Так ли страшен космический мусор?

Осенью прошлого года Институт экологии растений и животных УрО РАН получил лицензию на осуществление космической деятельности. Казалось бы, какое отношение к космическим полетам могут иметь уральские экологи? Оказывается, прямое. В 2006 г. по программе Федерального космического агентства открыта новая трасса пусков ракет-носителей «Союз» для выведения космических аппаратов c космодрома Байконур на солнечно-синхронную орбиту, которая проходит над Северным Казахстаном, Южным, Средним и Северным Уралом. Договором между правительством Свердловской области и Роскосмосом определен район падения второй ступени ракет-носителей на территории Карпинского и Североуральского районов (он захватывает также и Пермский край). Расчетный центр приземления космических обломков находится на хребте Кваркуш. Уже произведено три пуска ракет-носителей «Союз» (октябрь и декабрь 2006 г., декабрь 2007 г.). Во время каждого пуска помимо обеспечения безопасности населения в районе падения осуществляется экологическое сопровождение, которое и выполняют сотрудники ИЭРиЖ. Об этом новом «амплуа» уральских экологов мы беседуем со старшим научным сотрудником лаборатории эволюционной экологии кандидатом биологических наук Ириной Анатольевной Кузнецовой.


 

— Поскольку вы теперь «космический» специалист, расскажите, пожалуйста, что такое солнечно-синхронная орбита?
 

— Спутник, находящийся на солнечно-синхронной орбите, проходит над каждой точкой земной поверхности приблизительно в одно и то же местное солнечное время, поэтому угол освещения земной поверхности будет приблизительно одинаковым на всех проходах спутника. Такие постоянные условия освещения очень хорошо подходят для спутников, получающих изображения земной поверхности. Одинаковая освещенность подспутниковой трассы позволяет проводить дистанционное зондирование Земли, метеорологические наблюдения, экологический мониторинг природной среды, исследования природных ресурсов, картирование, отслеживать изменения тактической обстановки при решении задач национальной безопасности.
 

— Один из материалов в местных СМИ, посвященный открытию новых районов падения космических обломков, назывался «Травля небесная». В чем заключаются негативные последствия пусков «Союзов» и так ли они страшны?
 

— Скажу сразу: по результатам оперативного мониторинга пусков не обнаружено видимых изменений состояния природной среды — каких-либо разрушений, пожаров, аномальных природных и техногенных явлений. Среди возможных негативных воздействий падения отделяющихся частей ракеты-носителя — механическое повреждение растительности и почвы, скопление «космического мусора» — обломков ракеты, а также загрязнение нефтепродуктами: при пусках «Союзов» в качестве топлива используется авиационный керосин.
 

Для оценки состояния природной среды района падения мы выбрали контрольные точки наблюдений: это наибольшие высоты (хребет Квакуш, Ольвинский камень, Казанский камень, Конжаковский камень), наиболее подверженные загрязнению и ярко выраженные понижения (озера Большое Княсьпинское, Валенторское), аккумулирующие загрязнители при их стоковом продвижении по местности. Отбор проб почвы, воды, снега (в зависимости от времени года) производился накануне пуска и в течение следующих суток после него. Помимо контрольных точек, отбор проб на загрязнение нефтепродуктами проводился в предположительных местах падения космических обломков, которые мы определяли, наблюдая за траекторией вхождения отделяющихся ступеней ракеты в плотные слои атмосферы. Особое внимание мы уделяли силе и направлению ветра, чтобы определить возможные направления переноса загрязняющих веществ.
 

Для нефтепродуктов, содержащихся в почвах, а тем более в снежном покрове, сегодня не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК). В последние годы рекомендовались примерные показатели фонового содержания нефтепродуктов, составляющие для песчаных почв и черноземов 100 мг/кг и для торфяных почв 400 мг/кг. Во всех отобранных при экологическом сопровождении пусков ракет-носителей «Союз» пробах снега (как допусковых, так и послепусковых) обнаружено незначительное присутствие нефтепродуктов, не превышающее значений допустимых концентраций, причем содержание нефтепродуктов в послепусковых пробах не превышает содержание в допусковых. Таким образом, можно уверенно утверждать, что на территории района падения отделяющихся частей ракет-носителей «Союз» не происходит загрязнения ракетно-космическим топливом.
 

— И что же, общественность может успокоиться?
 

— Общественность — да, но ученые должны предусмотреть все возможности, даже теоретические. Поэтому мы подстраховались и, помимо оперативного, организовали фоновый мониторинг состояния природной среды в районе падения ступеней ракет-носителей. В марте 2007 и 2008 гг. проведены исследования суммарных атмосферных осадков за снежный период и сравнительный анализ степени атмосферного загрязнения в районе падения и вне его. В качестве контрольной выбрана территория Ивдельского района — гора Ауспи-Тумп (восточный склон), реки Лозьва и Ауспия. Часть пробных площадок как в районе падения, так и на контрольной территории располагалась вдоль дорог, по которым проходил маршрут обследования (в Ивдельском районе это трасса продвижения туристов на снегоходах, в Карпинском — лесовозные дороги), часть — на большом от них удалении. Полученные результаты свидетельствуют о практически полном отсутствии нефтепродуктов на территориях, не связанных с дорогами, и о прямой связи загрязнения даже с малопосещаемыми дорогами, а также об отсутствии различий в степени загрязнения нефтепродуктами снежного покрова вне дорожной сети в районе падения и на контрольной территории.
 

