Космос об'єднує світ. Всесвітній тиждень космосу: Екологічні проблеми космосу

З моменту запуску першого штучного супутника Землі, освоєння космічного простору набуває дедалі більшого значення в людській діяльності взагалі й економіці зокрема. Штучні супутники Землі використовують для глобальних систем телебачення, радіо- й телефонного зв'язку, глобального біосферного моніторингу, оперативного контролю лісів і посівів, геологічної та військової розвідки, оптимізації маршрутів у мореплавстві й авіації, прогнозів погоди тощо. Особливо великого значення набуває дослідження Місяця, близьких і віддалених планет Сонячної системи з метою використання їхніх ресурсів для потреб землян. На сучасному етапі щороку на космічну орбіту виводиться до 200 супутників.
Пілотовані космічні кораблі та орбітальні космічні станції, так само як і літаки з пасажирами, належать до штучних антропогенних екосистем, їх функціонування в космічному просторі з біологічними земними істотами може бути забезпечене тільки в умовах, наближених до земних, оскільки людина, яка пристосувалася до існування в земній біосфері, не може без земних ресурсів існувати в космічному просторі. А тому в космічних кораблях і станціях створюються штучні земні умови, зокрема мікроклімат, та на весь час перебування в космосі беруться всі необхідні продукти харчування і створюється штучна атмосфера в приміщенні. В космосі є тільки один ресурс — сонячна теплота, яку використовують для добування необхідної енергії шляхом перетворення її на електричну енергію за допомогою сонячних батарей.
Оскільки в космосі існує космічний вакуум, то для створення штучної атмосфери необхідні певні компоненти, насамперед кисень і азот. Технічно вирішена проблема регенерації повітря і води в космічному апараті. Проте створювати продукти харчування в космічних умовах поки що не навчились, і це є однією з головних перешкод на шляху до здійснення тривалих космічних подорожей. Крім того, нині працюють над проблемою створення штучних ланцюгів живлення, які включали б повний набір необхідних компонентів для забезпечення біологічного колообігу речовин на орбіті і таким чином створювалися б необхідні продукти харчування рослинного походження. Поки що в космічних апаратах не здійснюється колообіг речовин, які забезпечують життєдіяльність, а це унеможливлює створення комфортних умов для тривалих космічних польотів.

Нині до космічних досліджень долучилося багато країн. В Україні при Національній Академії наук у 1992 р. також створено Центр геокосмічних досліджень та Національне космічне агентство контролю і дослідження космічного простору. Україна є космічною державою. Україна  ввійшла у третє тисячоліття як одна з провідних космічних держав світу, тому прийнята Верховною Радою загальнодержавна (національна) космічна програма України відносить космічну діяльність до основних державних пріоритетів України, призначених виступити важливим чинником інноваційного розвитку економіки країни. Вказана програма визначила дослідження та використання космічного простору необхідною умовою розвитку науково-технічного, технологічного і виробничого потенціалу, забезпечення інтересів держави на тривалий період у сферах безпеки та оборони, підвищення рівня якості життя, участі України в розв’язанні загальних проблем людства. Як бачимо, серед вказаних пріоритетів, що стосуються використання космічного простору, не передбачена охорона навколишнього середовища. Але нині, на жаль, вже можна констатувати наявність негативного впливу космічної діяльності на стан навколишнього природного середовища. Це, в першу чергу, стосується порушення озонового шару, забруднення повітря окислами металів, вуглецю, азоту, а близького космосу – частками відпрацьованих космічних апаратів.

