Пять миллионов для учёного

Николай Ульяновский, младший научный сотрудник Центра коллективного пользования научным оборудованием «Арктика», стал первым представителем САФУ, удостоенным гранта Российского фонда фундаментальных исследований в размере 5,1 млн рублей на три года.

titul_photo.jpgАвтор фото: Полина Нечаева

─ На какую тему вы писали научную работу?

─ Я занимаюсь исследованием ракетного топлива на основе гидразинов. Гидразины — это высокотоксичные соединения, которые могут оказывать негативное влияние на окружающую среду. Они обладают мутагенным, канцерогенным и тератогенным (прим. автора — нарушение эмбрионального развития под воздействием некоторых физических, химических и биологических факторов) действием. Поэтому их необходимо контролировать и определять в окружающей среде.

─ Как гидразины попадают в окружающую среду?

─ Например, при запуске ракет-носителей с космодрома «Плесецк». Когда в ступени ракеты-носителя заканчивается топливо, ступень отделяется, после чего она падает в районе, расположенном по трассе запуска.

После отделения в ступени может содержаться неизрасходованное топливо в количествах от нескольких до сотен килограмм.

Часть топлива испаряется, часть сгорает, а часть попадает в почву, связывается ею и сохраняется длительный период времени. В почве гидразины, помимо химической и физической сорбции, подвергаются трансформации с образованием широкого спектра соединений различной степени токсичности.

middle_1.jpg
Автор фото: Полина Нечаева

─ В чём специфика данного исследования?

─ Особенность районов падения в нашей области заключается в том, что на этих территориях доминируют торфяно-болотные почвы, где содержание органического вещества 90% и более. Такая почва — довольно сложный объект для исследования. Необходимо понимать, что происходит при попадании гидразинов в почву, во что они трансформируются, как долго сохраняются.

На основе получаемых данных мы пытается предложить новые способы и подходы для извлечения гидразинов и продуктов их трансформации из почвы, а также разработать методики высокочувствительного определения гидразинов на сверхнизких уровнях концентраций. Всё это необходимо для оценки и прогнозирования состояния окружающей среды.

─ Насколько большой радиус загрязнения почв от места падения ступени? И как долго гидразины сохраняются в почве?

─ Характер загрязнения локальный. На основе работ, которые мы проводили ранее, можно сказать, что на удалении 10 метров от места падения концентрация экотоксикантов сильно снижается. Но при этом загрязнения являются довольно устойчивыми. Даже спустя более 10 лет после падения ступени мы находим высокие концентрации.

─ Если загрязнение гидразинами настолько вредное, то почему не используют более экологичное топливо?

─ Лучше гидразиновых топлив пока ещё ничего не придумали. Единственными используемыми и более экологичными аналогами являются керосин и твёрдое ракетное топливо. Но в отличии от них, топливо на основе несимметричного диметилгидразина в паре с тетроксидом азота, как окислителем, обеспечивает высокий удельный импульс тяги реактивного двигателя при простоте обращения (не требуется использование низких температур, в отличие от пары керосин-жидкий кислород), низкой коррозионной активности и способности к самовоспламенению, что позволяет упростить конструкцию двигателя ракеты.

Так как Россия является одним из лидеров мировой ракетно-космической индустрии, то от использования гидразинов, я думаю, мы пока не откажемся.

middle_2.jpg
Автор фото: Полина Нечаева

─ Как попадаете в районы падения ступеней ракет и отбираете пробы почв?

─ По договору с космодромом «Плесецк», Центр коллективного пользования «Арктика» занимается мониторингом районов падения. Я неоднократно участвовал в отборе проб. Так как районы падения труднодоступны и находятся в болотистой местности, добраться туда можно только с помощью вертолета.

С воздуха мы находим ступень ракеты, лежащую на земле. Из-за болотистой местности вертолет приземлиться не может, поэтому, в случае возможности, он зависает на поверхности болота, а мы максимально быстро стараемся добраться до ступени и отобрать необходимое количество проб.

На самом деле, эта работа очень сложная, ведь по дороге к месту отбора проб необходимо нести с собой дополнительное снаряжение: лопаты, пробоотборники, подготовленные емкости для проб и т.д. Это всё делается максимально быстро, так как вертолет — не самый дешевый транспорт.

Если есть возможность, то во время таких «вылазок» отбираем пробы не только для нужд космодрома, но и для своих научных целей.

─ Вы один занимаетесь этим исследованием, или у вас есть целая команда?

─ В естественных науках работать в одиночку невозможно. Все работы связаны с гигантским количеством экспериментов, один человек делать их будет крайне долго. Нас около десяти человек.

middle_3.jpg
Автор фото: Полина Нечаева

─ Не задумывались ли вы, как успешный молодой учёный, о переходе на работу в столичные вузы или научные учреждения?

─ В САФУ создана такая научная база, как ЦКП НО «Арктика», в которой, благодаря наличию самого современного оборудования, проводятся исследования мирового уровня. Поэтому, искать где-то место работы лучше текущего для меня не имеет смысла. Как говорится, лучшее — враг хорошему. Например, насколько я знаю, в МГУ нет такой приборной базы, какая собрана в нашем ЦКП.

Сотрудничаете ли вы с другими учёными, работающими по научной теме, близкой к вашей?

─ При защите диссертационной работы по теме, связанной с ракетным топливом, мне пришел отзыв из Казахстана от человека, который возглавляет исследования, подобные моим. Отзыв был положительный, сейчас мы с ним постоянно поддерживаем связь, обмениваемся идеями и опытом.

Помимо этого, мы давно сотрудничаем со специалистами Московского государственного университета, в том числе и по определению гидразинов и продуктов их трансформации в объектах окружающей среды.

middle_4.jpg
Автор фото: Полина Нечаева

— На что вы собираетесь потратить грант?

— В гранте, помимо зарплаты, предусмотрены расходы, связанные с участием в конференции всероссийского или международного уровня. Значительная часть средств будет направлена на приобретение вспомогательного оборудования и расходных материалов. Увы, невозможно априори определить всё, что понадобится в работе. Чаще необходимость в тех или иных материалов диктуют получаемые результаты, это могут быть, например, хроматографические колонки, аналитические стандарты, органические растворители и другое.

Наверх