Для оценки опосредованных последствий загрязнения для состояния биоценозов, помимо осадков, наиболее показательные параметры — почва, растительность, лишайники и мелкие млекопитающие. Оценить их возможно лишь при ведении постоянных, не связанных непосредственно с пусками наблюдений. В июне 2007 г. были заложены первые пробные площадки для фонового экологического мониторинга на восточном склоне хребта Кваркуш: в горной тундре, в березовом криволесье, в темнохвойной северной тайге. Сделано описание площадок, получены первые результаты по составу почв, растительных сообществ и сообществ мелких млекопитающих, проведен анализ лишайников на содержание радионуклидов. В качестве контрольной выбрана территория Молебного камня (Ивдельский район), сходная с Кваркушем по многим параметрам — по геологическому строению, почвенным показателям и климатическим особенностям, степени удаленности от источников антропогенного воздействия. Летом 2008 г. комплексные наблюдения на этих территориях были продолжены.
 

— В ближайшие годы на границе Среднего и Южного Урала будет открыт еще один район падения отделяющихся частей ракет-носителей, причем в отличие от Карпинского и Североуральского районов территория эта густонаселенная…
 

— Действительно, в соответствии с Федеральной космической программой России начиная с 2012 г. предусмотрены запуски с космодрома Байконур малых космических аппаратов доработанными межконтинентальными баллистическими ракетами РС-18. На территории Свердловской области предполагается открыть район падения отделяющихся частей РС-18 в Нижне-Сергинском районе, частично будут захвачены земли Полевского и Ревдинского районов. Эта территория максимально удалена от всех населенных пунктов и включает район расчетного падения фрагментов и зону безопасности, трехкратно его превышающую. Однако близлежащие территории довольно активно используются в рекреационных целях, чему способствует проходящая в 3–4 и более километрах от западной границы района падения железная дорога. На северо-западе в нескольких километрах находится природный парк «Оленьи ручьи», так что учитывать близость возможного скопления отдыхающих необходимо.
 

В РС-18 используются в качестве топлива несимметричный диметилгидразин, более известный под названием «гептил», и окислитель азотный тетраоксид, обладающие высокой токсичностью. Гептил опасен при ингаляционном, внутрижелудочном, кожном проникновении. При малых дозах возможно отравление легкой степени, большие концентрации могут вызывать злокачественные новообразования. Отделяющиеся части ракеты-носителя при падении разрушаются, выброс остатков топлива происходит на больших высотах (порядка 20–30 км), и они практически полностью разлагаются в атмосфере. Лишь незначительное количество гептила может оставаться в отработанных системах подачи топлива. Реально опасен непосредственный контакт с остатками токсичных веществ в обломках ракет. Существует также вероятность их сноса стоковыми водами в реки, а значит, к расположенным ниже по течению населенным пунктам.
 

— Как будет обеспечиваться безопасность, в том числе экологическая, при пусках РС-18?
 

— Непосредственно за безопасность при пусках отвечает оперативная группа, в которую входят представители Роскосмоса, местной администрации, МЧС, ГО ЧС, службы спасения и специалисты, осуществляющие экологическое сопровождение. Жителей заранее оповещают о временном закрытии территории. На дорогах, ведущих в район падения, выставляются посты. В день, предшествующий пуску, совершается облет территории с целью эвакуации случайно находящихся там людей (охотники, туристы), оценки состояния природных комплексов, отбора проб почвы, растительности, воды. В последующие сутки после пуска — снова облет: поиск упавших фрагментов, контроль состояния природных комплексов, повторный отбор проб для сравнительного анализа и оценки наличия или отсутствия загрязнения. И если в северном районе падения допускается, что фрагменты ракет-носителей остаются ненайденными, то при эксплуатации территории на границе Челябинской и Свердловской областей Роскосмос берет на себя обязательство вести поисковые работы до полного обнаружения и эвакуации всех космических обломков, чтобы в случае необходимости обеспечить их детоксикацию.
 

Наша задача — контроль накоплений и миграции токсичных веществ в местах падения фрагментов, исследование реакции на загрязнения отдельных компонентов природных комплексов, динамики состояния природной среды района падения и контрольной территории.
 

— Какие еще специалисты из ИЭРиЖ участвуют в экологическом сопровождении пусков?
 

— В наш небольшой коллектив входят зав. группой экологии почв кандидат биологических наук И.Н. Коркина и сотрудница лаборатории экотоксикологии популяций и сообществ Э.Х. Ахунова (в этой лаборатории накоплен большой опыт изучения токсического действия на живые организмы различных химических веществ, в том числе нефтепродуктов и гептила). В исследованиях экологических последствий пусков ракет-носителей реализуется программа комплексного экологического мониторинга состояния природной среды, разработанная и апробированная нашим институтом. Получение ИЭРиЖ лицензии на осуществление космической деятельности — гарантия того, что экологическим сопровождением пусков будут заниматься квалифицированные специалисты.
 

Беседовала Е. ПОНИЗОВКИНА
 

Обнаруженный обломок ракеты-носителя.