Space. It seems to go on and on forever. But then you get to the end and a gorilla starts throwing barrels at you. (Philip J.Fry 31 december 1999 year. Futurama)
Знаменитая фраза, мультипликационного персонажа из «Футурамы», Фрая, как нельзя кстати подходит к нашей статье, вот только добравшись «до края» мы видим не гориллу, а изменения в климате, которые провоцируют полеты в космос.
Влияние РКД на изменение климата.
Как известно «ничто не проходит бесследно» и ракетно-космическая деятельность не исключение. При запуске ракет в космос происходит несколько негативных процессов, а именно:
- Образование озоновых дыр
- Образование дождевых облаков
Чем же так опасны эти процессы?
Мы будем рассматривать их влияние на примере космодрома «Байконур».
Байконур — это крупнейший космодром бывшего Советского Союза. На данный момент не входящий в состав РФ, т.к находится на территории Казахстана, но посредством политических соглашений, Россия пользуется им в полной мере.
Казахстан, страна которая по большей части находится в зоне резко континентального климата, с преобладанием аридных территорий (лесостепи, степи, пустыни). И тут мы натыкаемся на первую проблему, образование дождевых облаков.
По средством эксперимента было замечено, что после запуска ракетоносителя на орбиту Земли, летний, ясный денек превращался в пасмурный, дождливый день. Почему так происходит? Дело в том, что при запуске ракет происходит конденсация водяного пара, который образует те самые кучевые облака. «Стягивание» влаги с дальних территорий приводит к недостаточному увлажнению там, где оно должно быть и переносит влагу туда, где ее не должно быть. Таким образом изменяется не только микроклимат определенной территории, но макроклиматические условия.
Озоновые дыры образуются примерно тем же путем. Высокая скорость приводит к «разрыву» атмосферного натяжения, в области где происходит запуск резко снижается концентрация озона О3. Снижение плотности озонового слоя, ведет к довольно продолжительным негативным последствиям. Повышается радиационное влияние солнца на поверхность земли и в том числе на людей. Опять же, изменение микроклиматических условий. Но это лишь вершина айсберга, далее мы рассмотрим влияние сжигаемого топлива и сброшенных ступеней.
Что горит, а что потом летает.
Известно, что наибольшее количество сжигаемого топлива, при запуске ракетоносителя, приходится на этап прохождения плотных слоев атмосферы (40-50 км). При этом затрачивается 500-600 тонн топлива, 200 из которых — гептил. Также не маловажным является радиус падения отделившихся ступеней и продуктов сгораемого топлива будет, примерно 100 км. На практике цифры совершенно иные. Радиус отклонения падения горящих остатков составляет 80-90 км. А зона экологического бедствия, по экспертным оценкам, составляет 77,09 млн га.
Примечательно то, что человечество не стоит на месте и уже сейчас практикуется ( и довольно успешно) возврат ступени ракеты обратно на платформу, компанией SpaceX в лице Илона Маска.
Нормативно-правовая основа.
Основной проблемой хоть какой-то фиксации или расчета негативного воздействия является то, что не существует конкретных нормативных документов для расчета ОВОС РКД.
Существует «Временная инструкция по осуществлению государственного контроля за охраной окружающей среды от загрязнения несимметричным диметилгидразином». Т.е в методике представлена стоимостная оценка ландшафта, содержание НГМД (несимметричный диметилгидразин) в окружающей среде и коэффициенты ущерба, т.е определяется, какая часть интегральной «цены» будет утрачена в результате загрязнения территории, что по сути поможет решить проблему «экологического районирования» территории республики в балльном стоимостном отношении.
При выбросе продуктов сгорания в атмосферу выделяются вещества всех классов опасности. К первому классу опасности относятся — НДМГ, ниторозодиметиламин, формальдегид. Ко второму — окислы азота, азотный тетраоксид. Эти вещества имеют мутагенные, канцерогенные эффекты воздействия на биологические объекты.
Накапливаясь в растительности, они попадают в пищу рогатому скоту, а далее к человеку. Также, азотосодержащие окислы, взаимодействуют с щелочами в почве и образуются нитриты и нитраты. Перенасыщенные ими почвы могут служить причиной загрязнения поверхностных и глубинных вод.
На данный момент не существует эффективной методики очищения почв от гептила и керосина. Они способны сохранятся в почве — гептил 34 года, керосин 5 лет. На территории Карсакпайского сельского округа на месте упавших ступеней из 70 проб в 17 округах был обнаружен гептил в концентрациях, превышающих ПДК в 5000 раз! По данным мониторинга в 2003 году, в результате запуска 14 ракетоносителей «Протонов» пролито на грунт 10,5 т гептила и 2 т окислителя, запуск 13 «Союзов» повлек розлив 14 т керосина. Запуск двух ракет «Зенит» привел к сбросу в атмосферу с высоты 20 км 4 тонн керосина. За период работы космодрома 1957-2003 годы объем распыленного гептила составляет около 2 тысяч тонн (материалы «Роскосмоса»).
Прежде всего стоит понимать, чтобы получить полную картину состояния окружающей среды, необходимо проведение всесторонних химико-биологических, почвоведческих и санитарно-гигиенических исследований, создание базы данных по динамике химических превращений загрязняющих выбросов, обусловленных штатной эксплуатацией ракетно-космического комплекса.
Важным шагом для космической отрасли будет замена гептила, как основного компонента ракетного топлива, на керосин или другое углеводородное горючее. Инженерами Военного инженерно-космического университета им. А.Ф.Можайского был разработан метод уничтожения невыработанных остатков жидких компонентов ракетного топлива в отработанных ступенях. Внедрение данного метода позволит снизить выбросы этих токсичных компонентов с сотен до десятков килограммов. Это значительно улучшит экологическую обстановку в регионе, где осуществляются запуски ракет.
Космос нам необходим. Элементарно, развитие человечества просто невозможно представить без покорения космоса, но не такой ценой. Приоритетной задачей нашего поколения, как людей, которые двигают человечество, это не только открытие нового, но и сохранение старого.
Часть информации взята с научной статьи «Анализ влияния ракетно-космической деятельности на окружающую среду» Сергеева А.В
Автор: Курочкин Кирилл Александрович
