Влияние ракет на озоновый слой - Влияние пусков ракет космического назначения на экологию Земли

Озон разрушается под воздействием водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания ракетных топлив, и вследствие других процессов, происходящих под воздействием высоких температур в факелах ракетных двигателей. Источником разрушения озона служат каталитические реакции. Содержание озона в атмосфере весьма неоднородно вследствие различных скоростей озонообразующих и озоноразрушающих реакций на равных высотах. Из общей массы атмосферы Земли 5 - 1015 т на долю озона приходится 3 - 109 т. Если его привести к нормальным условиям (760 мм рт. ст., 0°С), то вокруг Земли в среднем получится слой толщиной всего около 3 мм.

На озонный слой влияют продукты сгорания РН. Они не соизмеримы по своей массе с промышленными загрязнениями, но в отличие от них выбрасываются ракетами-носителями в широком диапазоне высот атмосферы. И практически при полете любой РН в озонном слое возникает "окно", которое со временем затягивается. Размеры таких "окон" возрастают, если в составе РН используются ракетные двигатели на твердом топливе. Кроме аналогичного образования окиси азота (из воздуха), в их реактивных струях содержится большое количество хлористого водорода, который отнесен Венской конвенцией об охране озонного слоя (март 1985 г.) к особо активным озоноразрушающим веществам. Каждый атом хлора разлагает в тысячи раз больше молекул озона, чем одна молекула окиси азота. Поэтому с экологической точки зрения для реализации больших грузопотоков в космос целесообразно использовать ракеты-носители на базе жидкостных ракетных двигателей типа РН "Энергия", "Зенит", "Атлас-Центавр".

Эволюция следа РН происходит под влиянием атмосферной циркуляции и химических реакций между продуктами сгорания и воздухом. Количественно оценить изменения в озонном слое под воздействием ракетных выбросов можно с помощью разработанных фотохимических моделей, достаточно подробно описывающих весь сложный комплекс фотохимических превращений в тропосфере и стратосфере. При этом необходимо знать состав и количество продуктов сгорания, выбрасываемых ракетой по высоте траектории ее полета. [1]

Процитируем таких авторов как (Буторина, Воробьев и др., 2002):

"Модель разрушения озонового слоя при одиночном пуске РН (ракеты-носителя) "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 часа, 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." [2]

При ежемесячных пусках РН "Энергия" в течение неограниченного времени состав атмосферы под действием циркуляции воздушных масс переходит в новое равновесное состояние через 11 лет. Наибольший дефицит озона в атмосфере (0,4 - 0,6%) отмечается к северу от 40° с. ш. При еженедельных пусках РН "Энергия", что может потребоваться в перспективе при решении, например, такой крупномасштабной задачи, как развертывание на орбите солнечной электростанции, общие потери озона еще более возрастут. Необходимы специальные исследования по уточнению этих оценок и определению предельно допустимой интенсивности пусков РН различной грузоподъемности с точки зрения сохранения равновесного состояния озонного слоя Земли.

Похожие статьи




Влияние ракет на озоновый слой - Влияние пусков ракет космического назначения на экологию Земли

Предыдущая | Следующая