Приложение

 

Магнитосфера Земли

Рис. 1. Общая схема магнитосферы Земли

1 — ядро Земли, 2 — ионосфера, 3 — плазменный слой, 4 — кольцевой ток, 5 — полярные щели (каспы), 6 — плазмосфера, 7 — граница магнитосферы (магнитопауза), 8 — переходный слой, 9 — солнечный ветер, 10 — хвост магнитосферы, 11 — линия между магнитными полюсами, 12 — линия Солнце-Земля; закрашены области каспов и кольцевых токов.

Примечание. Непрерывное воздействие солнечного ветра на магнитное поле Земли (со скоростью от 400 до 700 км/с) образует фронт ударной волны, за которой и образуется полость — магнитосфера. Со стороны Солнца граница магнитосферы простирается на 7-10 земных радиусов от поверхности Земли. С ночной стороны, отбрасываемые солнечным ветром силовые линии геомагнитного поля образуют шлейф (хвост), простирающийся далеко за орбиту Луны. Магнитосфера заполнена разреженным ионизированным газом. Нижняя часть плазмосферы Земли переходит в ионосферу. Небольшое количество плазмы солнечного ветра, протекающее в полярные щели, в магнитосфере образует пояса радиации, поскольку частицы ускорены до энергии космических лучей. Несмотря на запирающие свойства магнитосферы под воздействием солнечного ветра она генерирует электромагнитные излучения низкой и инфранизкой частоты. Так, излучения в инфранизкой частоте (f < 5 Гц) могут регистрироваться на поверхности Земли.


Нижний геокосмос

Рис. 2. Общая схема строения нижнего геокосмоса


Виды техновоздействий

Рис. 3. Основные виды техновоздействий на геокосмос


Характер распространения

Рис. 4. Характер распространения верхней кромки радиоактивного облака
при атмосферных взрывах ядерных зарядов разной мощности

Примечание. Обращает на себя внимание то, что мощность взрыва больше 1 мгт уже воздействует на нижние слои высокой концентрации озона. Взрывы же мощностью более 5 мгт накрывают по существу всю озоносферу. Взрывы на высоте более сотни километров имеют геомагнитный эффект, вызывают мощный глобальный электромагнитный импульс и магнитный эффект малой амплитуды, фиксируемый магнитометрами без запаздывания. Эффект локальной геомагнитной бури легко фиксируется геофизическими станциями. Для ядерных взрывов на больших высотах первая фаза геомагнитного возмущения обычно связывается с переносом по магнитному меридиану волны Альвена, которая генерируется при деформации силовых линий очагом ионизации гамма-вспышкой в момент взрыва. По теоретической модели Ю.Н. Савченко (1976) на больших расстояниях взрыв с энергией 1019 эрг порождает магнитное возмущение порядка 10-2 гамм на протяжении нескольких минут. Реакция магнитосферы на мощные тропосферные взрывы идет с запаздыванием на время подъема раскаленного шара на геоэффективную высоту.


Разнообразие орбит и характер их использования

Рис. 5. Разнообразие орбит и характер их использования


Убыль общего содержания озона (ОСО)

Рис. 6. Убыль общего содержания озона (ОСО) [по: Данилов А.Д., Кароль И.Л., Атмосферный озон — сенсация и реальность, Л., Гидрометеоиздат, 1991] и динамика пусков пилотируемых крупнотоннажных космических аппаратов

Примечание. Следует отметить, что многочисленные события военного характера в первой половине XX-го века не сказывались ощутимо на озоносфере. Однако, обостренная гонка супервооружений
"в борьбе за мир" к началу 60-х годов начала модифицировать равновесные процессы озонопроизводства в стратосфере. При этом следует отметить два основных фактора воздействия на геокосмос:

а) За годы максимального числа высотных взрывов (как раз переломные для начала убыли ОСО в 1960-1962 гг.) в геокосмосе было сгенерировано до 2000 кт NOX, естественная доза производства NOX составляет 1600 кт/год [Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон — сенсация и реальность.].

б) Только с помощью 34 стартов "Спейс Шаттл" (за 1982-1990 гг.)
в геокосмос было выброшено 34170 т химических веществ, из них: 6358 т — хлора и хлористого водорода; 238 т — окиси азота; 12852 т — окислов углерода; 8704 т — воды и водорода; 6018 т — окислов алюминия.

При изучении спутниковой блокировки инфракрасного излучения была найдена нижняя оценка — количество спутников на низких орбитах. Эта оценка утверждает, что блокировка теплового излучения Земли произойдет при наличии 50 тыс. спутников.


