Ғарыш кеңістігіндегі ғарыш қоқысы, ғарыш жүйелерінің ұшыру кезіндегі Жер атмосферасына әсері және бұл мәселелерді шешу жолдары

АННОТАЦИЯ

 

Бұл жоба ғарыш кеңістігінің ластану дәрежесін зерттеуге және оны ғарыш қалдықтарынан тазартудың шешу жолдарын іздестіруге арналған.

Бұл жұмысты жазғандағы негізгі мақсаты:

Ғарыш кеңістігін ғарыш қалдықтарынан  тазартудың шешу жолдарын іздестіріп, ең қолайлы бағдарламаны таңдау.

Болжамы:

Ғарышты ластанудан сақтасақ, оны бағдарлама қолдану арқылы тазарту  – ғарышты адамдар өз пайдасына  ұзақ уақыт қолдана алар еді.

Зерттеу кезеңдері:

1. Қосымша әдебиеттерден, мерзімді баспасөз материалдардан, журналдардан, ғаламтордан материалдар жинау.
2. Ғарышты тазартудың шешу жолдарын іздестіру.

Зерттеу жаңалығы:

Ғарышты тазартуда  GOLD баллонын қолдану тиімді екендігі.

Жұмыстың нәтижесі:

Ғарыш кеңістігінің ластанудан тазарту жолдарын қарастырып, ең қолайлысын таңдап, оның тиімділігін көрсету. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

Этот проект посвящен исследованию уровня загрязнения космического пространства и поиска путей решения очищения космоса от космического мусора.

Цель данной работы:

Поиск путей решения очищения космического пространства от космического мусора и выбор оптимальной программы  очищения.

Гипотеза:

Защита космоса от загрязнения  и очищение его с применением  лучшей программы приведет к тому, что человек сможет долгое время  использовать космос в своих целях.

Периоды исследования:

1. Сбор материалов в библиотеке, в журналах и в интернет -ресурсах.
2. Поиск путей очищения космоса от космического мусора.

Вывод:

Выгодность использования  баллона GOLD для очищения космоса.

Результаты работы:

Исследование путей очищения космоса с оптимальной программы  и раскрытие эффективности его  использование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANNOTATION

 

 

This project is dedicated to research pollution level of space and to search the ways of solution to clean space from the space waste.

 

The purpose of this work:

To search the ways of solution to clean the space from the space waste and to choose the optimal program of cleaning.

Hypothesis:

Protection of space from pollution and cleaning it using the best program will allow people to use the space for a long time for their purpose.

Periods of research:

1. Collection of necessary documents in libraries, journals and internet resources.
2. To search ways of cleaning space from the space wastes.

 

Conclusion:

Profitability of using the GOLD balloon for cleaning the space.

The result of work:

To research the ways of cleaning the space with the optimal program and to prove the efficiency of its usage.

 

 

 

 

 

 

 

Ғарыш кеңістігіндегі ғарыш қоқысы, ғарыш жүйелерінің  ұшыру кезіндегі Жер атмосферасына  әсері және бұл мәселелерді шешу жолдары

Мазмұны

I Кіріспе...................................................................................................7

II Зерттеу бөлімі

1. Орбитальды бөліктер және ғарышта соқтығысу қаупі........................8-11
2. Ғарыш жүйелерінің ұшыру кезіндегі Жер атмосферасына әсері.........................................................................................................12-15
3. Ғарыш кеңістігін “ғарыш қоқысынан” тазарту шараларының бағдарламасы..........................................................................................16-21

 

III Қорытынды....................................................................................22

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

 

1. «Атамекен» газеті. 2009 жыл.
2. Анализ процесса самоочищения космоса от «мусора». Назаров Р.Р., Рязанова Е.Е., Сагдеев Р.З., Суханов А.А. ИКИ АН СССР, 1990 год.
3. Экологические аспекты космонавтики. Новиков Л.С., Петров Н.Н., Романовский Ю.А. М: Знание, 1986.
4. Интернет мәліметтері.

