Доклад сделан на конференции "ВанПлес" - встрече специалистов 1 ГИК МО РФ "Плесецк" (Россия) и "Ванденберг" (США)
17 августа 1998 года

С.А.Сергеев
1-й ГИК МО РФ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КОСМОДРОМА “ПЛЕСЕЦК”

    На территории Архангельской области в качестве одного из источников техногенного воздействия на среду обитания человека выступает космодром "Плесецк". Экологические проблемы космодрома можно разделить на две группы – объективные и субъективные. Все эти проблемы порождены человеком, но эти проблемы принципиально отличаются друг от друга. Объективные проблемы обусловлены тем врожденным недостатком любого технического устройства, что оно неизбежно оказывает определенное отрицательное влияние на окружающую природную среду.

    Субъективные проблемы космодрома порождены, с одной стороны, незнанием физико-химических процессов, происходящих в ходе эксплуатации ракетно-космической техники, а с другой стороны, характерной для подавляющего большинства людей панической боязнью неизвестного. В результате этого ракетно-космической техники приписываются сверхестественные масштабы воздействия на природу. Рассмотрим эти проблемы.

Субъективные экологические проблемы космодрома

    Начиная с 1990 года отечественные средства массовой информации как регионального, так и центрального уровней усиленно формируют в обществе стереотип особой экологической опасности отечественной ракетно-космической техники.

    Если верить сообщениям средств массовой информации [1 — 9], то стартующие с космодрома ракеты во время своего полета обильно орошают ракетным топливом десятки миллионов гектаров земли в радиусе 100 км.

    Утверждается, что якобы найдены опасные следы ракетного топлива в кормовой растительности и мясе животных. Причем нередко в больших концентрациях. И тут же без тени смущения утверждается, что это самое топливо трудно обнаружить и нет методов определения его концентраций. Тогда непонятно, как удалось обнаружить эти самые “опасные следы”?

    По мнению авторов подобных публикаций, ракетное топливо является чуть ли не самым ядовитым веществом из известных Человечеству и оно вызывает тяжелые отравления даже в бесконечно малых дозах. В качестве подтверждения сообщается, что прапорщики, которые в течение нескольких лет постоянно занимаются заправкой, умирают. Правда при этом становится непонятно, как офицеры умудряются и 10, и 20, и более лет без вреда для своего здоровья работать на этом заправочном оборудовании, возле которого не выдерживают “прапорщики”?

    Утверждается, что у людей, находящихся в зоне влияния космодрома “Плесецк”, якобы удалось выявить отравления компонентами ракетных топлив и их производными. Но при этом исключение составляют жители города Мирный, проживающие и работающие в зоне максимального влияния космодрома.

    Так вкратце выглядит космодром “Плесецк” глазами средств массовой информации.

    Степень достоверности приведенных выше “аргументов и фактов” наглядно иллюстрирует следующая цитата [2]: "...гептил, по-научному, азотная кислота плюс несимметричный диметилгидразин или НДМГ". Для справки — при контакте НДМГ с азотной кислотой или азотным тетраоксидом немедленно начинается бурная химическая реакция горения НДМГ с образованием разогретой до 3500^oК смеси молекул и ионов воды, окиси и двуокиси углерода и азота. Справедливости ради надо отметить, что путаницы с “гептилом” более чем достаточно. Например, на заседании Комитета по чрезвычайным ситуациям республики Саха-Якутии 1 февраля 1994 года депутат А.И.Чомчоев заявил [10]: "Гептил еще вреднее, чем сам гептил. Гептил это фосфорорганическое отравляющее вещество". Но депутат А.Чомчоев прав в одном — по своим токсическим свойствам “гептил” не соответствует ни одному из используемых в настоящее время компонентов ракетного топлива. Описываемые в средствах массовой информации случаи отравления “гептилом” больше всего похожи на отравления пестицидами. Характерно то, что в эксплуатационной документации на ракетные комплексы и в ГОСТах, на которые ссылается эта документация, термин “гептил” не используется!

    Утверждается, что со стартовых комплексов космодрома “Плесецк” проводится “не менее 400 пусков каждый год”, т. е один - два пуска ежедневно! Но такой темп не подсилу для экономики одного государства, даже если это государство относится к сверхдержаве. Максимальное количество пусков с космодрома “Плесецк” не превышало 70 (в 1977 году). В 1997 году было проведено 9 пусков, что составляет 10% от общего количества пусков космических ракет во всем мире. По количеству ежегодно проводимых пусков космодром “Плесецк” стоит на 5 месте среди 11 космодромов мира (в 1996 году – на 4-м месте) [11].

    Другой характерный пример. В одном из номеров архангельского журнала “Экология Человека” утверждается, что "с энергетической точки зрения, полет ракеты-носителя в атмосфере подобен взрыву атомной бомбы" [1]. А в первоисточнике, содержащем результаты исследования влияния пусков ракет на верхнюю атмосферу, было написано [12] — во время полета ракеты в верхней атмосфере возникают аккустико-гравитационные волны, подобные тем, которые возникают не только во время атомного взрыва, но и при извержении вулканов, землетрясениях, падениях метеоритов, струйных течениях в атмосфере, грозовых разрядах и перемещении терминатора.

    Анализ публикаций и приводимых в них аргументов показывает, что в их основе лежат незнание как самой ракетно-космической техники, так и физико-химических процессов, происходящих в ходе ее эксплуатации. Самое парадоксальное заключено в том, что в настоящее время ракета является самым древним из известных Человечеству транспортным средством с двигателем внутреннего сгорания. Первое документальное свидетельство о практическом использовании ракет относится к 1232 году н.э., но некоторые исследователи считают, что первые ракеты появились за 3 тысячи лет до нашей эры [13]. Но даже сейчас, на пороге XXI века, в эпоху невиданного технического прогресса и возросшего образовательного уровня населения мирные космические ракеты по прежнему вызывают у многих людей панический ужас.

История изучения влияния космической деятельности на ОПС

    Исследования влияния космодрома на природную среду были начаты в 1990 году, когда отрицательное отношение жителей Архангельской области к космодрому было доведено до критического значения. В ноябре этого года по требованию народных депутатов распоряжением Исполкома Архангельского областного Совета № 107р была создана комиссия под председательством архангельского ученого В.Ф.Цветкова, которая должна была изучить влияние космодрома "Плесецк" на биосферу и жителей области. Годом раньше, в 1989 году на космодроме в инициативном порядке была начата научно-исследовательская работа по установлению реальных масштабов воздействия пусков ракет на окружающую среду.

    Четыре года работала на космодроме комиссия Цветкова. Сейчас о ней в Архангельске стараются не вспоминают потому, что комиссия убедительно доказала отсутствие какого-либо заметного отрицательно влияния космической деятельности на окружающую природную среду. Например, в 1992 году была запущена "утка", что "выявлены опасные концентрации токсикантов в окружающей среде, вызванные пусками ракет, в пределах 100-километровой зоны вокруг космодрома", в то время, как измерения на местности выявили небольшие термическое и химическое воздействия на расстоянии не более 350…500 метров [14, 15].

    Одновременно с комиссией В.Цветкова в рамках государственной программы "Экос" комплексную оценку здоровья населения территорий, находящихся в зоне влияния космодрома (включая села Долгощелье и Тарасово), проводили ведущие специалисты по гигиене и профпатологии, терапевты и педиатры, кардиологи и невропатологи Москвы и Санкт-Петербурга с использованием самой современной диагностической аппаратуры, которая впервые была доставлена в архангельскую глубинку. Эти обследования не выявили болезней и отклонений в состоянии здоровья населения, связанных с компонентами ракетного топлива.

    Параллельно учеными Агрофизического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург) изучалось влияние НДМГ на растительность и сопутствующую ей биоте (почвенным микроорганизмам). В ходе управляемых экспериментов было выявлено, что НДМГ стимулирует рост и развитие растений, повышает их устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. В целом растения вместе с сопутсвующими им биоте способны эффективно перерабатывать НДМГ в безопасные для человека соединения. На основе этих исследований были разработаны экологически безопасные методы биореставрации загрязненных почв при любых начальных концентрациях НДМГ и его производных [16].

