Космические опасности

Во-вторых, неблагоприятное влияние солнечной активности (магнитных бурь и др.) на людей, особенно непосредственно участвующих в производственном процессе:

• Ухудшение общего состояния здоровых людей и усиление патологии хронических больных (в первую очередь с сердечно-сосудистыми заболеваниями);
• Увеличение количества психических расстройств;
• Изменение скорости реакции, повышение вероятности неверных решений, что особенно важно для различных операторов – от водителей до операторов сложных технических систем.

   Высокая солнечная энергия делает ультрафиолетовое излучение опасным для кожи. Оно проникает в кожу и разрушает биохимические структуры. Солнце излучает три вида ультрафиолетовых лучей:

UVA-лучи (А-лучи) - проникают глубоко в  кожу, снижая ее эластичность  и упругость, вызывая преждевременное  старение кожи, выражающееся в ускоренном образовании морщин, пигментных пятен и веснушек, особенно у светловолосых и светлоглазых людей. Высокая активность таких лучей провоцирует развитие рака кожи.

UVB-лучи (В-лучи) - могут вызвать ожоги  кожи, являются непосредственной причиной возникновения рака кожи.

UVC-лучи (С-лучи) - смертоносны для флоры  и фауны. Озоновый слой атмосферы,  окружающий нашу землю, поглощает  их, защищая все живое от разрушительного  воздействия этих лучей. Но, как  известно, озоновый слой атмосферы за последние десятилетия стал менее мощным. Ученые прогнозируют значительное увеличение количества заболеваний раком кожи.

     В результате действия ультрафиолетовых лучей появляются так называемые свободные радикалы, которые обусловливают  солнечный ожог, и регенерирующая способность клеток понижается. Следствием становятся видимые не сразу, но возникающие надолго высыхание и затвердевание тканей, преждевременное образование морщин и, в худшем случае, болезненные изменения кожи вплоть до рака.

     Воздействие солнца имеет некоторые положительные стороны. Находясь на солнце, повышается уровень циркуляции крови, появляется ощущение бодрости. Солнце полезно для костей, зубов и гормональной системы человека. Под воздействием солнца вырабатывается витамин D. В некоторых случаях солнце помогает избавиться от прыщиков и псориаза.

     Но  воздействие солнца вызывает преждевременное старение кожи; глубокие морщины (которые невозможно разгладить); появление пятен и веснушек на коже; рак кожи; ожог; фотореакции на некоторые виды продуктов, лекарств и косметики; появление раздражения в виде водянистых пузырьков; у некоторых людей - появление высыпаний на коже. Согласно последним исследованиям, избыточное действие ультрафиолетовых лучей может ослабить иммунную систему.

     Солнечный ожог - это не просто временное явление, которое бесследно исчезает. Как правило, солнечный ожог - это довольно стабильная форма поражения кожи, и ученые приводят все больше доказательств того, что солнечные ожоги предрасполагают к заболеванию злокачественной меланомой - наиболее серьезной формой рака кожи. Только в США каждый год приблизительно 600 000 человек заболевают раком и около 7800 из них умирают. Из всех раковых заболеваний рак кожи - одна из наиболее распространенной форм.

     Заболевания, связанные с УФИ излучением:

ФОТОКЕРАТИТ Ожог роговицы и коньюнктивы может  быть вызван UV-B и UV-C (от сварочного аппарата - эффект ослепления).UV-B на снегу может  вызвать снежную слепоту. Отраженные лучи для глаз более опасны (в  нижнем сегменте глаза слабее защита).Симптомы: боль, слезотечение, жжение, гиперемия глаз.

КАТАРАКТА UV-излучение ускоряет процесс старения, формирования катаракты. МАКУЛЯРНЫЕ ДЕГЕНЕРАЦИИ - процесс старения сетчатки, особенно подвержены люди со светлыми глазами  и афакией.

ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА Птеригиум - гиперплазия бульбарной коньюнктивы. Пингвекула - дегенеративные изменения бульбарной коньюнктивы. Птеригиум часто связан с интенсивным UV-излучением. Может указывать на гиперчувствительность к UV-лучам.

ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА коньюнктивальная карцинома интраокулярная меланома - в экваториальных странах. 