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

         Жердегі адамзат – ежелден бері жер бетінде өз тіршілігінің өшпес ізін қалдырып келеді. Өкінішке қарай, адам өндірген түрлі тұрмыстық, өндірістік қалдықтардың экологиялық зияны күннен-күнге күшейіп барады. Қоршаған ортаның ластану мәселесі соңғы жылдары тым ушыққан жаһандық проблемалардың біріне айналып отыр. Тіпті жерді қойып, ғарыш кеңістігін де қоқыспен толтыруға көшкеніміз қашан... әрине, жер-ананың көлемі шектеулі болса да, ғарыштың шегі жоқ, оны қоқыспен толтыру мүмкін емес деушілер бар. Алайда жердің тартылыс күшінен адамзаттың ғарышқа шығарған қоқыстарының барлығы дерлік жерге жақын орбитаға шоғырланып, сыртымыздан тұмшалап барады. Бүйте берсек, ертең ғарыштық зымырандар жерден ары шыға алмай, өзіміздің сыртқы кеңістікке шығатын жолымызды өз қоқысымызбен-ақ «жауып» тастауымыз мүмкін дейді ғалымдардың айтуынша.

         Адамзаттың ғарышты «игере» бастағанына бар-жоғы жарты ғасыр, бұл Жаратылыс өлшемі бойынша қас-қағым сәтке де татымайтын тым аз уақыт. Бірақ осы уақыттың ішінде-ақ адамзат ғарышқа 4 мыңнан астам зымыран ұшырып қана қоймай, ғарыштық кеңістікті түрлі қоқыспен ластап үлгеріпті.

Ресей, АҚШ сияқты ғарыш  кеңістігінің зымыранды-ғарыш техникасының қалдықтарымен толу мәселелері жөнінде  зерттеулер жүргізілуде. Бұл өте  өзекті мәселе, оны шешуде көптеген елдер үлес қосуда. Пайда болған жағдайды бағалау және оның дамуын болжалау “ғарыш қоқысының” көбею  ырғақтығын төмендетумен орбиталды  ұшулардың қауіпсіздігін күшейтуге  нақты шаралар қолдану мақсатында елдердің тығыз байланыста  жұмыс  істеу қажеттігін көрсетеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Орбиталды бөліктер және ғарышта соқтығысу қаупі

 

         Ғарыш кеңістігінің ластануы Жердің бірінші жасанды серігінің ұшырылуынан басталды, себебі орбитаға зымыран-тасығыштың соңғы сатысы шығарылды. Ғарыш эрасының көптеген жылдар бойы Жерге жақын орбиталарда қазіргі заманға сай жер бетіндегі құралдар арқылы бақыланатын өлшемі 10см-ден жоғары табиғаты жасанды 20мыңнан астам ғарыш объектілері тіркелді. Бұл зымыран-тасығыштардың өз жұмыстарын атқарған жоғары сатылары және үдеткіш блоктар, істен шыққан ғарыш аппараттары, соның ішінде олардан бөлініп кеткен қосқыш сияқты элементтер, қақпақтар, серіппелі итергіштер, пироболттар және де ашық ғарышқа шыққан ғарышкерлер жоғалтып алған қолқап, отвертка, кинокамера сонымен қатар объекттер соқтығысқанда немесе өздігінен жарылыс болған кезде пайда болған көптеген бөлшектер.

         Уақыт өте келе осы объекттер мен бөлшектердің бір бөлігі (олардың орбита биіктігіне және массаларына байланысты) атмосфераның тығыз қабаттарына енеді және олардың көптеген бөлігі жанып кетеді, тек аздаған мөлшерде олар Жер бетіне жетеді. Қазіргі кезде ғарышта шамамен 7200 жасанды объектілер бар, оның тек 5% істейтін ғарыш аппараттары, ал қалғаны шын мәнінде “ғарыш қоқысы”. Өкінішке орай,  “ғарыш қоқысы” тек бақыланатын объектілермен шектелмейді. Қазіргі кезде пайдаланатын моделдердің экстраполяция негізінде көрсеткендей объекттер бұзылуы кезінде пайда болған өлшемдері бірнеше см болатын бөлшектер саны бірнеше ондаған мыңға жетті, 1см және одан да кіші өлшемдегі жарықшақтар жүздеген мың және миллиондармен есептеледі.