Состав космического мусора ракетного происхождения

Рис. 7. Состав космического мусора ракетного происхождения

Примечание. Число фрагментов на околоземных орбитах множится по двум основным сценариям: естественное столкновение и дробление материала на более мелкие части (в перспективе до пылевых частиц) и дальнейшая доставка материала на орбиту. Дело в том, что участившиеся отказы близких и далеких спутников (по эллиптическим орбитам) приводят к необходимости новых пусков, в связи с непредвиденными потерями информации от космических аппаратов. Так запущен некий автоколебательный процесс по созданию мусоросферы. Необходимость в получении информации "из космоса" становится одновременно и необходимостью создания космомусора. Сейчас число фрагментов растет ежегодно на 5%, а мелких осколков на 8-9% [Мозжорин Ю.А., Чекалин С.В., Гафаров А.А. В космосе становится тесно. — М.: Энергия, 1990, № 8. — С. 25-29.]. Ожидалось, что при прочих равных условиях к 2020 г. станция "МИР", если бы она к тому времени еще находилась на орбите, сталкивалась бы с технометеором размером в 1 см раз в 2 года. И это на низких орбитах, не максимальных по количеству мусора.


Состав космического мусора ракетного происхождения

Рис. 8. Распределение количества ракетных пилотируемых пусков (n = 132) и метеокатастроф (n = 68) по годам (1961-1990 гг.).
(Данные по метеокатастрофам из Беру Г.А., Глобальное потепление и страховые операции, Природа и ресурсы, ЮНЕСКО, 27, No 3-4 (1991), 73-82)

Примечание. Обращает на себя внимание некоторое опережение (в среднем на год) числа ракетных пусков от всплесков числа метеокатастроф, т. е. вплоть до 1980 года отмечалась климатическая постоянная времени реагирования на техногенное возмущение верхнего полупространства. Высокий уровень количества пилотируемых аппаратов и исследовательских запусков гражданского и военно-прикладного значения (СОИ) в начале 80-х годов привел к сокращению времени реагирования климатической машины. Появились вынужденные крупные всплески метеокатастроф в 1984 и 1987 гг. В плане более детальной проработки вопроса вскрываемых связей важно иметь данные о суммарной энергоемкости всех ракетных пусков и их вещественной производительности. Кроме того необходимо провести анализ геофизических обстановок для суток запусков с учетом гелиоактивности.


Состав космического мусора ракетного происхождения

Рис. 9. Гелиофизическая (W) и геомагнитная (аа) обстановки в годы активности пусков пилотируемых космических аппаратов
(n — число пусков)

Примечание. Трудно считать, что наблюдаемая коррелированность числа пилотируемых пусков с острыми геогелиофизическими обстановками является случайной. Достаточно взглянуть на временной ряд
с числом пусков n > 5 в год, чтобы убедиться в продуманности общей канвы космических исследований. Годы: 1962, 65, 66, 69, 73, 75, 78, 80-85, 89 приходятся либо на годы солнечной активности, либо на период геомагнитных возмущений, либо на высокие значения среднего модуля напряженности межпланетного магнитного поля, либо на высокую скорость солнечного ветра. Например, 1969 год (число пусков n = 9, плюс несколько сотен экспериментальных, метеорологических, военно-прикладных, исследовательских) пришелся на максимум пятнообразования в 20-м солнечном цикле; 75-й год попадает на год затухания высоких скоростей солнечных потоков; годы 80-85 пришлись на максимум активности Солнца, геомагнитных бурь, скоростей солнечного ветра и средних модулей напряженности межпланетного магнитного поля. Дело медицинской службы — средства защиты космонавтов на орбитах. Но есть и другой аспект техники безопасности. В период активизации солнечно-земных взаимосвязей максимизируется и энерго-информационный переток в целом по Солнечной системе и столь массированное вмешательство в процессы геокосмоса ракетной проработкой не остается без огромных последствий для будущего.


Широтное распределение озона и техногенно-природные источники метана

Рис. 10. Широтное распределение озона и техногенно-природные источники метана:

1. 

самопроизвольное "всплывание" CH4 к стратосфере (с периодом жизни метана 7-11 лет);

2. 

высоконапорные переохлажденные струи воды и метана в арктическом регионе (прорыв газогидратных панцирей и детонация газогидратов);

3. 

выброс метана и других углеводородов в ионосферу с помощью ракет.

Примечание. Характерно, что производство антропогенного метана достигает 210 мгт/год, а природный режим поступления CH4 составляет — 850 мгт/год, т. е. техногенный приток составляет 24,7% от его суммарной ежегодной дозы. Надо подчеркнуть также, что полярные высоконапорные струи пронзают зону максимальной концентрации озона.


Влияние человека на регистрацию магнитного поля в

Рис. 11. Влияние человека на регистрацию магнитного поля в "пятне воздействия"