Действующий

Об утверждении заключения экспертной комиссии государственной экологической экспертизы проекта создания и эксплуатации комплекса ракеты-носителя "Союз-2" на космодроме "Плесецк"

5.2.2. Оценка воздействия на окружающую среду при старте и полете РН "Союз-2"


Основными видами воздействия на окружающую среду при старте и полете РН "Союз-2" являются:

химическое загрязнение атмосферного воздуха;

воздействие на озоновый слой Земли;

акустическое воздействие в районе старта;

тепловое воздействие;

электромагнитное воздействие;

воздействие на ионосферу и нейтральные слои атмосферы;

воздействие на околоземное космическое пространство.

Оценка химического загрязнения атмосферы. Химическое загрязнение атмосферы при старте и полете РН "Союз-2" обусловлено выбросом токсичных продуктов сгорания КРТ, используемых в РН.

Реальный состав продуктов сгорания отличается от равновесного. Это обусловлено в первую очередь кинетикой и неравновесностью протекающих в двигателе и сопле двигателя физико-химических процессов. Кроме того, в связи с выбросом продуктов сгорания КРТ 1-й ступени РН "Союз-2" в плотные слои атмосферы в следе ракеты будет происходить догорание продуктов сгорания КРТ, а также непосредственно атмосферного воздуха в высокотемпературной струе продуктов сгорания. В частности, процессы догорания продуктов сгорания в воздухе значительно снижают долю токсичного монооксида углерода (СО), превращая его в биологически нейтральную диоксида углерода (СО). При догорании атмосферного воздуха в высокотемпературной струе происходит образование определенного количества оксида азота (NO). Следует отметить, что процессы догорания наиболее существенно проявляются лишь в плотных слоях атмосферы (на высотах ниже 30 км).

Проведенные расчеты продуктов сгорания КРТ РН "Союз-2" с учетом процессов догорания продуктов сгорания КРТ 1-й ступени в высокотемпературной струе по методикам, разработанным в ЦНИИМАШ, показали, что основными токсичными веществами, выбрасываемыми в составе продуктов сгорания КРТ, являются оксид азота и монооксид углерода.

В результате полета РН "Союз-2" с учетом процессов догорания в плотные слои атмосферы (до 50 км) выбрасывается 434,7 тонн продуктов сгорания (82% от общей массы продуктов сгорания, выбрасываемых при полете РН), из них 98,8% составляют биологически нейтральные вещества - вода и диоксид углерода и т.д.; 1,1% приходится на монооксид углерода, около 0,1% - оксид азота. За весь полет РН, в окружающую среду поступает более 531 т продуктов сгорания, в том числе: монооксид углерода - 28 т (5,4%), оксид азота - 0,645 т (0,12%). В зависимости от массы полезного груза и параметров конечной орбиты, возможны некоторые отклонения значений масс продуктов сгорания от приведенных величин, но не более, чем на 1,0-1,5 процента.

Расчеты рассеивания продуктов сгорания при стартах ракет по ОНД-86 с использованием стандартных программных средств ("Эколог", "Лида" и т.д.) не позволяют получить достаточно корректные результаты. Для расчета рассеивания выбросов продуктов сгорания КРТ при старте РН "Союз-2" был применен методический подход, разработанный в 4 ЦНИИ Минобороны России. Данный подход был реализован при проведении оценки воздействия на окружающую природную среду таких ракетно-космических комплексов, как "Рокот", "Стрела", "Протон-М", "Ангара" и "Старт-1".

РН "Союз-2" - источник, быстро меняющий высоту (примерно на 62 с полета она достигает высоты 10 км), и поэтому выброс загрязняющих веществ при старте РН рассматривается как залповый выброс. Максимальный выброс продуктов сгорания происходит при работе первой ступени РН.

Результаты проведенной оценки показывают, что уровень химического загрязнения атмосферы при старте и полете РН "Союз-2" является незначительным, локальным и непродолжительным.

С целью оценки возможности повышения кислотности атмосферы при старте РН "Союз-2" были проведены расчеты по универсальному программному модулю "Асид-К". При пуске РН "Союз-2" максимальное снижение показателя кислотности атмосферы рН до ~5,1-5,3 будет наблюдаться на расстояниях нескольких сот метров от места старта в течение 2 часов. Такое снижение показателя кислотности атмосферы при старте и полете РН "Союз-2" не приведет к образованию кислотных облаков и туманов в районе расположения космодрома "Плесецк", и, тем более, кислотных дождей.

Оценка акустического воздействия. Старт и полет РН "Союз-2" сопровождаются значительным акустическим воздействием на окружающую среду, связанным, главным образом, с высокой скоростью истечения продуктов сгорания. В связи с этим, вблизи стартовой площадки (на расстояниях до нескольких километров) уровни шума очень велики - звуковые давления могут в несколько раз превышать максимальные величины для природного фона атмосферы, что оказывает негативное воздействие на людей и фауну.

Максимальная величина эквивалентного (по энергии) уровня звукового давления, возникающего при старте ракеты "Союз-2", составляет порядка 130 дБА в интервале частот 20-2000 Гц.

