Антропогенное воздействие на ближний космос

Околоземное космическое пространство (ОКП) защищает все живое от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца; оно играет важную роль в солнечно-земных взаимосвязях, от которых зависят условия жизни на Земле.

Антропогенное воздействие на ОКП связано с началом космической эры и насчитывает несколько десятилетий. Эта среда уязвима, так как количество вещества в ней значительно меньше и энергетика процессов слабее, чем в приземной атмосфере. Эти обстоятельства определяют опасность антропогенного воздействия на ОКП.

Кроме угрозы изменения этой среды есть другие последствия. Бесконтрольное использование ОКП привело к его загрязнению большим количеством мусора, состоящего из фрагментов использования технических средств. Общая их масса более 3 тыс.т. Основная опасность этих фрагментов состоит в возможности столкновения с ними космических аппаратов. Фрагменты мусора накапливаются на высотах более 400 км, они занесены в соответствующий каталог и за ними ведется наблюдение. Существует большое количество очень мелких осколков (размером менее 10 см).

При сохранении нынешних темпов загрязнения общее количество твердых частиц размером 1-10 см вырастет за 100 лет в два с лишним раза.

Выделяют следующие виды воздействия человека на ОКП:

1. Выброс химических веществ в результате работы ракетных двигателей.

2. Энергетические и динамические возмущения вследствие полетов ракет.

3. Загрязнение твердыми фрагментами.

4. Электромагнитное излучение радиопередающих и других промышленных систем.

5. Проникновение веществ из приземной атмосферы.

6. Радиоактивное излучение от ядерных установок на космических аппаратах.

Наиболее опасен выброс химических веществ. В основном – это газообразные продукты горения ракетного топлива. Они имеют высокую температуру вблизи сопла ракеты, а затем быстро охлаждаются.

Основные продукты выброса ракет - вода и углекислый газ. Например, в результате полета одной ракеты «Протон» в ОКП поступает 100 т. Воды и более 90 т. Углекислого газа. На высоте 90-100км молекулы воды подвергаются фотодиссоциации под действием УФ-лучей с образованием свободных радикалов.

Молекулы воды и углекислого газа взаимодействуют с ионами кислорода ионосферы. Вследствие этого резко возрастает скорость рекомбинации ионосферной плазмы и снижается концентрация заряженных частиц. Таким образом, образуются «ионосферные дыры».

Углекислый газ играет важную роль в тепловом балансе термосферы, и увеличение его содержания приводит к нарушению баланса.

Запуск космических аппаратов приводит к уменьшению концентрации озона. При ежемесячных запусках «Шаттла» в течение 4 лет содержание озона снизилось на 0,3% для средних широт и на 0,4-0,6 - для высоких широт. Антропогенное выделение энергии при воздействии на ОКП составляет 10% от естественного содержания. Радиоактивное загрязнение приводит к осаждению радиоактивных веществ из ближнего космоса в приземную атмосферу и далее на поверхность Земли.