Результаты исследования воздействия ракетно-космической техники на окружающую природную среду (объективные экологические проблемы космодрома).

По составу факторов воздействия на природную среду ракетная техника ничем не отличается от других транспортных средств и в первую очередь от авиационной. Дело в том, что авиационная и ракетная техника являются близкими родственниками. Как и самолет, ракета — это летательный аппарат тяжелее воздуха с двигателем внутреннего сгорания, использующий реактивный принцип перемещения в пространстве. В ближайшей перспективе произойдет слияние ракетной и авиационной техники в виде воздушно-космического самолета. Практические шаги в этом направлении уже делаются. В качестве примеров можно привести американские “Шаттл” и “Пегас”, российские “Буран” и МАКС. Т.о., подавляющее большинство обвинений в адрес ракетной техники автоматически распространяется в адрес авиационной.

В процессе эксплуатации как ракетной, так и авиационной техники происходит образование газообразных выбросов, происходят проливы топлив и образуются твердые отходы в виде отработавших элементов конструкции. Продукты сгорания жидкостных ракетных двигательных установок по химическому составу очень близки к авиационным двигателям, но в них практически отсутствует окислы серы и остатки несгоревшего топлива.

Отличия в воздействии на природную среду современных космических транспортных средств от авиационных заключены в том, что для доставки полезных грузов в космическое пространство используются одноразовые многоступенчатые баллистические ракеты в процессе полета которых происходит сброс отработавших элементов конструкции (ступеней, головных обтекателей и хвостовых отсеков), которые после полета по баллистической траектории совершают посадку в специально выделенных для этого районах падения отделяющихся частей.

С одноразовостью эксплуатируемых ракет космического назначения и связаны объективные экологические проблемы космодрома “Плесецк”. Однако, пуски ракет космического назначения со стартовых комплексов космодрома оказывают пренебрежимо мало воздействие на природную среду Архангельской области. Об этом свидетельствуют цифры, характеризующие количество загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду из различных техногенных источников, а также сравнение токсических свойств различных загрязняющих веществ.

Для газообразных выбросов завышенная оценка включает в себя всю массу продуктов сгорания, образующуюся на всем активном участке траектории полета ракеты, которая достигает протяженности до 25,3 тыс. км и заканчивается на высотах от 200 до 1500 км. Реальная оценка получена исходя из того, что воздействие на природную среду Архангельской области могут оказывать только те вещества, которые были выброшены в нижних слоях тропосферы, на высотах до 4…5 км. Кроме того, продукты сгорания ракетных топлив более чем на 70…80% состоят из паров воды, углекислого газа и азота, которые не учитываются при расчетах величины загрязняющих выбросов предприятий области и, соответственно, исключены при получении реальной оценки величины массы продуктов сгорания ракетных двигателей.

К жидким отходам космической деятельности относятся проливы компонентов топлива в местах падения отработавших ступеней ракет. Завышенная оценка включает в себя все остатки компонентов топлива, остающиеся в баках и магистралях после отделения отработавшей ступени от ракеты (за исключением жидкого кислорода, дренажируемого за борт из боковых блоков ракет типа Р-7А после их отделения).

Однако, величину остатков топлива, определенных на момент отделения ступени от ракеты-носителя, нельзя чисто механически отождествлять с величиной пролива в окружающую среду. В частности, при падении первых ступеней ракет-носителей “Космос-3М” и “Циклон-3” в момент соприкосновения с поверхностью Земли в результате механического разрушения корпуса происходит смешивание и самонейтрализация основной масс компонентов топлива, остававшихся в баках и магистралях ступени. Данные обследования мест падения этих ступеней показали, что загрязнение носит резко ограниченный, точечный характер. По результатам этих обследований определена реальная величина НДМГ, попадающая в окружающую среду в единичном пуске. Она колеблется от 15 грамм до 15…20 кг.

После падения боковых блоков ракет-носителей типа Р-7А (“Союз-У”, “Молния-М”) практически весь керосин остается в баке и магистралях и, как следствие, загрязнения природной среды районов падения не происходит. Однако, в ходе работ АО “ТрансРЭС” по “очистке” районов в результате разделки боковых блоков шнуровыми зарядами происходит распыление керосина, которое до этого было изолировано от окружающей природной среды.

При получении реальной оценки проливов компонентов топлива в природную среду, помимо выше перечисленного, также учитывалось, что при входе в атмосферу под действием сильного аэродинамического нагрева происходит разрушение второй ступени и находившееся в ней топливо сгорает и/или распыляется в верхней атмосфере.

В качестве твердых отходов, образующихся в ходе осуществления космической деятельности, выступают элементы конструкции отделяющихся частей ракет-носителей, которые изготовлены из нейтральных к природной среде материалов — алюминиевые и стальные сплавы. Завышенная оценка включает в себя все отделившиеся части ракет, а при получении реальной оценки исключены те отделившиеся части, которые полностью или частично сгорели при входе в плотные слои атмосферы и/или затонули в Мировом Океане.

Из этого следует, что доля космических ракет в общем промышленном загрязнении Архангельской области крайне мала, а с учетом наземных, водных и воздушных транспортных средств вклад космодрома в загрязнение природы становится незначительным.

Полномасштабные и комплексные исследования по установлению реальных размеров зон влияния космодрома на природную среду Архангельской области до настоящего времени не проводились. Имеющиеся данные позволяют оценить размеры этих зон для стартовых комплексов величиною не более 350...500 метров. Полученные оценочные значения размеров пристартовой зоны воздействия на природную среду хорошо согласуются с аналогичными оценками для американских космодромов — 0,8 км для “Спейс Шаттла”.

