ЭКОЛОГИЧНЫЕ АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОЕКТЫ: ИСТОРИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ

© С.В.Кричевский
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Симпозиум
2017 г.

Введение. Исследования истории, анализ, прогноз развития экологичных технологий, проектов - новое актуальное направление, по которому работает автор в ИИЕТ РАН. Кратко изложим некоторые результаты.

В 2017-м году – в Год экологии в России и в связи с новой Стратегией экобезопасности РФ [1], где сказано о переходе к экологически чистым технологиям, обсуждение данной темы актуально для науки, образования и практики в контексте безопасности, устойчивого развития, сохранения окружающей среды (ОС).

В мире в 2006-2010 гг. зарегистрировано ~ 6000 патентов на «зелёные» технологии (по: [2, С.15]), но не известно, сколько патентов экологичных аэрокосмических технологий (в 1-м приближении ~ 100, - оценка автора). Общее количество патентов в мире > 70 млн (по: [3, С.35]), но не известно, сколько экологичных. Ситуация осложняется отсутствием устоявшейся терминологии и критериев оценки экологичности («чистоты», «зелёности») технологий и проектов (аэрокосмических и других), их быстро растущим количеством. Разработана методика анализа экологичности технологий [4,5], исследуются конкретные технологии и проекты.

1. Основные понятия и определения. Аэрокосмические технологии и проекты – непосредственно связанные с аэрокосмической техникой и деятельностью в аэрокосмическом пространстве – в атмосфере Земли и космосе. Экологичные технологии и проекты – соответствующие экологическим нормам или опережающие их, не оказывающие вредного воздействия на ОС, жизнь и здоровье людей или оказывающие меньшее негативное воздействие по сравнению с другими технологиями и проектами. К ним относятся чистые, «зелёные» технологии, а также наилучшие доступные технологии (НДТ), но с учетом особенностей НДТ. Существует сложная коллизия между унаследованными «грязными» («чёрными») и др. технологиями, НДТ и чистыми, «зелёными» технологиями [4-6].

2. Персоналии, их идеи и проекты (примеры). Выделим и приведем 8 важных примеров за ~100 лет (XX-XXI вв.), охватывающих различные аспекты экологичности в сфере аэрокосмической деятельности:

1. Ф.А. Цандер (1987-1933), ученый, инженер-конструктор, изобретатель, Россия / СССР (в этом году 130 лет со дня его рождения). В 1909 г. предложил идею сжигания в полете в качестве топлива элементов конструкции летательного аппарата (ЛА), ставших ненужными. Разработал проект межпланетного корабля с этой технологией, сделал описание, заявку на изобретение (1923-1924) [7]. Проект не реализован. Имеет особенности: возможно загрязнение ОС при сжигании металлов и т.п. (см.: [8, С.80]).

2. Г. Поточник (Г. Ноордунг), (1892-1929), инженер, Австрия. «Колесо жизни» - орбитальная станция с искусственной гравитацией, жилой модуль - вращающийся тороид (1928) [9]. Проект не реализован.

3. В.П. Бурдаков (1934-2014) и другие, Россия. Нанотопливо – топливо для перспективных ракетных двигателей (в топливных микрокапсулах, затем - в топливных микрогранулах). Предложено в 1995 г. Запатентовано в России в 1999 г. Проект не реализован [10].

4. Ю.Л. Кузнецов (род. в 1951 г.) и другие, Россия. Многоразовый крылатый ускоритель 1-й ступени ракеты-носителя (РН), (1994). Патент России (1999) [11]. Проект «Байкал» не реализован.

5. В.С. Леонов (род. в 1949 г.), Россия. Квантовый двигатель для космического корабля. Предложен в 1996 г. Патент России (2001) [12]. Проект не реализован.

6. В.С. Кузнецов (род. в 1937 г.), А.Г. Мунин (род. в 1927 г.), В.Ф. Самохин (род. в 1947 г.), Россия. Проект «Зелёный» самолет», активное подавление шума (2009) [13]. Проект не реализован.

7. А. Боршберг (род. в 1952 г.), инженер и Б. Пиккар (род. в 1958 г.), аэронавт, Швейцария. Электрический самолет Solar Impulse на солнечных батареях (2009), 1-й полет (2009), кругосветный перелет (2015-2016) [14].

8. И. Маск (род. в 1971 г.), бизнесмен, корпорация SpaceX, США. Многоразовая возвращаемая 1-я ступень РН Falcon 9. 1-я успешная посадка ступени (2015), 1-е и успешное повторное применение (2017) [15].

