический комплекс,

• стартовый комплекс,

• средства измерительного комплекса (как правило, входят в состав космодрома);

• наземный комплекс управления космическим аппаратом (включает в себя центр управления полётом (ЦУП),

• наземные (стационарные и мобильные) средства слежения и приёма информации).

Космодром – это комплекс сооружений, технологических систем и оборудования, размещённых на специально подготовленных земельных участках, обеспечивающих сборку, подготовку к пуску и пуск ракетно-космических систем, измерение траектории их полета, прием и обработку поступающей телеметрической информации, управление отдельными (чаще начальными) стадиями полёта. В состав космодрома также могут входить земельные участки для посадки возвращаемых космических объектов, а также земельные или водные участки для падения отработавших ступеней ракет-носителей.

Космодромы предназначены для подготовки и пуска ракетно-космических систем различного класса и назначения. Это позволяет концентрировать научные и экспериментально-исследовательские работы по ракетно-космическим программам, испытывать различные виды оборудования, экспериментально отрабатывать отдельные системы, наиболее эффективные составы ракетных топлив и т. д. При космодромах часто имеются производство отдельных видов ракетно-космической техники, КБ и НИИ.

В настоящее время более десяти стран имеют свои программы освоения космоса. Среди них способны выводить аппараты в космос с помощью своих носителей Россия, США, Франция, Япония, КНР, Великобритания, Индия.

Ракетно-космическая система (РКС) по своей структуре чаще всего представляет собой многоступенчатый комплекс, включающий несколько ракетных блоков и полезный груз, которым может быть космический корабль, космическая станция, искусственный спутник планеты, различного рода космические аппараты, предназначенные для функционирования на планетах, и т. д.

Космическая система придаёт полезному грузу вторую (11,19 км/с) или третью (16,7 км/с) космическую скорость. Входящие в ее состав блоки способны длительное время находиться в космическом пространстве и обеспечивать запуск ракетных двигателей в условиях невесомости.

Ракета-носитель (РН) придаёт полезному грузу первую космическую скорость (7,9 км/с) для выведения его на орбиту искусственного спутника Земли. По сравнению с ракетно-космической системой ракета-носитель включает меньше ракетных блоков, которые не приспособлены к длительному функционированию в условиях космического пространства. В состав ракеты-носителя может входить всего один ракетный блок.

Современные РН достигают стартовой массы до 3000 т и высоты свыше 100 м. Для размещения в баках РН необходимых запасов топлива, составляющего ~ 90% полной массы, конструкция ракет должна быть чрезвычайно легкой, что достигается рациональными конструктивными решениями и соответствующим выбором коэффициентов запасов прочности и жесткости. Все РН характеризуются сравнительно малой массой конструкции и большой массой топлива, которая составляет 85…95% стартовой массы РН.

В полете по мере расходования топлива определенные части РН становятся излишними, и поэтому ступени ракеты последовательно отбрасываются. Многочисленные теоретические расчеты и практика эксплуатации многоступенчатых РН показали, что на современном уровне развития ракетной техники оптимальное число ступеней равно трем (реже четырем). Конструктивно многоступенчатую РН выполняют как с последовательным, так и с параллельным расположением ступеней.

Различают четыре класса РН (табл. 7.1). В табл. 7.2 приведены данные о стартовой массе и полезной нагрузке тяжелых и сверхтяжелых РН, которые при старте оказывают наиболее мощное экологическое воздействие на все слои атмосферы.

Таблица 7.1

Классификация ракет-носителей

Класс РН	Стартовая масса, т	Полезная нагрузка, т
Легкие	До 100	До 5
Средние	До 300	5…20
Тяжелые	До 1000	20…100
Сверхтяжелые	Свыше 1000	Свыше 100

Таблица 7.2

Некоторые характеристики тяжёлых ракет-носителей

Наименование	Стартовая масса /масса топлива, т	Полезная нагрузка, т	Количество ступеней
Протон	600 / 500	20	3 (4)
Энергия	2400 / 1806	100	2
Титан-СЛВ-5	630 / 548	20	2+2 ускор.
Спейс-Шаттл	2000 / 1806	100	2

В зависимости от цели, поставленной перед КА, его направляют в различные районы космического пространства. Эксплуатация ракетно-космической техники (РКТ) связана с воздействием на природную среду в масштабах как экосферы Земли, так и Вселенной. Основными этапами подготовки и выполнения космических полетов, определяющих степень материальных и физических факторов воздействия на экосферу и околоземное пространство, являются: строительство и эксплуатация космодромов и испытательных комплексов (ИК) для экспериментальной отработки новых образцов РКТ; предстартовая подготовка и обслуживание; активный и пассивный участки полета; коррекция и маневрирование КА на траектории полета; довыведение КА с промежуточной на рабочую орбиту; полет и маневрирование КА в космическом пространстве и возвращение на Землю.

При этом различают локальное и глобальное воздействия РКТ на окружающую среду. К глобальным факторам экологического воздействия можно отнести:

• выбросы продуктов сгорания в атмосферу (в том числе токсичных для живой природы веществ) при работе РН на активном участке;

• сгорание в атмосфере отработавших ступеней РН и КА;

• разрушение озонового слоя Земли и электронной компоненты в атмосфере;

• засорение околоземного пространства фрагментами отработавших изделий (КА, последние ступени РН, отдельные элементы конструкции);

• падение в нерасчетных точках отработавших элементов конструкций как РН, так и КА в аварийных ситуациях;

• необходимость отчуждения под районы падения отделяющихся частей ракет-носителей по трассам их пусков больших участков земли.

К локальным факторам воздействия можно отнести:

• штатное падение отработавших ступеней РН;

• распространение звукового давления и ударной волны при движении РН;

• проливы токсичных компонентов ракетного топлива;

• выбросы продуктов сгорания при стендовой отработке двигателей.