Ученые ТГУ разработали физико-математическую модель, которая поможет прогнозировать степень загрязнения окружающей среды в районах падения фрагментов отделяющихся частей ракет-носителей.
ФГУП «Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры» и Главное управление МЧС России по Томской области планируют использовать эту модель при оценке экологических последствий пусков ракет-носителей «Ангара» с космодрома «Плесецк» и «Протон-М» и «Союз» с космодрома «Байконур» в районах падения отделяющихся частей в Томской области и Республике Алтай.
В соответствии с договором между «Роскосмосом» и администрацией Томской области определены 12 участков территорий, используемых под районы падения при пусках с космодромов «Байконур» и «Плесецк». Так как компонентами ракетного топлива являются керосин, жидкий кислород (ракеты-носители «Союз», «Зенит», «Ангара») и токсичный несимметричный диметилгидразин (гептил) (ракета-носитель «Протон-М»), попадая в атмосферу и на поверхность Земли в виде облака капель, они могут принести определенный экологический ущерб.
– Мы живем в двухфазных средах, потому что нет абсолютно чистой среды, например, в воздухе есть частицы пыли, осадки, в реке – ил и так далее. В основном изучены процессы движения твердых частиц – пылинки, песок. Мы же исследуем более сложные процессы – движение деформируемых частиц: капель и пузырьков, – рассказывает профессор ТГУ, заведующий отделом газовой динамики и физики взрыва НИИ ПММ Владимир Архипов.
Как поясняет Владимир Афанасьевич, при осаждении облака капли могут испаряться, дробиться, сливаться, их может уносить ветром, они могут застывать. Моделей, описывающих данные процессы для компонентов ракетного топлива с учетом погодных условий, ранее не было.
– Перед каждым пуском ракеты мы запрашивали прогноз погоды, учитывали розу ветров, скорость, направление ветра, температуру воздуха, – говорит Владимир Архипов. – Благодаря экспериментальным исследованиям процессов деформации, дробления, коагуляции и испарения капель, в нашей физико-математической модели учтены все условия, а также возможные процессы при движении капель.
Исследование проходит в рамках гранта РНФ «Экспериментально-теоретическое исследование процессов динамического взаимодействия консолидированной системы частиц дисперсной фазы в двухфазных потоках», научный руководитель – профессор ТГУ Владимир Архипов. В разработке модели принимал участие профессор ТГУ Алексей Ткаченко, экспериментальные исследования проводили доценты Анна Усанина и Евгений Маслов, старший научный сотрудник Сергей Басалаев и аспирант Николай Золоторев.