Страшны ли ракеты над Якутией?

YAKUTIA.INFO. Доктор технических наук, профессор Московского авиационного университета (МАИ) Василий Семенов о мифах и реальности окасательно воздействия отделяемых частей ракет.

Я являюсь одним из разработчиков жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), в частности, в настоящее время я принимаю участие в модернизации ракетных двигателей 14Д21 (2-ая ступень) ракеты «Союз-2» и РД-191 (1-ая ступень) ракеты «Ангара». Для увеличения массы полезного груза, доставляемого на орбиту ракетой «Союз-2», сопла этих двигателей будут снабжены круглыми насадками, что увеличит их мощность.

С космодрома «Восточный», который строится в Амурской области, будут стартовать семейство ракет «Ангара» и «Союз-2». Их двигатели работают на экологически безопасном топливе: керосин и кислород.

Я прочел статьи и другие документы о вредном воздействии на окружающую среду в районах падения (РП) отделяемых частей ракет-носителей (ОЧ РН) в республиканских газетах «Вечерний Якутск», «Наше время», «Туймаада» и на сайте «Sakhalife». Все статьи имеют громкие названия, например: «Выступим единым фронтом против строительства космодрома «Восточный»!», «Якутии следует решительно расторгнуть Договор с Роскосмосом», «Запуск ракет с космодрома «Восточный» - геноцид народа».  В этих статьях авторы высказывают свои опасения по поводу падения ОЧ РН на территорию Республики Саха (Якутия). Мифические проблемы, поднимаемые в статьях, в основном, одни и те же, кочуют из статьи в статью. Остановимся на них подробнее.

Миф первый В качестве топлива будут использованы специальный керосин РГ-1 с жидким азотом, состав окислителей более 50% неизвестен. Вероятнее всего будут применяться агрессивные и токсичные фтор и бериллий.

Ответ В ракетах «Союз» и «Ангара» в качестве окислителя используется только кислород. Фтор ввиду сильной токсичности в качестве окислителя не используется, хотя по своей химической активности превосходит кислород.

Бериллий – твердое вещество, в качестве окислителя никак не может использоваться. Оксиды алюминия (бериллия) рассматривались в качестве добавок к керосину. В свое время (в 70-х годах) я тоже участвовал в исследовании суспензий, состоящих из керосина и оксида алюминия. Чем привлекают конструкторов металлизированные топлива? А тем, что металлы, как известно, имеют большую плотность и, следовательно, они компактны и использование их приведет к увеличению мощности двигателя. В настоящее время металлизированные топлива в двигателях не используются из-за трудностей подачи суспензии в камеру сгорания двигателя. Забиваются тангенциальные каналы (диаметр 1 мм) центробежных форсунок, установленных в смесительной головке камеры сгорания ракетного двигателя.

Миф второй В качестве 4-ой ступени в головной части ракетоносителя «Союз-2» планируется использовать разгонный блок «Фрегат», где в качестве топлива в двигательной установке используются: окислитель - азотный тетраксид (амил) и горючее – несимметричный диметилгидразин (гептил) до 3 тонн.

Ответ Почему гептил (НМГД) используется в качестве топлива? Гептил это жидкость, которая имеет большую плотность, следовательно, занимает мало объема, что позволяет взять на борт ракеты больше топлива. Он хорош еще и тем, что при взаимодействии с азотным тетраксидом (АТ) самовоспламеняется, что в условиях вакуума является единственным способом воспламенения топлива в камере двигателя. Кроме того, он в заправленном виде в ракете может храниться длительное время, что очень важно для ракет, установленных на боевое дежурство. Пара НДМГ+АТ как основное топливо используется в тяжелых ракетах «Протон». Их заменит мощная ракета «Ангара-5А», работающая на экологически безопасном топливе: керосин + кислород.

Да, в двигателе разгонного блока используется НДМГ, но эта ступень остается в космосе, на Землю не падает. В настоящее время разработан компактный лазерный воспламенитель. Поэтому пара НДМГ+АТ скоро будет заменена экологически чистой парой: водород кислород.

Миф третий … и по всей трассе сброса ступеней остатки топлива рассеиваются в воздухе, а также различные компоненты ракетного топлива из радиоактивного бериллия, брома, фтора, хлора и других. В связи с этим, в экологическом плане, опасными для жизни живого существа являются не только места падения «фрагментов» во время запуска, а вся трасса пролета, начиная с места запуска ракеты-носителя.

Ответ По всей трассе пролета компоненты ракетного топлива не могут рассеиваться, хотя бы потому, что трасса делится на два участка: активный участок траектории полета ракеты, когда двигатели работают и пассивный участок траектории, когда двигатели больше не работают. Во-вторых, баки выполнены герметично и если будет утечка, то при взаимодействии НДМГ и АТ произойдет взрыв.

Ракета – не самолет, а ракетный двигатель – не авиационный двигатель, постоянно работать не может, т.к. на борт берет не только горючее, но и окислитель. Двигатель 1-ой ступени ракеты «Союз» работает всего около 200 секунд и выключается по достижении расчетной скорости ракеты на высоте, примерно 67 км, а двигатель 2-ой ступени – на высоте примерно 200 - 250 км. Если даже ракета полетит горизонтально (вдоль поверхности Земли), то по достижении вышеуказанных расстояний ступени отделятся и полетят по инерции с пустыми баками. Никакого пролива топлива по трассе не будет.

Здесь уместно заметить, что вторая ступень ракеты после отделения разрушается при вхождении в плотные слои атмосферы на высоте, примерно, 80 км из-за ее высокой скорости, топливо выбрасывается в верхние слои атмосферы и рассеивается, не попадая на земную поверхность.

Миф четвертый Разработчики забывают о влиянии запуска ракет на климат: изменяется состав облачности (появляются облака, состоящие из частиц алюминия) и при запуске ракет происходит уничтожение озонового слоя.

Особенно это тревожно для Вилюйских улусов, где над кратерами происходит образование озоновых дырок. Кроме того, для Якутии характерно естественное истощение озонового слоя (до 45%).

Ответ Озоновый слой расположен в стратосфере, на высотах от 7 ÷ 8 км до 40 ÷ 50 км над Землей. Гуще всего озон в слое на высоте 22 ÷ 24 км.

Мероприятия по прекращению производства озон разрушающих веществ (ОРВ) проводятся в соответствии с Венской конвенцией и Монреальским протоколом по ОРВ, подписанным ~ 190 странами, включая Россию.

Причины ослабления озонового слоя:

Во-первых, – это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн в год) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.

Во-вторых, самолеты. Тысячи самолетов летают над Землей. Оптимальная их высота полета: 10 – 11 км. Истекающие из сопел двигателя горячие продукты сгорания керосина разрушают озон.

В- третьих – окислы азота. Больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

В – четвертых, это запуски ракет. Продукты сгорания топлива разрушают озоновый слой. Над Якутией от падения ОЧ РН озоновых дыр образоваться не может, так как двигатели при спуске уже не работают. Климат в вилюйских районах изменился, как я считаю, из-за образования водохранилища для Вилюйской ГЭС, а не от полета ракет.

Миф пятый Возможно, изменения кро­ви носят от воздействия электромагнитного импульса (ЭМИ), ультразвука или токсического действия.

Ответ ЭМИ – обычно расшифровывается как электромагнитное излучение, а не импульс. ЭМИ возникает только в районах размещения радиотехнических средств и командно-измерительных пунктов. Отделяемые части ракет-носителей ничего не излучают, так как их двигатели уже не работают.