Данные примеры показывают ключевую роль ученых, изобретателей, практиков в создании и внедрении экологичных технологий и проектов, важный вклад и потенциал нашей страны. Однако большинство этих выдающихся идей, технологий и проектов (6 из 8, т.е. 75%) еще не внедрены в практику.

3. Новые и перспективные экологичные аэрокосмические технологии и проекты (примеры): 1) Новые ракетные технологии: новое топливо («зелёное», нетоксичное, нанотопливо и др.), новые двигатели (лазерные, плазменные и др.) и РН, многоразовые возвращаемые ступени, одноступенчатые РН и т.д.; 2) Технологии минимизации, переработки отходов, «мусора», очистки ОС от них; 3) Нереактивные, неракетные технологии полетов, перемещения в космосе на новых физических принципах, в перспективе – на основе гравитационных, квантовых и др. эффектов; 4) Электрические самолеты и дирижабли; 5) Бесшумные (вне и внутри) ЛА; 6) «Безотходные» ЛА в атмосфере и космосе; 7) Чистый полный жизненный цикл аэрокосмической техники и деятельности; 8) Принципиально новые технологии обеспечения жизнедеятельности и безопасности людей в космосе; 9) Космический лифт Земля – Луна, тросовые системы и др.; 10) Солнечные космические электростанции; 11) Мега-проекты управления переходом аэрокосмической отрасли к НДТ, чистым, «зелёным» технологиям (пример: Сleane Space Initiative - Инициатива Чистый Космос в ESA (ЕС) с 2013 г.).

Заключение. Есть большой потенциал экологизации техники, деятельности, разработано множество экологичных технологий, проектов, готовых для реализации, но процессом перехода к ним надо управлять.

Литература

1. Указ Президента РФ от 19 апреля 2017 г. № 176 «О Стратегии экологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года».

2. Пахомова Н.В., Рихтер К.К., Малышков Г.Б. Структурные преобразования в условиях формирования «зеленой» экономики: вызовы для российского государства и бизнеса // Проблемы современной экономики. 2012. № 3. С.7-15.

3. Дыков М.А., Кравец А.Г., Коробкин Д.М. и др. Автоматизированная система принятия решений при патентной экспертизе // Известия Волгоградского гос. технического университета. 2014. Вып. 20. № 6. С.35-41.

4. Кричевский С.В. «Зеленая» космонавтика для будущего человечества // Земля и Вселенная. 2014. № 6. C.34-42.

5. Кричевский С.В. Эволюция технологий, «зелёное» развитие и основания общей теории технологий // Философия и космология / Philosophy and Cosmology. 2015. Т.14. С.119-138.

6. Бегак М.В., Гусева Т.В. Проблемы проведения экологической реформы в России // Водное хозяйство. 2015. № 5. С.70-78.

7. Цандер Ф.А. Проблемы межпланетных полетов. М., 1988. 232 с.

8. Михайлов В.П. Ракетные и космические загрязнения: история происхождения. М., 1999. 238 с.

9. Ноордунг Г. Проблема путешествия в мировом пространстве / Сокр. пер. Б.М. Гинзбурга. Л., 1935. 96 с.

10. Бурдаков В.П. Моно? Нано! // Российский космос. 2010. №10. С.24-27.

11. Пат. 2148536 Российская Федерация, МПК B64G1/14. Многоразовый ускоритель первой ступени ракеты-носителя / Киселев А.И., Кузнецов Ю.Л., Медведев А.А. и др.; заявители и патентообладатели: ГКНТЦ им. М.В. Хруничева, ОАО НПО «Молния»; заявл. 26.10.1999 ; опубл. 10.05.2000. Бюл. №13. 17 с.

12. Пат. 2185526 Российская Федерация, МПК F03H5/00. Способ создания тяги в вакууме и полевой двигатель для космического корабля (варианты) / Леонов В.С.; заявители и патентообладатели: Леонов В.С., Пилкин В.Е.; заявл. 21.05.2001 ; опубл. 20.07.2002. Бюл. № 20. 31 с.

13. Кузнецов В., Мунин А., Самохин В. «Зеленый» самолет // Наука и жизнь. 2009. № 3. С.22-26.

14. Самолет на солнечной энергии Solar Impulse 2 завершил кругосветный перелет // Ведомости. 26.07.2016 г.

15. Сайт Корпорации SpaceX (США). [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.spacex.com/