     Таким образом, космос полон опасностями  для жизни, особенно астероидами, метеоритами, кометами, грозящими врезаться в Землю. Число опасностей возрастает по мере удаления в космос: например сверхновые, которые выбрасывают достаточно излучения, чтобы пробить защитный озоновый слой Земли. Новое исследование показало, что для этого бывшая звезда должна оказаться на расстоянии 25 световых лет от Земли – так близко, что это может случиться только раз или два в миллиард лет. Ранее считалось, что этот риск гораздо выше. Физик Мальвин Рудерман из Колумбийского университета в 1974 году подсчитал, что космические и гамма-лучи от сверхновой, находящейся на расстоянии 50 световых лет, за десятки лет могут уничтожить большую часть озонового слоя. Но последние оценки Нила Герельса из Goddard Space Flight Center позволяют вздохнуть с облегчением. Ученый использовал подробную модель атмосферы, чтобы понять, как оксид азота - соединение, появление которого катализируется радиацией сверхновой - будет разрушать озон. Оказалось, что для того, чтобы сквозь атмосферу проникало вдвое больше ультрафиолетовых лучей, чем сейчас, звезда должна взорваться на расстоянии не больше 25 световых лет. Сегодня на столь небольшой дистанции до Земли нет ни одной достаточно крупной звезды, чтобы она погибла, превратившись в сверхновую. Более того, подобные звезды очень редко приближаются к Солнечной системе, так что сверхновая здесь может появляться не чаще раза в 700 миллионов лет.

Существует  опасность, от так называемых черных дыр. Известный физик Стефан Хоукин вынужден был пересмотреть свою теорию черных дыр. Прежде считалось, что ни один объект не способен выйти из мощного гравитационного поля черной дыры. Однако впоследствии ученый пришел к выводу, что информация об этих объектах, попавших в космическую дыру, может быть излучена обратно в трансформированном виде. Эта извращенная информация, в свою очередь, меняет сущность объекта. "Зараженный" подобным образом объект трансформирует любую информацию о предмете, который встречается у него на пути. При этом если облако достигнет Земли, то эффект его воздействия на планету будет сродни тому, как если пролить на рукописный чернильный текст воду, которая разъедает слова и превращает в месиво.

     Опасны  вспышки на Солнце. Межпланетная ударная  волна, порожденная солнечной вспышкой, достигнув Земли вызывает, полярное сияние, видимое даже в средних широтах. Скорость выброшенного материала может составлять около 908 км/с (наблюдалась в 2000 г.). Выброс, состоящий из гигантских облаков электронов и магнитных полей, достигнув Земли способен вызвать крупные магнитные бури, способные прерывать спутниковую связь. Выбросы корональной массы могут уносить до 10 миллиардов тонн наэлектризованного газа из короны Солнца, распространяющегося со скоростью до 2000 км/c. Так как их становятся все больше и больше, они окутывают Солнце, формируя ореол вокруг нашей звезды. Это может звучать угрожающе, но на самом деле такие выбросы не представляют опасности для людей, находящихся на Земле. Магнитное поле нашей планеты служит надежным защитным экраном против солнечного ветра. Когда солнечный ветер достигает магнитосферы - области вокруг Земли, контролируемой ее магнитным полем - большая часть материала отклоняется далеко за пределы нашей планеты. Если волна солнечного ветра велика, она может сжимать магнитосферу и вызывать геомагнитный шторм. В предыдущий раз такое событие произошло в начале апреля 2000 года.

2.2. Космические опасности техногенного (антропогенного) генезиса.

     К третьему тысячелетию человечество активно изучает и исследует  космос. Число космических полетов растет, но они постоянно вталкиваются с рядом проблем. Одной из таких проблем – проблем экологии космоса, является вопрос об его загрязненности объектами так называемого космического мусора.

     Космический мусор – все антропогенные объекты, которые находятся на околоземной орбите или возвращаются в атмосферу, включая фрагменты или части тех объектов, которые закончили свое активное существование. В российских и якутских средствах массовой информации немало писалось об экологических последствиях падения отделяющихся частей ракет-носителей на Алтае, в Якутии и Архангельской области. Внимание общественности в США было привлечено в 1997 г. к проблеме выведения в космическое пространство плутониевых источников энергии. В научных журналах и на конференциях живо обсуждается проблема уничтожения озонового слоя в результате запусков космических аппаратов. Однако до сих пор не было сводки всех известных данных по влиянию космической деятельности на ближний космос, атмосферу и поверхность Земли. Как и в атомной индустрии, импульс к развитию космической индустрии был дан (и постоянно поддерживается) именно военным использованием космоса. Представленные ниже данные приведены в аналитическом обзоре Центра экологической политики России. Согласно беспристрастной статистике, такого добра в космосе набралось 40 млн. штук общей массой в несколько тысяч тонн. При этом в расчет принимается только число объектов, которые можно отследить с Земли. Но кроме этого крутится еще бесчисленное множество мельчайших, но отнюдь не безобидных  частиц, которые движутся со скоростью, по меньшей мере, 5 км/с.

     Материал  аналитического обзора показывает, что  космическая деятельность, в том виде и объемах, в каких она осуществляется в настоящее время, уже привела к нарушению природных характеристик ближнего космоса и в частности верхней атмосферы, в том числе изменению энергетического баланса и химического состава. Последствия этих изменений для биосферы и человека еще не вполне ясны, но, по всей видимости, они не будут благоприятными.