        Орбиталды жарықшақтардың жалпы саны өсуімен қатар Жерге жақын кеңістікте олардың таралу сферасының кеңеюімен сипатталады. Бақылаулар көрсеткендей объекттердің өздігінен жарылысынан пайда болған жарықшақтар орбитаның өте жіңішке жолақтардағы сақинаға жиналады. Жолақтардың еңкею бұрыштарының өзгешелігі өте кішкентай (1⁰ және одан да кіші). Бірақ уақыт өте келе орбита жазықтықтары ажыра бастайды. Нәтижесінде жарықшақтар Жерге жақын кеңістікті қаулап кетеді, олардың ұшу траекториялары тек Жердің полюстерін ашық қалдырып Жерді жұқа қабатпен қоршап алады.

Ғарыштың қоқыспен ластануы адамзатты алаңдата бастады. Ғарыш  объектілердің құлайтын қалдықтарынан  бізді атмосфераның қалың қабаттары  қорғайды, себебі онда қалдықтар жанып  кетеді. Тек олар жоғары биіктіктерде ұшатын   ультрадыбысты адам тасымалдауыш авиацияға қауіп туғызады. Құлаған объекттердің бір бөлігі атмосферада өртеніп кетпей, Жер бетіне жеткен жағдайлар тіркелу мүмкін. Мысалы, 1979 жылы «Скайлэб» американдық орбиталды станцияның ойламаған жерден тез құлауы қауіп тудырды. Бағытымызға орай, атмосферада өртеніп кетпеген бөліктер адамдарға әсерін тигізбей Австралияның адам аз мекендеген аудандарына құлады. 1991 жылдың басында Оңтүстік Американың аймағында құлаған «Салют-7» орбиталды станцияның жарықшақтары үлкен қауіп тудырды.

Ғарышта “қоқыс” жарықшақтарымен  соқтығысу қаупі жоғарлайды. Бұл  келешекте орбиталды станциялардың  және ғарыш кемелердің ұшырылу қауіпсіздігіне, Жердің автоматты жасанды серіктерінің жұмыс істеу ұзақтығына үлкен  әсерін тигізу мүмкін. “Ғарыш қоқысының” негізгі қаупі орбиталды жарықшақтардың ғарыш аппараттарымен соқтығысу  кезінде шын мәнінде ғарыштың жылдамдықтарында екені сөзсіз. Мысалы, орбитада жоғалтып алынған 10км/с  салыстырмалы жылдамдықпен ұшып келе жатқан жай болтпен кездесу, ғарыш аппараты үшін 300м/с жылдамдықпен ұшып келе жатқан пушка ядросымен соқтығысуымен пара-пар. Ғарышта ұшып келе жатқан диаметрі не бары 0,5мм бөлшек көпқабатты материалдан жасалған ғарыш скафандрын тесіп өтеді. Бояу бөлшектері сияқты адам көзіне көрінбейтін өте кішкентай жарықшақтар ғарышта қандай қауіп тудыратынын «Салют-7», «Мир» орбиталды станцияларындағы және «Шаттл» американдық кемелеріндегі иллюминатордың эрозиялық бүлінуі сипаттайды.

Жарықшақтардың шоғыры ауа қабатының 300-ден 1600км-ге дейін биіктіктерінде бақыланады, мұнда ғарыш аппаратының ұсақ жарықшақпен соқтығысу мүмкіндігіне жақындай түсті. Келешекте орбиталды станциялар мен ғарыш аппараттарын “ғарыш қоқысынан ” қорғау үшін және осы орбиталдардың ластануын төмендету үшін қосымша конструкциялар жасау қажет, себебі орбиталды станциялардың өлшемі 1см және одан да үлкен жарықшақпен соқтығысу мүмкіндігі 2020жылы 2 жылда бір рет болады деп болжам жасалуда.  

         Ғарыштың ластану деңгейі жоғарыда айтылған қауіптен басқа, оптикалық, радиолокациялық және т.б. құрылғылардың ғарыш объектілерін бақылау, идентификациялау, табуға арналған оптикалық, радиолокациялық және т.б. құрылғылардың жұмыс істеуіне, яғни ғарыш кеңістігін бақылау жұмыстарын жүргізуіне, сонымен қатар ғарыш аппараттарының жұмыс істеу қабілеттеріне үлкен зиян тигізеді. Орбиталды жарықшақтардың жарықтық шағылулары астрономдардың жұмыс істеуіне кедергі жасайды.