С пусками ракет теоретически могут быть связаны и выпадение кислотных дождей. Вероятность образования кислотных дождей и их масштабы зависят от количества кислотообразующих веществ в продуктах сгорания ракетных топлив. В настоящее время полномасштабные исследования по такого рода осадков с использованием большого количества измерительных приборов воздушного, наземного и морского базирования проводились только для “Спейс Шаттла”.

В приведенных оценках объем масс кислотообразующих веществ, выбрасываемых в атмосферу США американские экологи учитывали пуски только тяжелых космических летательных аппаратов, таких как “Спейс Шаттл” и “Титан-4”. Это вызвано тем, что в выхлопной струе ракетных двигателей этих транспорных космических средств содержится до 35 тонн кислотообразующих веществ (хлористый водород). В основном они выпадают в виде соляной кислоты непосредственно у стартового комплекса на площади 1…2 га. За пределами стартового комплекса выпадение хлористого водорода регистрировалось на удалении до 7…8 км, но эти осадки не относились к категории кислотных и не приводили к сколько-нибудь заметному изменению параметров окружающей среды.

По сравнению со “Спейс Шаттлом” ракеты космического назначения космодрома “Плесецк” не способны вызвать сколько-нибудь заметные кислотные осадки — величина кислотообразующих выбросов в нижнюю тропосферу не превышает 100 кг в одном пуске и в качестве кислотообразующего вещества выступают только окислы азота (ракеты космического назначения с двигателями на твердом топливе на космодроме пока не применяются).

Представляется очень актуальным и вывод, сделанный исследователями Космического центра им. Дж.Кеннеди. Было показано, что современные теоретические модели в 3…10 раз завышают масштабы загрязнения по сравнению с реально наблюдающимися значениями.

Необходимо особо выделить тот факт, что получение достоверных оценок степени влияния компонентов ракетного топлива на природную среду Архангельской области связан с решением следующих вопросов.

Первый из них связан с определением фоновых значений НДМГ, которое образуется естественным путем. Так, обследование мест падения фрагментов аварийной РКН “Союз-У” (пуск 20 июня 1996 года) показал наличие НДМГ в концентрациях 0,95 мг/кг в местах падения так называемых “сухих фрагментов”, т.е. фрагментов, которые не имели контактов с компонентами ракетного топлива. Установление уровня содержания природного НДМГ позволит, с одной стороны, развеять миф о “желтых детях”, а с другой стороны — разработать экологически безопасные методы рекультивации земель районов падения отделяющихся частей.

Вторым вопросом является получение сравнительных оценок степени токсичности компонентов ракетного топлива (в частности — НДМГ) по отношению к другим загрязняющим веществам. Удивительно, но до настоящего времени такие исследования еще не проводились.

Проведенный анализ опубликованных данных по характеристикам различных химических веществ позволяет сделать следующие предварительные выводы.

Степень экологической опасности НДМГ сильно преувеличена. На производстве и в быту человек вступает в непосредственный контакт в веществами, которые в сотни и в тысячи раз токсичнее, чем НДМГ. Согласно официальных данных региональных природоохранных органов в окружающую среду населенных пунктов Архангельской области ежегодно выбрасываются следующие вещества первого класса опасности, оказывающих негативное влияние на здоровье подавляющего большинства жителей Архангельской области.

Имеющиеся данные свидетельствую, что космическая деятельность на территории Архангельской области оказывает пренебрежимо малое воздействие на природную среду и население области как по масштабам этого воздействия, так и по степени токсичности используемых химических веществ. При этом, в отличии от других предприятий Архангельской области, все загрязняющие вещества попадают в окружающую среду вдали от населенных пунктов в строго ограниченных районах. Пострадать от космической деятельности могут только те жители области, которые сознательно, несмотря на все предупреждения, с целью наживы забираются внутрь упавших ступеней.

Минобороны экономят на экологии.

Архангельской области не удается выбить из военных деньги за ущерб окружающей среде при запусках ракет в Плесецке. Как заявил начальник экологической безопасности Минобороны РФ, пока деньги на экологические мероприятия выделяет Тыл ВС РФ. Создан перечень подлежащих финансированию объектов, куда вошел и Плесецк. Очистительные и природоохранные работы в Плесецке начнутся не ранее 2008 года. По словам Минобороны РФ, на ликвидацию экологических загрязнений в среднем уходит 5-7 лет, и стоит это не менее 5 млн. руб. в год. Если сравнивать с инвестициями, которые сегодня военные вкладывают в развитие Плесецка (около 3 млрд. руб. в год), планируемые расходы на экологические мероприятия ничтожны (менее 1%). Но даже их Минобороны выделяет с трудом.

Но есть надежда на изменение экологии Плесецка. Как сообщили в Минобороны РФ, космодром в будущем увеличит интенсивность запусков ракет и станет основной стартовой площадкой российских ракетоносителей. Это, конечно, потребует и плановых природоохранных мероприятий, в том числе затрат на утилизацию последствий от падения ступеней ракетоносителей на территорию Архангельской области. В Плесецке сейчас ведется строительство космического ракетного комплекса (КРК) "Ангара". Этот проект, связанный с запуском тяжелых ракет, предполагается сделать максимально экологически безопасным. Планируется использовать экологически чистые многоразовые кислородно-водородные разгонные блоки, способные возвращаться в район полигона без промежуточного приземления. А возврат отработанного ускорителя I ступени в район старта носителя позволит избежать засорения территории обломками.

Экологическая проблема: