Космическая деятельность Космодром Свободный (Лекции по БЖД)

Космическая деятельность (Космодром «Свободный»)

1. Космическая инфраструктура

Космодром "Свободный"
Районы падения  оттеляющихся частей РП ОЧП "Старт-2"

2. Ракета носитель «Старт-1»
3. Экология

1. Космическая инфраструктура

Космическая деятельность на территории Амурской области осуществляется с использованием наземной космической инфраструктуры космодрома «Свободный». Космодром образован Указом Президента Российской Федерации №305 от 01.03.1996 года «О создании 2-го Государственного испытательного космодрома Министерства обороны Российской Федерации».

Наземная космическая инфраструктура на территории области включает инфраструктуру космодрома «Свободный» и районы падения отделяющихся частей ракетоносителя «Старт-1».

Космодром «Свободный»

Космодром «Свободный» расположен в 200 км от города Благовещенска, в районе с приблизительными координатами 51о с.ш. и 128 о в.д. Основные объекты космодрома размещаются на территории расформированной 27-й дивизии ракетных войск стратегического назначения, ранее имеющей 60 шахтных пусковых установок ракет РС-10 (первоначально) и РС-18 (в дальнейшем). До 1973 года здесь было проведено 45 учебных пусков межконтинентальных баллистических ракет.

После сокращения ракет РС-18 на космодроме были сохранены 5 шахтных пусковых установок (ШПУ).

По первоначальным планам на космодроме предполагалось построить универсальный стартовый и технический комплексы для ракеты-носителя «Ангара», базу производства и хранения ракетного топлива, кислородно-азотный и водородный заводы.

В 2006 году принято решение о расформировании космодрома в 2007 году.

Функционирование космодрома базировалось на использовании ракеты-носителя «Старт-1».

Инфраструктура космодрома, используемая для запусков ракеты-носителя «Старт-1», включает технический комплекс ракеты-носителя и космического аппарата (КА), стартовый комплекс (стартовая площадка и временный командный пункт), измерительную трассу, каналы связи и передачи данных, шоссейные дороги и железнодорожные подъездные пути, складские и вспомогательные помещения и жилой комплекс.

Для размещения иностранного и российского персонала на период проведения пусков имеется жилая зона на территории дома отдыха «Бузули».

С целью обеспечения привлекательности космодрома для иностранных и российских заказчиков и доведения его инфраструктуры до мирового уровня в отношении рабочих мест, системы связи и передачи данных, бытовых условий пребывания специалистов в 2000 году осуществлены следующие работы:

на техническом комплексе (ТК) КА оборудовано чистое производственное помещение для автономных работ с КА, обеспечивающее класс чистоты 10000 по Федеральному стандарту США №209Е;

для работ, связанных с заправкой КА гидразином, создан заправочный комплекс;

создана система кондиционирования и фильтрации воздуха для обеспечения заданного температурно-влажностного режима в чистых производственных помещениях ТК КА;

создана азотная система охлаждения для обеспечения заданной среды вокруг КА и охлаждения батареи КА, а также оборудованы локальные вычислительные сети для контроля параметров среды вокруг КА;

осуществлена перестройка гостиницы для проживания иностранных и российских специалистов на территории жилой зоны космодрома.

Районы падения отделяющихся частей ракет (РП ОЧР)

РП ОЧР «Старт-1» (действующие)

Трасса орбитальных пусков ракеты-носителя «Старт-1» проходит над Зейским водохранилищем, над Якутией, северной частью Красноярского края, над Карским морем. Первая ступень падает примерно в 190 километрах от места старта, на территории Амурской области, вторая в 1100 километрах в Якутии, третья в Северный Ледовитый океан в районе Шпицбергена и четвертая выходит на орбиту. На территории Амурской области определены два района падения отделяющихся частей ракеты-носителя «Старт-1» (для первой ступени ракеты-носителя и для створок соединительного отсека первой ступени).

Расположение районов падения отделяющихся частей ракет

Район падения первой ступени ракеты-носителя (РН), имеет форму эллипса с координатами центра 53°28'30"с.ш. и 127°38'10"в.д., азимутом большой оси 350° и размером осей 56 на 24 км (Схема №1). Площадь РП равняется 105504 га. Расположен РП в Зейском районе Амурской области юго-восточнее города Зея.