Өлшемдерінің шектелуіне байланысты геостанционарлық орбита аймақтарының “ғарыш қоқысымен” ластануының маңызы өте зор. 1963 жылдан қазіргі кезге дейін бұл орбитаға 500-ден аса ғарыш аппараттары ұшырылып шығарылды. Сонымен қатар байланыстың көптеген ғарыш арналарының әртүрлі қажеттілігіне байланысты геостанционарлық орбиталардың жекелеген бөліктері өзінің мөлшерінен жоғары жүктелінген және орбитаның 10 градустық доғасында 15 (келешекте 30-дан аса) ғарыш аппараттары жұмыс істеуде. Активті коррекцияны қолдануымен гелиостанционарлық орбиталарда жұмыс істеп тұрған серіктердің орны ендік пен бойлық бойынша + 0,1⁰ дәлдікпен ұсталуда, бұл + 75 ауытқуларға және биіктік бойынша +25 мөлшерге сәйкес келеді. Орбитада істен шыққан геостанционарлық серіктердің дрейфінің әсерінен олар 10 км-ден кем ара қашықтыққа жақындаулары байқалады. Бұл келешекте байланыс құралдарының жұмыс істеуіне кедергі жасау мүмкін және оны геостанционарлық орбита қолдануының шектеулі ресурсын азайтатын факторлардың бірі болып қарастырылады.

         Төменгі жерге жақын орбита мен геостанционарлық орбитаның арасында орналасқан орташа биіктіктегі орбиталар бақыланатын объекттердің таралуының салыстырмалы төмен тығыздығымен сипатталады.

АҚШ-тың жер бетіндегі  бақылау құрылғыларының мәліметтеріне  сүйеніп есепке алынған объекттермен бөлшектердің орбита түрлері мен  биіктіктері бойынша таралуы (%бен)  кестеде көрсетілген:

 

Объекттер	Жұмыс істейтін және істен  шыққан ғарыш апараттары	Зымыран тасымалдауыштардың соңғы сатыларымен үдеткіш блоктары	Бөлшектер және бөлінетін  элементтер	Бөлшектер-дің жалпы саны
Орбиталар
Төменгі жерге жақын	16	9,2	58,5	83,7
Орташа биіктіктегі	3,3	4,2	2,1	9,6
Геосин хронды	4,7	1,8	0,2	6,7
	24	15,2	60,8	100

 

         Төменгі жерге жақын орбиталардың механикалық ластануымен қатар радиоактивті және ядролық энергоқұрылғылары бар ғарыш аппараттарының істен шығуы үлкен қауіп тудырады, себебі олар жердің, атмосфераның және айналасындағы кеңістіктің радиоактивті ластануына әкеліп соғады. Мысалы, 1964жылы энергияның радиоизотопты көзі бар «транзит» американдық навигациялық серігі орбитаға шыға алмады. Ри-238 (Плутоний) бар құрылғы атмосферада ыдырап, бүкіл жер шарына таралып, қоршаған ортадағы осы изотоптың шоғырын 3 есеге арттырды. 1978 жылы «Космос-954» серігі атмосфераға кіріп, бөлшектерге ыдырап, Канаданың солтүстік-батыс аймақтарына өзінің радиоактивті жарықшақтарын шашты.

         Бортында радиоактивтік отыны бар жердің жасанды серігінің дұрыс жұмыс істеп тұрғанының өзінде де қалдықтардың экологиялық утилизациялау мәселесіне әліде қөбірек көңіл аудару қажет. Қазіргі кезде борттарында 1 тоннадан кем емес уран-235 басқа да ыдырау өнімдері бар бірнеше ондаған жердің жасанды серіктері Жерге жақын орбиталарда жұмыс істеуде. Осы серіктердің айналып жүргендіктен, олардың жарықшақтарымен соқтығысуынан қирап қалу қаупі төніп тұр. Қазіргі кезде мамандар мен ғалымдар жерге жақын орбиталарда ядролық-энерго құрылғылары бар ғарыш аппараттарын қолдануға шектеу қою қажеттігін айтады. Эксперттердің айтуы бойынша ядролық-энерго құрылғылары энергияның басқа көзі жоқ алыс ғарышқа ұшатын ғарыш аппараттарында қолдану қажет.