Результаты проведенных расчетов показали, что уровень акустического воздействия РН "Союз-2" на окружающую среду при старте не будет превышать установленных нормативов. Акустическое воздействие на окружающую среду при старте РН является локальным и непродолжительным. В окрестности стартовой площадки (на расстояниях ~550 м) в первые секунды с момента запуска РН "Союз-2" уровни эквивалентного звукового давления достигают величин ~75 дБА. Максимальное расстояние от места старта, на котором будет наблюдаться уровень акустического давления выше 30 дБА (фоновый шум), составит около 4,6 км. При этом максимальное время акустического воздействия на окружающую среду, превышающего фоновый уровень в районе старта, составит порядка 45 с.

Оценка теплового воздействия. Образованная при старте РН "Союз-2" тепловая волна характеризуется радиусом до 250 м в непосредственной близости от СК. Продолжительность такого воздействия не превышает нескольких секунд и прекращается без последствий непосредственно после старта РН. В связи с тем, что СК представляет собой сооружение, расположенное на обширной открытой бетонированной площадке, тепловое излучение не наносит вреда почве и растительности, находящейся вокруг нее. Нагрев металлических конструкций СК носит кратковременный характер, их температура сравнивается с температурой окружающей среды по истечении небольшого промежутка времени после запуска. Так как в указанной зоне воздействия при осуществлении запуска РН исключено нахождение людей, а ландшафт местности представляет собой открытую бетонированную площадку, исключающую возникновение пожаро-взрывоопасных ситуаций, то уровень теплового воздействия факела двигателя 1-й ступени РН "Союз-2" можно считать исчезающе малым, не оказывающем отрицательного воздействия на окружающую среду.

Тепловая нагрузка на окружающую среду даже на начальном участке полета ракеты (при совместной работе 1-й и 2-й ступеней РН) не приведет к возникновению аномальных погодных условий и климатических изменений на территориях, прилегающих к подтрассовым участкам полета ракеты. Данный вывод подтверждается результатами научных исследований, проведенных в 1999 году Росавиакосмосом и Гидрометцентром РФ, по изучению влияния процесса эксплуатации космических ракетных комплексов на аномальные погодные и климатические явления в Республике Казахстан.

Оценка электромагнитного воздействия. Электромагнитное воздействие на окружающую среду при полете РН "Союз-2" обусловлено работой объектов комплекса средств измерений, сбора и обработки информации (КСИСО).

Источниками электромагнитного загрязнения являются средства КСИСО, работающие в сверхвысокочастотном диапазоне и обладающие достаточно высокой мощностью. К основным таким средствам относятся приемно-регистрирующие станции (ПРС). Сверхвысокочастотный диапазон функционирования КСИСО характеризуется тем, что в этом диапазоне частот переход энергии электромагнитного поля в другие виды энергии (в частности, в тепловую), особенно в биологической ткани, происходит с высокой эффективностью.

Безопасные расстояния с точки зрения электромагнитного воздействия на личный состав со стороны ПРС, задействованных на космодроме "Плесецк"" и вдоль трасс полета РН "Союз-2", составляют величину не более 115 м, при среднем времени работы каждой из рассматриваемых ПРС не более 40 мин при проведении одного пуска РН "Союз-2". Все ПРС, задействованные при пусках РН с космодрома "Плесецк", являются уже созданными и эксплуатируются длительное время.

Электромагнитное воздействие на окружающую среду при пусках РН "Союз-2" носит локальный и кратковременный характер, а сами пуски РН не приведут к ухудшению экологической обстановки в районах эксплуатации.

Оценка воздействия на озоновый слой при полете РН "Союз-2". В составе продуктов сгорания КРТ двигателей РН "Союз-2" отсутствуют хлорные соединения. Масса озоноактивных водородных соединений (·Н и ·ОН), содержащихся в продуктах сгорания КРТ двигателей РН "Союз-2", невелика - всего в озоновом слое их выбрасывается менее 92 кг (менее 0,17% от всей массы выбрасываемых продуктов сгорания, выбрасываемых в слое от 20 до 50 км). Более того, озоноактивные водородный и гидроксильный радикалы в результате фотохимических процессов в атмосфере быстро превращаются в пассивный водяной пар. С учетом того, что вклад водород-гидроксильных каталитических циклов в разрушение озона в слое максимума концентрации озона (25-30 км) составляет около 10%, можно не учитывать воздействие данных соединений на озон.

Оксид азота непосредственно не является продуктом сгорания КРТ двигательных установок РН "Союз-2", однако данное соединение образуется в результате догорания атмосферного азота в высокотемпературной струе продуктов сгорания. В общем случае в озоновом слое в результате процессов догорания образуется порядка 113 кг оксида азота. Таким образом, "химический" механизм разрушения озона при полете РН "Союз-2" происходит за счет циклов каталитических реакций в газовой фазе с участием оксида азота (NO).

Общее количество разрушенного озона в факеле и в головной ударной волне РН "Союз-2" несущественно.