Элоиза Марэ, доцент кафедры физической географии Лондонского университета, обращает внимание на перспективы туристическо-космической отрасли, обещающей стать крупнейшим загрязнителем воздушной атмосферы. Источник: The Conversation.
Коммерческая гонка за привлечение туристов в космос разгорается между основателем Virgin Group Ричардом Брэнсоном и экс-главой Amazon Джеффом Безосом. 11 июля Брэнсон совершил полет на 80 км, достигнув границы космоса на своем пилотируемом космическом самолете Virgin Galactic VSS Unity. Автономная ракета Безоса Blue Origin должна быть запущена 20 июля, что увязано с годовщиной лунной высадки Аполлона-11.
Хотя Безос уже проиграл Брэнсону по срокам, он намерен подняться на большую высоту (около 120 км). Запуск Blue Origin продемонстрирует предложение Безоса особенно богатым туристам: возможность по-настоящему побывать в космосе. В обоих турпакетах пассажирам предоставлят короткую десятиминутную забаву в невесомости и возможность взглянуть на Землю из космоса. Догоняя конкурентов SpaceX Илона Маска обещает обеспечить от четырех до пяти дней орбитального туристического путешествия в капсуле Crew Dragon – тоже в 2021-м, но чуть позже.
Каковы вероятные экологические последствия индустрии космического туризма? Безос хвастает, что его ракеты Blue Origin более экологичны, чем VSS Unity Брэнсона. Ракетный двигатель Blue Engine 3 (BE-3) поднимет Безоса, его брата и двух гостей в космос, используя жидкий водород и жидкое кислородное топливо. В VSS Unity использовалось гибридное топливо, состоящее из твердотопливного углеродного компонента, полибутадиена с концевыми гидроксильными группами (HTPB) и закиси азота (веселящий газ). Серия многоразовых ракет SpaceX Falcon выведет Crew Dragon на орбиту с использованием жидкого керосина и жидкого кислорода.
Сжигание этого топлива не только обеспечивает энергию, необходимую для запуска ракет в космос, но также генерирует парниковые газы и загрязнители воздуха. При сжигании топлива BE-3 образуется большое количество водяного пара, а при сжигании топлива VSS Unity и Falcon образуются углекислый газ, сажа и некоторое количество водяного пара. Окислитель на основе азота, используемый VSS Unity, помимо прочего генерирует оксиды азота – соединения, которые способствуют загрязнению нижних слоев атмосферы.
Примерно две трети выхлопных газов при полетах космических ракет выбрасывается в стратосферу (12–50 км) и мезосферу (50–85 км), где они сохраняются как минимум два-три года. Огромные температуры во время запуска и возвращения в атмосферу (когда сгорают защитные тепловые экраны возвращающихся кораблей) также превращают стабильный азот воздуха в реактивные оксиды азота.
Эти газы и частицы оказывают множество негативных воздействий на атмосферу. В стратосфере оксиды азота и химические вещества, образующиеся при разложении водяного пара, превращают озон в кислород, разрушая озоновый слой – защитник жизни на Земле от вредного ультрафиолетового излучения. Водяной пар также создает стратосферные облака, обеспечивающие плотную среду для того, из-за чего реакция разрушения озона происходит более быстрыми темпами.
Космический туризм и изменение климата
Выбросы CO₂ и сажи в выхлопных газах задерживают тепло в атмосфере, способствуя глобальному потеплению. Также может происходить охлаждение атмосферы, поскольку облака из выброшенного ракетами водяного пара отражают поступающий солнечный свет обратно в космос. По мере истощения озоновый слой будет поглощать меньше поступающего солнечного света и, таким образом, меньше согревать стратосферу.
Выявление общего воздействия запусков ракет на атмосферу потребует детального моделирования, чтобы учесть эти сложные процессы и стойкость этих загрязнителей в верхних слоях атмосферы. Не менее важно четкое понимание того, как будет развиваться индустрия космического туризма.
Virgin Galactic ожидает, что ежегодно будет предлагать 400 полетов в космос тем немногим избранным, кто может себе это позволить. Blue Origin и SpaceX еще не объявили о своих планах. Но в глобальном масштабе количество запусков ракет не должно значительно вырасти по сравнению с нынешними 100 запусками, выполняющимися ежегодно, чтобы вызвать вредные эффекты, не уступающие другим источникам вроде озоноразрушающих хлорфторуглеродов и CO₂ от самолетов.
Во время запуска ракеты могут выделять в 4-10 раз больше оксидов азота, чем это делает за аналогичный период Drax – крупнейшая тепловая электростанция в Великобритании. Выбросы CO₂ на четырех космических туристов будут в 50–100 раз выше, чем от одной до трех тонн на пассажира при дальнемагистральном перелете.
Чтобы международные регулирующие органы могли идти в ногу с этой зарождающейся отраслью и должным образом контролировать ее загрязнение, ученым необходимо лучше понимать влияние этих космонавтов-миллиардеров на атмосферу нашей планеты.