Состав и предназначение КК 14К157 позволяет выделить два основных объекта - КА 11Ф695М и РН "Союз-2", входящих в состав КК и оказывающих воздействие на окружающую среду в процессе их подготовки и функционирования. Поэтому воздействие КК 14К157 на окружающую среду при создании и эксплуатации на космодроме может быть декомпозировано на воздействие, обусловленное непосредственно подготовкой и эксплуатацией РН "Союз-2", а также на воздействие, обусловленное непосредственно подготовкой КА 11Ф695М и его функционированием.
В общем случае воздействие КА 11Ф695М на окружающую среду при штатных условиях работы происходит:
при наземной подготовке КА на космодроме;
при функционировании КА в околоземном космическом пространстве.
Основными этапами технологического цикла наземной подготовки КА 11Ф695М на космодроме, на которых происходит воздействие на окружающую среду, являются работы, связанные с заправкой КА 11Ф695М и транспортировкой его в заправленном состоянии и стыковкой с РН "Союз-2". Кроме того, опосредованное воздействие оказывается в результате жизнедеятельности персонала, задействованного в подготовке КА. При этом основными видами воздействия являются химическое и механическое загрязнения.
Воздействие КА 11Ф695М при функционировании на рабочей орбите в околоземном космическом пространстве обусловлено тем, что КА 11Ф695М является потенциальным источником дальнейшего увеличения засоренности ОКП.
После окончания активного существования КА 11Ф695М и после запланированного спуска спускаемых элементов КА орбита оставшейся части конструкции КА постепенно снижается. При достижении этой частью КА верхних слоев атмосферы происходит его торможение и сход с орбиты. В процессе падения конструкция КА разогревается и сгорает на высотах свыше 40 км.
Химическое загрязнение атмосферного воздуха при наземной подготовке КА 11Ф695М обусловлено применением в его составе высокотоксичных КРТ - АТИН и НДМГ.
В общем случае химическое загрязнение атмосферного воздуха при наземной подготовке КА 11Ф695М на космодроме происходит:
при заправке КА на ЗНС 11Г143 в результате работы агрегатов нейтрализации паров и промстоков КРТ;
в результате работы подвижных агрегатов транспортно-установочных и регламентных групп.
Технологическое и вспомогательное оборудование и сооружения зоны КРТ (хранилища КРТ и т.д.) не являются источниками загрязнения окружающей среды в районе расположения космодрома. Все трубопроводы, насосные установки полностью герметизированы; технологическая обвязка резервуаров оборудована существующей штатной газоуравнительной системой и другими штатными системами. Оборудование, допускаемое к работе с окислителем и горючим, проходит периодическое освидетельствование, гарантирующее его безаварийную работу. Указанное технологическое оборудование, конструктивные и схемные решения отработаны при многолетней подготовке КА различных классов.
При заправке КА 11Ф695М на ЗНС 11Г143-2 для термического обезвреживания образующихся паров и промстоков, содержащих компоненты ракетных топлив - AT и НДМГ, используются агрегаты нейтрализации паров и промстоков 11Г426 и 11Г427. Среднее время работы агрегатов на один пуск составляет около 3 часов для агрегата нейтрализации паров и промстоков окислителя 11Г426 и около 1,5 часов для агрегата нейтрализации паров и промстоков горючего 11Г427.
В рамках исследования вопроса воздействия подготовки КА 11Ф695М на состояние приземного слоя атмосферы был проведен расчет рассеивания загрязняющих веществ от источников выбросов, задействованных при подготовке КА 11Ф695М на космодроме.
Расчет был проведен с помощью программного комплекса УПРЗА "Эколог" (версия 2.5), разработанного НПО "Интеграл" (г.Санкт-Петербург) и согласованного с ГГО им.А.И.Воейкова (исх. N 03-19/24-100 от 09.04.99).
Источниками выбросов загрязняющих веществ при подготовке КА 11Ф695М на космодроме являются агрегаты нейтрализации паров и промстоков КРТ 11Г426 и 11Г427, расположенные на площадке 151а (ЗНС 11Г143) и используемые при заправке КА.
При работе агрегатов нейтрализации паров и промстоков КРТ в атмосферу выбрасываются следующие загрязняющие вещества: сажа, сернистый ангидрид, окись углерода, диоксид азота, синильная кислота (цианистый водород), формальдегид и НДМГ. Эффектом суммации обладают диоксид серы и диоксид азота.
Результаты расчета показали, что приземные концентрации, получаемые в результате рассеивания токсичных веществ, выбрасываемых от агрегатов нейтрализации паров и промстоков КРТ на ЗНС, не превышают значений ПДКмр на следующих расстояниях от источников выбросов:
для диоксида азота - на удалении свыше 300 м;
для диоксида серы - на удалении свыше 100 м;
для монооксида углерода (СО), формальдегида, синильной кислоты, сажи, НДМГ - на любом удалении;
для группы суммации веществ: диоксида азота, диоксида серы - на удалении свыше 350 м.
При подготовке к проведению запусков КА 11Ф695М на космодроме предусматривается использование порядка 30 подвижных агрегатов. В общем случае загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу при работе двигателей автомобилей в результате неполного сгорания топлива, являются оксиды углерода, оксиды азота, углеводороды, сажа и диоксид серы. Расчеты валовых выбросов загрязняющих веществ от подвижных транспортных средств проведены с использованием программы "АТП-ЭКОЛОГ" (версия 2.55).
В общем случае доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при подготовке КА 11Ф695М на космодроме составляет ничтожную часть от общих ежегодных выбросов всех стационарных объектов космодрома. С учетом общего количества запусков КА 11Ф695М - 2-3 запуска в год - ежегодный объем выбросов загрязняющих веществ при подготовке КА 11Ф695М составит около 0,005% от выбросов загрязняющих веществ всех объектов космодрома.
Учитывая режим работы источников загрязнения, продолжительность цикла подготовки КА 11Ф695М, а также результаты проведенных расчетов, можно сделать вывод, что наземная подготовка КА 11Ф695М оказывает локальное, незначительное и непродолжительное воздействие на загрязнение приземного слоя атмосферы в районе размещения космодрома.
Химическое загрязнение почвенно-растительных покровов в районе космодрома при наземной подготовке КА 11Ф695М обусловлено возможным оседанием на поверхность загрязняющих веществ, выбрасываемых источниками загрязнения, задействованных при наземной подготовке.
Почвенно-растительный покров в районе расположения космодрома характеризуется невысоким природным потенциалом самоочищения. При этом химическое загрязнение почвенно-растительных покровов в районе космодрома при наземной подготовке КА 11Ф695М возможно лишь только в тех случаях, когда загрязняющие вещества от источников выбросов, расположенных на ЗНС 11Г143, будут поступать в почвенный покров из атмосферных выпадений и далее депонироваться почвой, образуя в верхнем гумусовом горизонте локальные (точечные) очаги загрязнения.
Вместе с тем, лидировать в общем балансе поступления загрязнителей почвенно-растительного покрова будут подвижные транспортные средства, используемые для подготовки КА 11Ф695М. Систематическое передвижение по дорогам космодрома данных средств может привести к незначительному загрязнению придорожных участков транспортных магистралей шириной до 10-40 м углеводородами. Кроме того, следует ожидать, что содержание транспортных средств (заправка, ремонт, мытье и т.д.) дополнительно даст загрязнение почвы нефтепродуктами и СПАВами.