    Собранный фактический материал и научные исследования различных авторов еще раз подтвердили обоснованность выдвинутой в 1992 году идеи создания на территории космодрома “Плесецк” и на прилегающих землях заповедника или национального природного парка [17].

    Неожиданно весной 1997 года группа архангельских медиков во главе с ректором медакадемии П.И.Сидоровым заявила, что им удалось выявить неоспоримые доказательства влияния космодрома на здоровье населения двух населенных пунктов [5, 6].

    Трудно сейчас подсчитать сколько сообщений, подобных вышеприведенным, после проверки оказались ложными: обломки самолета пытались выдать за ступень, упавшую за пределами выделенного района падения; лесной пожар возникал в 150 км от ближайшей упавшей ступени; стадо, где якобы погибли олени, паслось на большом удалении от ближайшего района падения отработавших элементов конструкции ракет-носителей; разноцветные осадки ветер приносит от Череповецкого металлургического комбината; картофель погибал и продолжает погибать в результате грубейших нарушений агротехнических правил и т.д.

    Проверять надо еще и потому, что в целом, состояние здоровья населения Мезенского и Плесецкого районов, где якобы выявлены факты негативного влияния космической деятельности, в течение последних 20 лет отличается в лучшую сторону по сравнению среднеобластными показателями. Кроме того, выводы о выявлении связи между состоянием здоровья населения и исчезающе малым влиянием пусков ракет на окружающую среду выглядят более, чем спорными, поскольку до настоящего времени архангельским медикам не удалось убедительно доказать связь между постоянным ухудшением здоровья населения, проживающих на территориях первой экологической группы, и конкретными очень мощными промышленными источниками выброса в природную среду этих территорий ядовитых вещест первого класса опасности [18, 19, 20].

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.

    В табл.1 приведены сводные данные по объемам загрязняющих выбросов промышленных предприятий, расположенных на территории Архангельской области [21—25]. При этом для ракет космического назначения приводятся два оценочных значения: завышенное (теоретически предельное) и реальное.

    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.

    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 [27].

    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 учтитывалось, 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 таблицы 1 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 [15]. Полученные оценочные значения размеров пристартовой зоны воздействия на природную среду хорошо согласуются с аналогичными оценками для американских космодромов — 0,8 км для “Спейс Шаттла” [26, 28, 29].

    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” [28].

    В табл.2 приведены оценки масс кислотообразующих веществ, выбрасываемых в атмосферу США. В своих расчетах 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). В табл. 3 приведены сравненительные характеристики различных транспортных космических средств по массе продуктов сгорания в одном пуске.

    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 [30]. 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 [21—23]:

    В результате этого концентрация чрезвычайно опасных химических веществ в населенных пунктах достигает:

    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.

Выводы

    1. Космическая деятельность оказывает пренебрежимо малое воздействие на природную среду и население Архангельской области как по масштабам этого воздействия, так и по степени токсичности используемых химических веществ.

    Распространяемые средствами массовой информации сообщения о якобы катастрофическом воздействии пусков ракет на природную среду и местное население построены на использовании либо искаженной, либо ложной информации.

    2. Выводы о выявлении связи между состоянием здоровья населения и исчезающе малым влиянием пусков ракет на окружающую среду являются бездоказательными.