     Чтобы уменьшить угрозу столкновений космические аппараты совершают маневры отклонения, а это – дополнительный расход топлива и ряд других сложностей. По расчетным данным Международная космическая станция будет вынуждена дважды в год совершать маневры, уклоняясь от опасных объектов.

     Степень влияния загрязненности космического пространства на функционирование космических  систем определяется четырьмя факторами: временем нахождения на орбите, районами по предположению, высотой орбиты, наклоном плоскости орбиты. Для примерного представления об объектах загрязнения космического пространства, разрабатывают математические модели его засоренности. Они описывают распределение загрязняющих объектов в пространстве, их движение и физические характеристики (размер, массу, плотность и др.). Разрабатываемые модели бывают двух видов: краткосрочные (период до 10 лет) и долгосрочные (до 100 лет). Модели засоренности принимают во внимание рост числа орбитальных объектов в результате запусков, маневрирование (засоренность, связана с включением ракетных двигателей твердого топлива), разрушение (взрывы и столкновения) т.д. Кроме того, целью долгосрочных моделирований является составление прогнозов количества объектов как функции времени. Тенденции, установленные на основе долгосрочных моделей, заключаются в следующем:

     Если  космические полеты будут проходить  также, как и раньше, то в будущем  загрязнение космического пространства ускориться из-за столкновений, связанных  с увеличением массы на орбите.

     Фрагменты мусора, образовавшиеся после взрывов, могут стать в ХХI веке (как и в данное время) одним из главных источников загрязнения.

     Фрагменты, образовавшиеся в результате столкновений, могут порождать следующие загрязнения, это приведет к росту загрязненности в геометрической прогрессии.

     Избежать этого можно путем уменьшения нагрузки на нижнюю околоземную орбиту. Также проблема состоит в возращении в атмосферу Земли космических объектов. За последние 40 лет их отмечено более 16000. В течение последних 5-ти лет примерно раз в неделю происходит попадание в атмосферу объекта с площадью поперечного сечения около 1м². Вхождение того или иного объекта в атмосферу связано не только с опасностью механического удара, но и с возможностью химического либо радиологического заражения окружающей среды.

     Мероприятия по уменьшению загрязненности и защите от космического мусора

     В настоящее время около 12% всего  каталогизированного комического  мусора составляют объекты, которые  отделяются в процессе штатной процедуры  запуска спутников на орбиту и  дальнейшей их эксплуатации. В основном это крепежные детали, заглушки и т.д. Мероприятия по уменьшению загрязненности такими объектами принимать относительно нетрудно, как технически, так и экономически. В тоже время возможны ситуации, когда отделение деталей безвыходно из-за технических причин. В ходе полета может происходить неспециальное образование мелкого мусора: выбросы шлаков при работе двигателей на твердом топливе, отделение частиц краски вследствие эрозии, вытек теплоносителя и т.п. Необходимо принимать меры по уменьшению процесса образования мелкого мусора. Осколки, образовавшиеся в результате разрушения КА, составляют 43% состава орбитальных объектов и 85% космического мусора размером более 5см. Основной причиной разрушения космических аппаратов являются взрывы и столкновения. Анализ разрушения КА показал, что спуск с орбиты либо пассивация (выброс энергии) после реализации космическим аппаратом своей задачи позволяет предотвратить большую часть таких случаев. К числу эффективных мер можно отнести сжигание или продувание неиспользованного топлива, разрядку аккумуляторных батарей, освобождение жидкостей из-под давления. Вероятность случайного столкновения КА на околоземной орбите хотя и не значительна, но все-таки есть. Примером такого случая было столкновение осколка, образовавшегося в результате взрыва верхней ступени ракеты-носителя «Ариан», с действующим французским спутником CERISE, в результате была нарушена его работоспособность. Можно сказать, что увеличение числа и размеров спутников на орбите ведет к повышению вероятности столкновений. Что касается спутников, которые заканчивают свою программу, то значительному уменьшению вероятности столкновений будет влиять их перевод на нижнюю орбиту или контролированное возвращение в атмосферу.

     С точки зрения на современный уровень засоренности околоземного пространства, следует применить концепции прямой и непрямой защиты. Защита от частиц размером 0,1-1 см может осуществляться за счет применения экранных конструкций. Защита от частиц размером более 1см может осуществляться за счет принятия специальных мер при проектировании КА, заключающихся в расположении жизненно важных систем в так называемых мертвых зонах относительно направления удара потоком мусора. Что касается экранных конструкций, то они бывают разного типа: это и простые одношаровые выносные экраны, размещающиеся перед корпусом аппарата, и сложные многошаровые конструкции из металла и керамики. Также ориентируя определенным образом космический корабль, космонавты могут использовать его в качестве экранной защиты. Такая практика уже применялась на орбитальной станции «Мир». Для кораблей «Шаттл» орбитальная степень ориентируется таким образом, чтоб его хвостовая часть была повернута в направление движения. Работы в космосе происходят таким образом, чтоб космонавты были защищены корпусом станции.