Воздействие космической техники на озоновый слой Земли

Влияние авиатранспорта на образование озоновых дыр

Выхлопные газы двигателей летательных аппаратов вносят свой «вклад» и в образование озоновых дыр. Оксиды азота вступают в реакцию с озоном стратосферы, что приводит к разрушению этого слоя, защищающего биосферу от жесткого ультрафиолетового солнечного излучения. Обширные научные исследования, по мнению ИКАО, пока не подтвердили существенного влияния авиации на озоновый слой Земли при полетах в верхних слоях атмосферы. Возможно, при увеличении парка сверхзвуковой пассажирской авиации это влияние будет сильнее. Поэтому в настоящее время ряд международных научно-исследовательских и опытно-конструкторских программ направлен на создание камер сгорания для сверхзвуковых самолетов с индексом эмиссии оксидов азота 5 г/кг (граммов NО_х на килограмм сгоревшего топлива).

Согласно Киотскому протоколу стороны, подписавшие его (84 страны, включая Россию), обязуются сократить совокупные выбросы шести "парниковых" газов (из которых самое прямое отношение к авиации имеет углекислый газ) по меньшей мере на 5 % по сравнению с уровнем 1990 г. в период действия обязательств сторон с 2008 по 2012 г. Российской Федерации, как стране, переходящей к рыночной экономике, надлежит не превышать общегосударственный уровень 1990 г. по эмиссии СО₂. По-видимому, такое требование распространится и на авиационную технику.

Хотя по результатам исследований, проводимых межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата (IPCC), доля авиационного транспорта в выбросе углекислого газа в атмосферу составляет всего 2%, а к 2025 этот показатель составит 3%.

Тем не менее, в ближайшее время в области эмиссии вредных веществ с высокой вероятностью может сложиться ситуация, аналогичная той, какая уже сложилась с авиационным шумом – эксплуатацию практически всех отечественных двигателей на международных линиях запретят, если не будет проведена доработка и сертификация двигателей на соответствие требованиям по эмиссии вредных веществ.

Исследования по влиянию газообразных продуктов сгорания объектов КРТ на стратосферный озон показали:

1) Твердотопливный ракеты за счет наличия в продуктов сгорания хлорных соединений оказывают более сильное влияние на озоносферу, чем жидкостные ракеты;

2) пуски отдельных ракет, даже таких мощных, как «Энергия» и «Спейс Шаттл», оказывают лишь локальное и сравнительно кратковременное воздействие на стратосферный озон;

3) глобальное влияние пусков космической техники на озоновый слой Земли, при современной интенсивности, весьма мало.

Хотя основную роль в разрушении озона, при запусках РН, играют газообразные продукты сгорания, потенциальным источником разрушающего воздействия на озон могут являться мелкие частицы Al₂O₃, содержание которых в выбросах твердотопливных ракет достигает примерно 30% по весу. Они остаются в атмосфере в течение нескольких дней и служат центрами конденсации паров воды. Вопрос влияния аэрозольных частиц до настоящего времени однозначно не решен.

Пуски отдельных ракет оказывают локальное и сравнительно кратковременное воздействие на стратосферный озон. При повышенной интенсивности пусков (ежемесячные пуски в течение 4 лет), глобальное снижение общего содержания озона мало и составляет 0,2 - 0,3%; при предполагавшейся в начале 70-х гг интенсивности запусков ракет «Спейс Шаттл» (60 пусков ежегодно), содержание озона в диапазоне высот 15-50 км может примерно на 0,56%, а при ежегодных девяти пусках ракет «Спейс Шаттл» и шести пусках «Титан IV» (сценарий 80-х гг) уменьшение озона в этом же диапазоне высот не превысит 0,1%.

Наибольшее влияние на озон оказывает хлорные компоненты, содержащиеся в продуктах сгорания твердых ракетных топлив, и в меньшей степени – окислы азота NO и водородные компоненты.

В естественных условиях источниками хлора на стратосферных высотах являются:

1) фотодиссоциация хлористого метила, образующегося при разложении или сгорании биологических продуктов, преимущественно морского происхождения;

2) фотохимическое разрушение хлорфторуглеродов (фреонов, хладонов);

3) выбросы вулканов.

Значительным источником хлора в атмосфере являются извержения вулканов. Твердотопливные двигатели девяти «Шаттлов» и шести «Титанов-IV» в год выбрасывают в стратосферу (h>15 км) примерно 0,79 килотонн ClX, что составляет менее 0, 25% от существующего стратосферного источника хлора, и воздействие их на состояние озонового слоя в глобальном масштабе не превышает колебаний полного содержания озона в пределах (±20 – 25%).

Таким образом, в настоящее время нет оснований говорить о существенном вкладе космической техники в разрушение озонового слоя Земли в глобальных масштабах.

Дата добавления: 2015-05-31