Район падения створок соединительного отсека первой ступени РН имеет форму эллипса с координатами центра 54°44'00"с.ш. и 127°13'00"в.д., азимутом большой оси 350° и размером осей 75 на 55 км. (Схема №2) Площадь РП составляет 323812 га. Расположен РП северо-западнее Зейского водохранилища преимущественно в Зейском районе, 1/3 часть РП располагается в Тындинском районе Амурской области.

Эпизодическое использование районов падения

Эпизодичность использования РП ОЧР ограничивается временем для падения ОЧР.

Проведение мероприятий направленных на обеспечение безопасности в РП ОЧР при проведении пусков ракет осуществляется согласно специально разработанного и согласованного с Администрацией области плана.

О предстоящем использовании РП ОЧР население оповещается заранее через средства массовой информации.

2. Ракета-носитель «Старт-1»

Ракета-носитель «Старт-1» это твердотопливная РН с четырьмя разгонными ступенями, доводочной двигательной установкой, длиной 22,7 м, с максимальным диаметром 1,8 м и стартовой массой 47 тонн.

РН «Старт-1» разработана Московским институтом теплотехники и созданным при институте центром «Комплекс» в рамках конверсии боевых ракетных комплексов четвертого поколения РС-12М «Тополь» (SS-25) с твердотопливными ракетами. Изготовление РН «Страт-1» осуществляется на базе двигателей первой, второй и третьей ступени РС-12М с добавлением доводочной ступени, нового программного обеспечения системы управления, установкой индивидуального адаптера и нового головного обтекателя.

В двигательных установках (ДУ) РН используется смесевое твердое ракетное топливо с высоким удельным импульсом, в состав которого входят окислитель (перхлорат аммония), энергетическая присадка (порошкообразный алюминий) и горючее-связка (синтетический каучук).

При проектировании ДУ, особое внимание уделялось взрыво-безопасности топливных зарядов. Почти два десятилетия реальной эксплуатации боевых ракет подтвердили безопасность топлива. Применение современных композиционных материалов на основе органических и углеродных волокон обеспечило высокое массовое совершенство конструкции РН.

Для поддержания готовности, исключения возможности повреждения ракеты на пути к стартовой позиции, а также для обеспечения требуемого температурно-влажностного режима эксплуатации РН и спутника, РН эксплуатируется в выполненных из композиционных материалов толстостенных транспортно-пусковых контейнерах (ТПК).

Стартовые операции начинаются от момента выдачи сигнала с командного пункта. ТПК с ракетой переводится из горизонтального в вертикальное положение, после чего практически немедленно осуществляется старт РН выбрасыванием ракеты из контейнера под действием газов порохового аккумулятора давления. После выхода ракеты из ТПК раскрываются аэродинамические поверхности, а после подъема среза сопла примерно на 30 м над верхом контейнера производится запуск двигателя первой ступени.

Для РН принята схема работы ДУ всех ступеней до полного выгорания топлива, при этом продолжительность работы каждой ДУ составляет около минуты. В РН реализованы участки полета с неработающими маршевыми двигателями. Продолжительность такого участка над территорией области перед запуском ДУ второй ступени более 10 секунд. В это время ракета управляется аэродинамическими рулями.

Исходя из энергетических возможностей, РН может выводить на круговые приполярные орбиты высотой 200-1000 км КА массой 490-1000 кг.

Эксплуатационные пуски РН «Старт-1» с космодрома «Свободный»

3. Экология

Заключение по оценке воздействия ракетно-космического комплекса «Старт-1» на окружающую природную среду от 20 августа 1996 года подписанное начальником Центра системных исследований ЦНИИМАШ, директором экологических программ ТрансРЭС и директором Аналитического центра ГИН РАН содержит вывод о том, что «Использование ракетно-космического комплекса «Старт-1» на космодроме «Свободный» представляется допустимым».

Локальное загрязнение окружающей среды происходит (с кратковременным превышением ПДК по отдельным компонентам) в месте старта, в радиусе 30-50 метров. В двух районах падения отделяющихся частей ракет падают двигательная установка первой ступени (топливо отсутствует поскольку применяется схема полного выгорания топлива) и створки второго соединительного отсека. Химического загрязнения районов падения не происходит. Такой вывод подтверждает анализ, проведенный до и после пуска ракеты в 2001 году.

Оценка воздействия первой ступени РН «Старт-1» на район падения приведена на основе химического анализа проб снега, почвы, растений отобранных в месте падения первой ступени РН «Старт-1» 20 и 21 марта 2001 года в соответствии с Договором между Географическим факультетом МГУ им. Ломоносова и федеральным государственным учреждением «Амурский территориальный фонд геологической информации» (ФГУ «АмТФГИ»).

