Деятельность космодрома Байконур – яркий пример исторической экологической проблемы, поднятой лишь после распада СССР. Современная активность и масштаб деятельности на космодроме существенно ниже, чем в советское время, однако Байконур продолжает оставаться значительным источником воздействия на экосистемы Казахстана.
За 70 лет деятельности космодрома в районах падения отработавших ступеней ракет-носителей сформировались специфические ландшафты накопленного экологического вреда. Для оценки состояния этих ландшафтов в 2025 году ученые географического и химического факультетов МГУ имени М.В Ломоносова, Южного федерального университета, Пущинского научного центра биологических исследований совместно со Сколковским институтом науки и технологий начали работы по проекту РНФ «Технобиогеомы объектов накопленного экологического вреда ракетно-космической техники». Проект направлен на выявление индикаторов разновозрастных и разноплановых последствий ведения ракетно-космической деятельности, ответных реакций и скорости восстановления аридных экосистем.
Первый год исследований был посвящен изучению территорий, испытавших загрязнение наиболее токсичным компонентом ракетных топлив – несимметричным диметилгидразином (гептилом). В последние 5 лет ежегодно осуществлялись пуски 1-2 ракеты-носителя «Протон», использующей гептил, и в ближайшие годы планируется отказаться от их использования. Однако в начале 2000-ых на космодроме запускали до 10-12 «Протонов» ежегодно, поэтому в районах падения отработавших ступеней присутствует широкий спектр участков разновозрастного воздействия. Ученые сгруппировали места падения первой ступени РН «Протон» в 4 возрастные группы по времени, прошедшему с момента запусков (меньше 5 лет, 5 - 10, 10-15 и 15-25 лет). В мае 2025 г. на 27-ми таких участках, приуроченных к наиболее распространённым растительным сообществам белоземельнополынной формации, были отобраны пробы почвы для последующего количественного химического анализа на содержание ракетного топлива и продуктов его трансформации. Также были проведены исследования состава почвенного микробиома методом полногеномного секвенирования и состояния растительности.
Полученные результаты показали, что концентрация валового и подвижного гептила, водорастворимых нитратов, нитритов и аммония в почвах снижается от недавних мест падения к более старым. Так, средняя концентрация подвижного гептила на местах падения, случившегося менее 5 лет назад, составляет 0,82 мг/кг, а на участках, где падения происходили 15 – 25 лет назад, снижается до 0,06 мг/кг. Это объясняется тем, что гептил и продукты его трансформации превращаются в труднорастворимые соединения, недоступные растениям и микроорганизмам, или улетучиваются.
Исследователи установили сходство состава почвенного микробиома между недавними местами падения, старыми местами и фоновыми участками, не нарушенными ведением ракетно-космической деятельности. На уровне семейств в почве преобладали Стрептомицеты (>15%) из одноименного порядка. Примерно по 5% приходилось на долю Pseudonocardiaceae, Mycobacteriaceae и Micromonosporaceae (все три из порядка Актиномицеты). На уровне класса абсолютно преобладали Актиномицеты (45 - 65%). На долю Альфапротеобактерий приходится около 25%, а следующие по обилию Бетапротеобактерии и Гаммапротеобактерии дали около 10%. При этом обследованные участки отличаются друг от друга по представленности тех или иных групп микроорганизмов, но стабильных отличий, которые отражали бы динамику микробиома с течением времени с момента падения ступеней ракеты, не выявлено.
Состав почвенных грибов оказался еще однообразнее. Обследованные разновозрастные места падения не отличались друг от друга и фоновых территорий и в отношении метаболического потенциала почвенного микробиома. «Таким образом, не подтвердилась проверяемая нами гипотеза о том, что при загрязнении почв несимметричным диметилгидразином, содержащим азот, повышается обилие микроорганизмов, специализирующихся на разложении его соединений. Полученные результаты позволяют утверждать, что падение первых степеней ракет-носителей «Протон» не оказывает длительного и существенного воздействия на состав микробиома почв Центрального Казахстана», – прокомментировал старший научный сотрудник географического факультета МГУ Иван Семенков.
Исследование растительности в местах падения ступеней «Протонов» не выявило следов долговременного воздействия. «По показателям биоразнообразия места падения возрастом до 10 лет несущественно отличаются от фоновой растительности, а более поздние уже соответствуют ей. По влиянию на показатели растительного покрова воздействие ступеней ракет сопоставимо с воздействием пожаров, которым ландшафты районов падения подвергаются с периодичностью раз в 10-20 лет. Независимо от возраста, на ¾ обследованных мест падения по показателям дигрессии общее состояние растительного покрова не ухудшилось; в остальных случаях снижалось покрытие сообществ и росло число видов-однолетников, что не является чем-то необычным в условиях пустыни. При этом все выраженные нарушения растительного покрова проявляются на площади 80-320 м2, что также свидетельствует об отсутствии масштабного влияния падения ступеней на природные сообщества», – отметил научный сотрудник географического факультета МГУ Сергей Леднев.
«Таким образом, наличие гептила и продуктов его трансформации не привело к длительным и существенным изменениям свойств почв, качественного и количественного состава почвенного микробиома, состояния растительности. Вероятно, это следствие способности гептила к быстрой трансформации с образованием менее токсичных продуктов, которые не вызывают специфических изменений в свойствах почв и живых организмов», – резюмировала руководитель проекта заведующая лабораторией экологической безопасности географического факультета МГУ Татьяна Королева.
В 2026 году коллектив планирует выполнить аналогичный объем работ на местах падения первых ступеней ракет-носителей «Союз» в Центральном Казахстане, где фиксировались наибольшие по площади и концентрациям проливы другого топлива – ракетного керосина.
Проект РНФ №25-74-20011 «Технобиогеомы объектов накопленного экологического вреда ракетно-космической техники» выполняется по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов.
На фото: Исследование экосистем в районе падения первой ступени РН «Протон» (Казахстан). Автор фото Сергей Леднев
