Дистанційний екологічний моніторинг (стр. 12 из 19)
До глобальних факторів екологічного впливу можна віднести:
викиди продуктів згоряння в атмосферу (в тому числі токсичні) при роботі РН на активній ділянці;
згоряння в атмосфері відпрацьованих ступенів РН та КА;
забруднення навколоземного простору фрагментами відпрацьованих пристроїв (КА, останні ступені РН, окремі елементи конструкції);
падіння в непередбачених ділянках території з відпрацьованих елементів конструкцій як РН, так і КА в аварійних ситуаціях.
До локальних факторів впливу можна віднести:
проливання токсичних компонентів палива при його транспортуванні до місця заправки і при самій заправці;
штатне падіння відпрацьованих ступенів РН;
розповсюдження звукового тиску і ударні хвилі при русі РН;
викиди продуктів згоряння при стендовому відпрацюванні двигунів.
3.3 Вплив ракетно-космічної техніки на озоновий шар Землі
Озон руйнується в результаті впливу водяної пари, який міститься в значній кількості в продуктах згоряння, а також оксидів азоту і кисню повітря під дією високих температур в факелах ракетних двигунів, і при польоті практично будь-якого РН в озоновому шарі утворюється озонове вікно. Модель руйнування озонового шару при одиночному пуску РН "Енергія” можна уявити у такий спосіб. У сліді ракети діаметром декілька сот метрів озон руйнується повністю на усіх висотах практично миттєво. Під впливом макротурбулентної дифузії речовини, що викидаються, перемішуються в радіусі багатьох кілометрів за декілька годин. Вміст озону в цьому стовпі на висотах 16...24 км зменшується на 15...20 % через 2 години, а потім озон поступово відтворюється. Хмара викидів в атмосфері після одного тижня досягає розмірів декілька сот кілометрів. Максимальне руйнування озону в хмарі відбувається на висотах 24...30 км приблизно через 24 доби після проходження РН. Одночасно в тропосфері і іоносфері відбувається відтворення озону. З урахуванням комплексного позитивного ефекту загальний вміст озону у районі пуску РН “Енергія” (в межах вертикального стовпа діаметром 550 км) знижується через 24 доби на 1,7 %, або у масовому відношенні на 27 тис. т. В табл. 3.3-3.4 наведені дані руйнування озонового шару.
Таблиця 3.3
Діаметр зони руйнування озону при реакції з СО на різних висотах
| Ракета-носій | Висота, км | |||
| 20 | 30 | 40 | 50 | |
| Аріон-4 | 0,9 | 1,0 | 2,6 | 9,2 |
| Протон | 1,2 | 1,4 | 3,5/2,7 | 9,7 |
| Атлас | 1,5 | 1,7 | 4,3 | 15,3 |
| Титан | 4,6 | 5,4 | 13,5/1,7 | 6,0 |
| Спейс-Шаттл | 3,6 | 4,3 | 10,7 | 0 |
| Енергія | 3,2 | 3,8 | 9,5 | 0 |
| Дельта | 2,9/1,8 | 1,3 | 3,2/0,8 | 2,8 |
| Скаут | 1,2/0,9 | 1,0 | 2,5/1,2 | 4,3 |
Таблиця3.4
Розмір (Г) зони локального руйнування озону в результаті фотодисоціації 
для різних РН і час (t) її досягнення
| Ракета-носій | Висота, км | ||||||
| 40 | 50 | ||||||
| Г, км | t, год | Г, км | t, год | ||||
| Енергія | 5,6 | 2,5 | 34,0 | 9,0 | |||
| Аріон-4 | 1,3 | 0,8 | 10,0 | 3,7 | |||
| Атлас | 0,77 | 0,5 | 5,0 | 2,4 | |||
| Протон | 0,24 | 0,22 | 1,8 | 1,0 | |||
| Дельта | 0,19 | 0,17 | 1,5 | 0,83 | |||
3.4 Вплив пусків ракетоносіїв на іоносферу
При польоті в іоносфері основний продукт згоряння важких РН, що працюють на киснево-водневому паливі, - вода. Враховуючи відсутність води на великих висотах, сам факт її появи в іоносфері є
фактором забруднення природного середовища, що становить потенційну небезпеку порушення природної рівноваги.
На висотах 70...90 км, де найбільш низька температура, молекули води швидко перетворюються у кришталики льоду. На ще більших висотах в іоносфері спостерігається взаємодія водяного пару з іоносферною плазмою. В результаті утворюються зони з пониженою щільністю електронів, які змінюють характер розповсюдження радіохвиль різних частот, що призводить до порушення зв'язку тощо. Спостерігається також аномальне світіння.
Часто ефекти, пов'язані з впливом пусків РН на іоносферу, називають іоносферними "дірками״. Вперше утворення іоносферних дірок було зафіксовано у 1973 році при виведенні на навколоземну орбіту американської станції Scylab, за допомогою РН ”Сатурн-5”, двигуни якої працювали включно до висот 300 – 500 км. На цих висотах іонізація іоносфери максимальна.