Литература

1. Тарайко В.И. Космодром "Плесецк" и проблемы чрезвычайных ситуаций.— "Экология человека" (Архангельск), 1996, №3, с.50-53.
2. Садков В. Гептил — угроза нашей жизни.— "Правда Севера" (Архангельск), №105(22644), 06.06.96.
3. Садков В. Космодром - убийца.- "Аргументы и Факты в Архангельске". Региональный выпуск. №1// Прил. к "Аргументам и Фактам", 1997, №18(863).
4. Космические долги космодрома.— "Правда Севера" (Архангельск), №108(22895), 13.06.97.
5. Сидоров П., Совершаева С. Космодром — это наш крест.— "Правда Севера" (Архангельск), №108(22895), 13.06.97.
6. Миняев А., Сидоров П., Совершаева С. Запуски ракет и здоровье населения.— "Медицинская газета" (Москва), №54, 16.07.97.
7. Бомба замедленного действия. — "Правда Севера", №199(22986), 18.10.97.
8. Президент, милок, отложи-ка запуски ракет месяцев на пяток…— "Правда Севера", №243(23029), 24.12.97.
9. Пенсионерка и ракетный генерал — кто прав? — "Правда Севера", №5(23039), 10.01.1998 г.
10. Протокол совещания в ГКЧС РС(Я) по космической деятельности на территории Якутии 1 февраля 1994 года.— Якутск, 1994, 5 с.
11. Новости космонавтики, 1998, №3.
12. Карлов В.Д., Козлов С.И., Ткачев Г.Н. Крупномасштабные возмущения в ионосфере, возникающие при полете с работающим двигателем (Обзор).— "Космические исследования", т.18, №2, с.266-277.
13. Лей В. Ракеты и полеты в космос (пер. с англ.).- М.: Воениздат, 1961. – 424 с.
14. Цветков В. А монстра и не было?— "Правда Севера" (г.Архангельск), №134(21696), 22.07.92.
15. Цветков В.Ф., Пархимович Т.А., Дядицин Г.Н., Бабич Т.М. Состояние лесной растительности на космодроме “Плесецк”. //В сб. “Экологические проблемы европейского Севера”. — Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1996, с.73-90.
16. Панова Г.Г. Влияние компонентов ракетного топлива на почвенно-растительную систему// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.— СПб.: АФИ, 1998.— 16с.
17. Овчинников А.Ф., Куреев В.Д., Сергеев С.А. Перспективы ракетно-космической деятельности космодрома в Архангельской области в направлении повышения безопасности и экологии.— 1-й ГИК МО РФ, 1995.— 45 с.
18. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Архангельской области в 1993-1995 гг.// Региональный доклад.- Центр государственного санэпиднадзора: Архангельск, 1996.- 169 с.
19. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Архангельской области в 1996 году// Региональный доклад.— Центр государственного санэпиднадзора: Архангельск, 1997.— 117 с.
20. Худолей В.В., Мизиргиев И.В. Экологически опасные факторы.- Спб., "Банк Петровский", 1996.— 186 с.
21. Что в воздухе витает.— "Волна" (г.Архангельск), № 17(539), 29.04.97.
22. Хроника аварии на Котласском ЦБК.— "Волна" (г.Архангельск), № 17(539), 29.04.97.
23. Состояние природной среды Архангельской области в 1992 г.// Доклад Комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов Архангельской области.— Архангельск, 1993.— 64 с.
24. Состояние окружающей среды Северо-Западного и Северного регионов России.— Спб.: "Наука", 1995.- 370 с.
25. Обзор состояния окружающей природной среды в СССР.— М.: Гидрометеоиздат, 1990.
26. Макдональд А.Дж., Беннет Р.Р., Хиншоу Дж.К., Барнс М.У. Ракеты с двигателями на химическом топливе: Влияние на окружающую среду. — "Аэрокосмическая техника", 1991, №9, с.96-101 (Aerospace America, 1991, №5, pp.32-36.).
27. Справка о загрязнении мест падении в РП “Койда” и “Нарьян-Мар”.— ГИПХ (СПб.), 1992.
28. Труды конференции AIAA по эксплуатации и условиям эксплуатации МТКК "Спейс Шаттл" (г.Вашингтон, 31 октября — 2 ноября 1983 г.).
29. Сергеев С.А. Ракеты и окружающая среда.— "Информационный бюллетень пресс-центра космодрома Плесецк", №15, 09.10.92, 3 с.
30. Оценка экологических последствий аварийного пуска ракеты космического назначения “Союз-У” 20 июня 1996 года// Техн.справка.— 1-й ГИК МО РФ, 1998.- 9 с.

Вернуться в Библиотеку в раздел "Экология"

Желаете знать больше?

Пользовательского поиска