Из информационного отчета ФГУ «АмТФГИ» «О полевых и лабораторных работах по району падения 1-й ступени РН «Старт-1» на территории Зейского района Амурской области» следует, что в период с 20 по 21 февраля был проведен комплекс работ по рекогносцировочному обследованию района падения 1-й ступени ракеты «Старт-1», - отобранных проб с целью определения характера и степени негативного экологического влияния в районе падения «Зея» первой ступени РН «Старт-1». Отбор проб проводился в присутствии представителей администраций Амурской области, Зейского района и космодрома «Свободный».

Во время проведения рекогносцировочного обследования был совершен вертолетный облет района падения отделяющихся частей ракет до и после запуска ракеты, во время которого производился визуальный осмотр местности, а также отбор проб снега, почвы и растительного материала. Проводились также замеры мощности экспозиционной дозы гамма-излучения.

Отбор проб объектов исследования во время обследования района падения проводился в два этапа:

1-й этап - до пуска РН - отбор проб снега для определения фонового содержания веществ и соединений, входящих в состав продуктов сгорания КРТ ракеты «Старт-1»;

2-й этап - после пуска РН - отбор проб снега, растений и почв для обнаружения продуктов сгорания КРТ и установления степени негативного влияния их на объекты окружающей среды.

20 февраля, до пуска РН, на территории района падения были отобраны представительные пробы снежного покрова.

21 февраля, после запуска ракеты и падения 1-й ступени отбирались пробы снега в тех же точках, что и 20 февраля и дополнительно пробы почвы и растений.

Отбор проб и первичная обработка проб снега проводился в соответствии с РД 52.04.186-89 п.5.1.2., п.5.1.3, отбор пробы почвы осуществлялся по ГОСТ 17.4.4.02-84.

Подготовка и первичная обработка проб проведена в аттестованной лаборатории ФГУ «АмТФГИ» в г. Зее, (бывшая межрайонная специализированная инспекция государственного экологического контроля и анализа Амургоскомэкологии). Аналитические работы по химическому анализу проб снега выполнялись в аккредитованных лабораториях СИАК ФГУ «АмТФГИ» (бывшая Благовещенская областная специализированная инспекция государственного экологического контроля и анализа Амургоскомэкологии - БОСИГЭКА, аттестат об аккредитации № РОСС RU.0001.511649, от 17.06.99r), проб снега, почв и растений - в аккредитованном Аналитическом Центре химического факультета МГУ.

Основное внимание при проведении аналитических исследований уделялось образцам снега с целью выявления состава и количеств веществ, образующихся во время сгорания КРТ и оседающих на поверхность. Проводился анализ по определению содержания в снеге перхлората аммония, нитратов, нитритов, формальдегида.

Объектом исследования являлись пробы снега, отобранные в районе падения 1-й ступени ракеты «Старт-1» до запуска - фоновая проба, и после запуска ракеты. В отобранных пробах выполнялись измерения состава снега по взвешенным веществам, сухому остатку, рН, хлоридам, сульфатам, солям аммония, гидрокарбонатам, кальцию, магнию, калию, натрию, ртути и алюминию.

Анализ результатов, полученных в СИАК ФГУ «АмТФГИ» г. Благовещенска и Аналитического центра химического факультета МГУ им. Ломоносова, г. Москва показал, что при падении 1-й ступени РН «Старт-1» не произошло загрязнения объектов окружающей среды продуктами сгорания ракетного топлива: перхлорат аммония (СlO₄), формальдегид (Н₂СО) хлор, нитриты ни в одной пробе снега, отобранной до и после пуска не обнаружены. Содержание нитратов и солей аммония во всех пробах ниже ПДК воды рыбохозяйственных водоемов.

Содержание макрокомпонентов (натрий, калий, магний, кальций, хлориды, сульфаты, фосфаты, соли аммония) до и после запуска находится в одних пределах, на уровне природного фона. Анализ результатов контроля проб растений и почвы показывает, что все определенные показатели также находятся на уровне природного фона, что говорит об отсутствии влияния падения отделившейся ступени данного запуска на окружающую среду

Результаты замеров мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, выполненных с помощью дозиметра- радиометра бытового АНРИ-01-02 «СОСНА» составляют 0,003 до 0,020 мР/час, и находятся в пределах естественного фона.

Таким образом, содержание всех проконтролированных параметров в отобранных пробах снега, почвы и растений после запуска остались на фоновых уровнях.

Схема 1

Схема 2