В місті проходження РН концентрація електронів зменшилась більш ніж у 2 рази, а площа дірки досягла 1 млн. км кв.
Питання, пов'язані зі зниженням антропогенного впливу на іоносферу, знаходяться на стадії дослідження утворення іоносферних “дірок״. Жодних методів зниження техногенного впливу поки що не розроблено.
3.5 Космічне сміття
Кожний запуск КА в космічний простір супроводжується утворенням на орбітах декількох десятків елементів конструкції, що відділяються від супутників і ракет-носіїв. За роки космічної ери на навколоземних орбітах було зареєстровано більш ніж 20 тис космічних об'єктів штучного походження розміром близько 10 см. Служба нагляду за космосом США на початок 1992 року вела стеження за 7200 об'єктами штучного походження (ОШП). З них тільки 5 % є функціонуючими ШСЗ, 23 % відпрацьовані ШСЗ, 10 % відпрацьовані ступені РН. Решта 63 % фрагментарні залишки РКС. В числі 7200 об'єктів 58 супутників (діючих і непрацездатних) мають на борту в енергетичних установках радіоактивні речовини масою більш ніж одна тонна.
Екстраполяція за допомогою математичних моделей показує, що число фрагментів розміром 40 мм становить понад 18 тис.
Крім того, накопичилося 50...70 тис. часток розміром 1...2 см. Кількість ще дрібніших частинок оцінюється десятками мільйонів.
Основна небезпека космічного сміття пов'язана з космічними швидкостями зіткнення орбітальних фрагментів з КА. Наприклад, частинка діаметром 0,5 мм може пробити космічний скафандр. Найбільша їх концентрація в діапазоні висот 300...1600 км.
В найближчий час видалення фрагментів космічного сміття уявляється проблематичним і потребує економічних витрат і подальшої роботи в цьому напрямку.
3.6 Дистанційний агро моніторинг
3.6.1 Мета сучасної системи агромоніторингу
Сучасна система моніторингу сільськогосподарських об'єктів має остаточну мету - визначення стану посівів сільськогосподарських культур (для прийняття рішень щодо управління продукційними процесами), прогнозу їх урожайності та визначення угідь і ґрунтів.
3.6.2 Недоліки існуючої системи збору інформації
Методи оцінки продуктивності й моделі прогнозування врожайності, розроблені в УкрДНДПТІ "Агроресурси", базуються на наземній агрометеорологічній та агробіологічній інформаціях, які збирають у певні фази вегетації рослин. Надходження такої інформації забезпечує мережа агро-метеостанцій Держкомгідромету, системи пунктів сигналізації та прогнозу поширення шкідників, хвороб і бур'янів, системи карантину, сортовипробувань, станцій захисту рослин. Моніторинг ґрунтів складається з періодичних обстежень ґрунтового покриву та угідь і оновлення на їх основі карт ґрунтів та землекористування. Ці роботи виконують в Інституті Укрземпроект та його обласних філіях.
Таким чином, існуюча система збору інформації є досить громіздкою. Вона не завжди забезпечує оперативність отримання інформації (наприклад, характеристик стану ґрунтів). У виробничому режимі можливе одержання результатів спостережень лише в окремих точках на невеликій кількості ділянок метеостанцій, станцій захисту рослин та ін. Тобто, наявна мережа наземних спостережень не може забезпечити адекватною інформацією для завдань прогнозування на великих площах різних територіально-адміністративних рівнів. Це вносить значну похибку при прогнозуванні за рахунок вирівнювання просторових неоднорідностей у розподіленні параметрів.
При використанні дистанційних методів інформаційна база для оцінки продуктивності та прогнозу врожайності може бути значно розширена. Про це свідчить сучасний досвід США (експеримент LАКІЕ, програма LАМР та ін.), Франції (АСТІОN IV), Великій Британії.
3.6.3 Принципові можливості дистанційних методів агромоніторингу
Для вирішення згаданих завдань найважливіші такі принципові можливості дистанційних методів:
проведення регулярного оперативного контролю за станом об'єктів;
одержання просторово визначених характеристик посівів і ґрунтів з різною просторово-часовою роздільною здатністю;
одночасність прямого виміру важливих агрофізичних параметрів;
одержання послідовного ряду зйомок для виявлення сезонних та довгострокових змін;
визначення змін, необхідних для програм регулювання при оновленні інформації про стан місцевості;
порівняно невисокі витрати на моніторинг;
включення зйомок у систему сучасного моніторингу;
одержання значень таких параметрів посівів, наземні виміри яких у виробничих умовах, як правило, не проводять через велику трудомісткість контактних методів (наприклад, фітомаси).
Сучасний стан розвитку дистанційних досліджень дає змогу встановлювати певний перелік показників, необхідних для моделювання прогнозу врожайності в різні фази вегетації.
Раціональне поєднання даних, одержаних дистанційними засобами спостереження, враховуючи їх можливості, і даних наземних метеорологічних та агробіологічних спостережень дасть змогу підвищити рівень інформаційного забезпечення прогнозування стану та врожайності сільськогосподарських культур.