За роки освоєння космічного простору на космічні орбіти було виведено тисячі космічних апаратів. Після використання ресурсу їх не повертають на Землю, тому що це економічно недоцільно. В кращому разі їх спалюють у верхніх шарах атмосфери. Це призвело до того, що в космічному просторі накопичилося багато космічного сміття, яке не тільки забруднює космічний простір, а й створює загрозу для подальших запусків нових космічних апаратів. Під час запусків космічних апаратів ракети-носії та ракети, які здійснюють орбітальні маневри, викидають відпрацьовані гази, що містять пару води, оксиди карбону й нітрогену, сполуки хлору, вуглеводні, інертні гази та багато інших шкідливих речовин, які забруднюють верхні шари атмосфери. Оскільки атмосфера на висоті сотень кілометрів надзвичайно розріджена (густина повітря в тисячі й мільярди разів менша, ніж у приземному шарі), вона дуже чутлива до будь-яких не властивих їй домішок речовин земного походження. Більше того, на сьогодні немає наукових досліджень, на основі яких можна достовірно прогнозувати негативні наслідки впливу таких забруднень на біосферу Землі.
Є кілька джерел утворення космічного сміття:
- «Мертві супутники». Штучні супутники, які припинили своє функціонування і з певних причин не були знищені (це не передбачалося проектом запуску, супутник передчасно вийшов з ладу тощо).
- Останні ступені ракет. Після відділення власне корабля чи супутника від ракети-носія, деякі фрагменти ракети-носія залишаються на орбіті.
- Невеликі шматки. Незначні об'єкти — фрагменти обшивки, всілякі викрутки, що випали з рук космонавтів (астронавтів), тощо.
- Фрагменти знищених супутників. Особливо потенційно шкідливі наслідки військових навчань. Подібні тренування по знищенню своїх відпрацьованих супутників проводили: Китай, США, СРСР
Питання про засмічення навколоземного космічного простору «космічним сміттям» виникло понад півстоліття тому, з початком запусків штучних супутників в кінці 50-х років. Але лише порівняно недавно, в 1993 році проблема отримала офіційний міжнародний статус - адже ефект Кесслера не знає політичних кордонів і працює однаково над США, Монголією чи Ефіопією, оскільки зачіпає він не навколоземний простір, який відноситься до якоїсь конкретної держави, а саме космічний простір Землі. Суть ефекту Кесслера дуже проста. Космічне сміття (головним чином літальні апарати, які відслужили свій термін), по довільним орбітам обертається навколо планети з величезною швидкістю. Ці об'єкти мають величезний запас кінетичної енергії. Час від часу вони стикаються, утворюючи ще більшу кількість дрібних об'єктів - і чим вони дрібніші, тим небезпечнішими вони стають для діючих супутників і літальних апаратів. При достатньо великій кількості зіткнень, кількість нових уламків, які виникають лавиноподібно, може зробити навколоземний космічний простір (НКП) абсолютно непридатним для польотів.

Як знищити космічний мотлох на висоті понад 600 км від поверхні планети? Поки що вчені мають у своєму розпорядженні лише концепти дорогих методів боротьби з цим важкодоступним сміттям. Ефективними практичними можливостями ми поки не володіємо - і воно може безкарно кружляти над нашими головами впродовж тисячоліть.
На щастя, взаємодія з атмосферою на низьких навколоземних орбітах, які використовуються найчастіше, ліквідує основну частину сміття. А зіткнення літальних апаратів з космічним сміттям на менших висотах вже не настільки небезпечні, оскільки при цьому будь-які тіла втрачають швидкість, а з нею і свою кінетичну енергію, а потім, як правило, згорають в щільних шарах атмосфери. На висотах, де тертя об атмосферу незначне, час життя космічного сміття значно зростає. Слабкий вплив атмосфери, сонячного вітру і тяжіння Місяця можуть поступово привести до зниження його орбіти, але на це може знадобитися не одна тисяча років.

Говорячи про проблеми, пов'язані із забрудненням космічного простору, не можна не згадати про висунуті проекти  відправки в космос високотоксичних і радіоактивних відходів наземних промислових підприємств. Хоча, здавалося б, видалення таких відходів у космос більш сприятливо для біосфери Землі, ніж їх поховання в шахтах або в глибинах океану (за умови, звичайно, гарантії абсолютної безпеки і надійності самої операції відправки відходів із Землі), однак такі проекти вимагають ретельного екологічного обстеження.

Кількість сміття за межами Землі стала настільки великою, що уже може завадити космічним місіям. Також, якщо не почнеться процес «прибирання», існує імовірність того, що в процесі накопичення сміття почне падати на Землю, а це уже становить небезпеку. Саме тому британські вчені з університету Суррея запропонували технологію для спалення сміття в атмосфері. Cміттєзбиральний апарат RemoveDebis оснастили гарпуном, сіткою та вітрилом для того, щоб збирати сміття різного розміру і, по закінченню місії, також утилізувати апарат в шарах атмосфери. Раніше подібні засоби не використовувались в космосі, тож апарат проходить тест на ефективність роботи в умовах невагомості. На початку 2018 року апарат відправився на міжнародну космічну станцію, де астронавти готують його до початку роботи

Джерело (Режим доступу): http://www.novaecologia.org/voecos-1016-1.html
https://sites.google.com/site/kosmichnesmittyaproblem/
http://www.eco-live.com.ua/content/blogs/problema-kosmichnogo-smittya
https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B5_%D1%81%D0%BC%D1%96%D1%82%D1%82%D1%8F
https://tokar.ua/read/21226 
https://studopedia.com.ua/1_25409_ekologiya-kosmosu.html

Підготувала науково-технічна бібліотека

Матеріали підготовлено 02.10.2018р.