В последние несколько лет запуски космических ракет вновь захватили людское воображение. Во многом благодаря невероятным кадрам, на которых новейшие многоразовые «Falcon 9» от «Space-X» и «NewShepard» от «Blue Origin» совершают немыслимые ранее мягкие посадки на разного рода поверхности, в том числе и океанские платформы. Запуски ракет регулярно транслируются в Интернете и набирают многие миллионы просмотров. В этой области исполняются даже откровенно цирковые номера, вроде отправленного в космос электромобиля с манекеном. Кстати, Илон Маск, которому принадлежит эта идея, заявил как-то, что надеется доставить миллион человек на Марс.
Это высокая цель, и чтобы достичь её, придётся запустить огромное количество ракет — намного больше, чем те 80-90 в год, что взлетают сейчас. Прикидывал ли кто-нибудь, как это повлияет на окружающую среду? Ведь ракеты, как кажется, сжигают много топлива. Этот процесс заметно отличается от того, что имеет место в наших автомобилях. Там горючее сгорает в двигателе, получившиеся газы толкают поршни, которые проворачивают вал, передающий вращение на колеса… А ракета пропускает все эти ненужные стадии — она движется на горящем топливе, выбрасывая раскалённые газы из сопла. Представляете, какой это расход?
До 95% массы ракеты-носителя на стартовом комплексе — это горючее. Может ли сжигание такого количества топлива навредить планете? Сколько углекислого газа выделяется при одном запуске? Ответ на последний вопрос можно получить с помощью простой математики. Давайте в качестве примера возьмем самую мощную из существующих ныне ракет — «Falcon Heavy», которая представляет собой связку из трёх «Falcon 9». Здесь в качестве горючего используются жидкий кислород и ракетное топливо RP-1, представляющее собой, по сути, очень хорошо очищенный керосин. Около 86% массы RP-1 — это углерод. «SpaceX» не публиковал в открытом доступе технические характеристики ракеты-носителя, но навскидку можно предположить, что полная загрузка баков «Falcon Heavy» составляет около 425 тонн RP-1. Это даёт около 365 тонн углерода. Соединяясь с кислородом, он образует углекислый газ. Удельная масса углерода в СО2 — 27%. Разделив 365 тонн на 0,27, мы получим искомое значение — 1352 тонны углекислого газа за один запуск ракеты.
Для сравнения — среднестатистический легковой автомобиль ежегодно выбрасывает в атмосферу 4.6 тонны углекислого газа. Получается, что один старт «Falcon Heavy» эквивалентен годовой эксплуатации 294 автомобилей. Не так уж и много, не правда ли? Это значит, что даже ежедневные запуски самой мощной ракеты, имеющейся в арсенале человечества, в сумме дают не больше углекислого газа, чем 110000 автомобилей за тот же период времени. Не нужно, наверное, говорить, что такое количество машин — это автопарк не самого крупного города. Всего на планете уже более миллиарда «железных коней», и поголовье это только увеличивается.
Гораздо более серьёзной угрозой для экологии выглядит не углекислый газ, а неполное сгорание ракетного топлива. Недогоревший RP-1 образует цепочки, состоящие из водорода и углерода. Это так называемый «черный углерод», который улавливает поступающую солнечную энергию. Задержавшись в стратосфере, это тепло ускоряет реакции и приводит к разрушению озонового слоя, о необходимости которого для защиты от ультрафиолетового излучения все мы многократно уведомлены. Помимо черного углерода, RP-1 производит окись и двуокись азота, которые крайне реактивны и тоже разрушают озон.
Однако давайте не будем по этому поводу оголтело бросаться брёвнами в Илона Маска. Тут важно знать, что загрязнители, остающиеся от других видов топлива, чаще всего гораздо убийственнее для озона. Так, например, горючее на основе хлора, использовавшееся в твердотопливных ускорителях шаттлов, «выжигало» его на огромной площади. Также оно оставляло после себя больше оксида алюминия. Хотя с ним как раз не всё так однозначно — это вещество способно как отражать излучение обратно в космос, так и задерживать тепло, поднимающееся с поверхности планеты. Уровень его опасности для климата до сих пор не ясен.
И ровно то же самое можно, наверное, сказать о поднятой сегодня теме в целом. Никто пока точно не знает, какое влияние на планету окажут гораздо более частые запуски ракет в космос. Непосредственные производители этой техники хранят имеющуюся у них информацию в секрете, а то, что известно общественности, зиждется всего лишь на лабораторных экспериментах, компьютерных симуляциях и данных, полученных около 20 лет назад в результате пролётов специально оборудованных самолётов сквозь шлейфы ракетных запусков. Кому-то может показаться, что мы запускаем слишком мало ракет, чтобы беспокоиться о загрязнении окружающей среды, но точно также мы относились и к космическому мусору, который сегодня стал очень серьезной проблемой. В любом случае, дополнительные исследования в этой области и гораздо более внушительный объём данных лишними явно не будут.
