Техника - молодёжи 1989-07, страница 28

Ракета в стратосфере:

иголка в стоге или дырка в небе?

В стратосфере появилась бомба замедленного действия», и ее часовой механизм отсчитывает дни, часы и минуты до «взрыва», который может грозить катастрофой всей цивилизации. Таким образом воспользовался руководитель Программы ООН по окружающей среде М. Толба во время своего выступления на международной конференции по озонному слою, проходившей в мае этого года в Хельсинки. И не атомные, водородные заряды или лазерное оружие могут послужить причиной гибели всего живого на планете, а нарастающее разрушение озонного слоя стратосферы. Его уменьшение идет, как выяснилось, все нарастающими темпами. Об опасности для этого «покрывала» планеты, исходящей от промышленных предприятий, работающей на фреоне холодильной техники и всевозможных аэрозолей мы уже рассказывали (см. статью «Озонная дыра — измерить или заштопать?» в Ля 5 за 1988 год). Сегодня речь пойдет об угрозе, исходящей с другой стороны. Имя этой угрозе — ракетные системы и стратосферная авиация.

Валерий БУРДАКОВ,

доктор технических наук, Вячеслав ФИЛИН,

кандидат технических наук

Немало уже говорилось о губительных для озоиа веществах наземного происхождения — фреонах, различных аэрозолях и других. Но все же они доходят до слоя его наибольшей концентрации (20—50 км над поверхностью планеты) частично и к тому же при подходящих погодных условиях выпадают вместе с осадками. А вот ракеты пронизывают озонный слой полностью, доставляя десятки и сотни тонн реагентов непосредственно к месту «драмы».

Особенно вредны ракеты с ускорителями, работающими на твердом топливе. Ведь оно содержит много соединений хлора и азота. А соединения этих веществ наиболее беспощадны к нестойкому и химически активному озону. Вот средние цифры, полученные в результате расчетов по неодинаковым методикам разными авторами. Одна молекула хлора способна разрушить в стратосфере до 100 тысяч молекул озона, а молекула диоксида азота — ие менее 10 молекул озона. На этом фоне реагент, чье воздействие оценивается в отношении один к одному, можно считать, с экологической точки зрения, сравнительно безвредным.

Чтобы нарисовать объективную картину опасности, которую пред

ставляют для озонного слоя различные ракетные системы, нам придется — пусть уж читатели не сетуют — оперировать многочисленными цифрами. Но разобраться в столь важном деле без точных количественных характеристик нельзя.

Типичная твердотопливная ракетная система — ускорители американского «Спейс шаттла» («Космического челнока»). При общей массе орбитального корабля 114 т и массе полезного груза 29,5 т «челнок» в процессе подъема до высоты 50 км выбрасывает 187 т хлора и его соединений, 7 т окислов азота, а также 177 т окислов алюминия в виде аэрозоля. И это только наиболее опасные для озона продукты. К ним надо добавить еще 378 т окислов углерода, 346 т водяного пара и 166 т водорода.

В нашем распоряжении есть достаточно надежная методика, позволяющая оценить вредный эффект действия подобного химического «букета». О том, в какой пропорции разрушают озон молекулы хлора и соединений азота, сказано ранее. Дополнительно надо принять во внимание, что под воздействием горячих реактивных струй в воздухе также образуются оксиды. Эти соединения порождаются непосредственно окислением атмосферного азота (с участием до 80- 90% его массы), а также вступлением в реакцию водорода, водяного пара и окислов углерода

(около 10—20% массы названных веществ). Расчеты велись по принципу максимума — в предположении, что с озоном прореагируют все компоненты на высотах от поверхности Земли до 50 км. Предельно ожидаемым фактором опасности и следует, по нашему мнению, оперировать в экологических расчетах сейчас, пока более детальные мето ды учета вредных влияний не разработаны.

Теперь, когда вы познакомились с нашей методикой, итоговые оценки воздействия космической техники на озонный слой уже не будут выглядеть голословными. Если провести все необходимые вычисления для «Спейс шаттла», то окажется: за один только полет он уничтожает до 10 млн. т озона! И это в то время, когда в земной атмосфере его содержится всего лишь 3 млрд. т. Простой подсчет в уме подсказывает: трехсот пусков «челнока» достаточно, чтобы полностью уничтожить тонкое озонное «покрывало». А ведь оно и без того уже в дырах.

Нелишне напомнить, что первоначальные планы НАСА предусматривали проведение 60 пусков ежегодно. При этих головокружительных темпах люди остались бы без атмосферного озона уже через каких-нибудь пять лет. На самом деле американская «челночная» программа реализуется не столь стремительно. Но немалый вред озонному слою наносится и более редкими запусками. К числу разрушительных космических «джиннов» надо отнести твердотопливные американские ракеты «Дельта» и «Ти-тан-II», находящуюся в стадии разработки французскую ракету «Ариан-У».

Мы провели оценочные расчеты и для проектируемых космических систем: NASP (США), «Хотол» (Англия), «Гермес-Ариан-У»

(Франция). Наш вывод — в экологическом отношении они очень опасные. Французская конструкция — из-за применения твердотопливных ускорителей, английская и американская — из-за длительного набора высоты по пологой траектории, проходящей в значительной своей части как раз в озонном слое.

Количественные оценки опасности становятся сравнимыми и удобными для обозрения, если их свести в единую таблицу (см. 4-ю стр. обложки). В качестве основного показателя выбрано отношение

26