Чем грозит космический мусор и как с ним хотят бороться

Недавно NASA пришлось отменить выход в открытый космос за час до его начала, а несколькими неделями ранее астронавты на Международной космической станции экстренно прятались в своих кораблях из-за риска критического повреждения. Причина всех этих инцидентов – космический мусор. Что это, откуда он берется и какую угрозу несет, пишет РБК-Украина. Сегодня сателлиты играют значительную роль в нашей жизни. Благодаря спутникам мы можем пользоваться мобильной связью, интернетом, навигаторами, а также прогнозировать погоду, появление катаклизмов или даже урожай. Однако эти аппараты не вечны и после окончания срока эксплуатации или выхода из строя превращаются в космический мусор.

«Свалку» образуют и части космических ракет, обломки уничтоженных спутников, элементы обшивки, инструменты, выпавшие из рук астронавтов, и другие объекты. По данным Стратегического командования США (USSTRATCOM), в околоземном пространстве вращаются более 20000 крупных объектов. Среди них более 2000 сателлитов, и каждый год их становится больше. Одних лишь ступеней ракет на низких орбитах насчитывается около 900. А если речь идет об объектах меньше одного сантиметра, то их миллионы.

По словам координатора космических программ группы Noosphere Натальи Боротканич, в общем сегодня вокруг Земли вращается около 130 млн небольших объектов, размером до 1 сантиметра, которые превратились в мусор. Несмотря на свой небольшой размер, они представляют значительную угрозу как для космических аппаратов, так и для астронавтов, поскольку движутся хаотично и с высокой скоростью – около 8 километров в секунду.

Крупнейшим «создателем» мусора в космосе является Россия, за ней следуют США и Китай. Именно эти три государства ответственны за почти 90% неуправляемых космических объектов вокруг Земли. Недавно Россия создала еще более полутора тысяч обломков, уничтожив в ходе испытаний космического оружия свой старый спутник «Космос-1408», находившийся на низкой орбите.

Маленькие обломки – большие проблемы
Даже самая маленькая частица может привести к серьезным проблемам в космосе. Например, в 1983 году мельчайшая песчинка, размером менее одного миллиметра, столкнулась с иллюминатором американского космического шаттла «Челенджер», образовав на нем серьезную трещину. В июле 1996 года французский спутник пересекся с фрагментом третьей ступени тоже французской ракеты Arian, а в 2009 году сателлит американской компании Iridium – с «мертвым» российским аппаратом «Космос-2251».

Недавнее уничтожение российского спутника также наделало шума, ведь в результате образовалось облако обломков, которое каждые 90 минут пролетает мимо Международной космической станции, угрожая жизни астронавтов. В опасности и китайская космическая станция и тайконавты, которые находятся на ней.

«Россия продемонстрировала сознательное пренебрежение безопасностью и стабильностью космического пространства для всех стран. Обломки, созданные российским DA-ASAT, будут представлять угрозу для деятельности в космическом пространстве в течение следующих лет, подвергая риску спутники и космические миссии, а также заставляя делать больше маневров для избежания столкновений. Космическая деятельность лежит в основе нашего образа жизни, и такое поведение просто безответственно», – заявил командующий Космических войск США, генерал Джеймс Дикинсон, комментируя российские испытания.

Избежать столкновения космического мусора с МКС возможно, потому что она периодически маневрирует и меняет свою орбиту, но с другими космическими аппаратами все гораздо сложнее. Большинство сателлитов не оборудованы средствами, которые позволяют маневрировать. А столкновения спутников с космическим мусором будут порождать новые обломки.

Свалка на орбите. Чем грозит космический мусор и как с ним хотят боротьсяРоссияне сбили старый советский спутник и поставили под угрозу МКС (фото: pixabay)

«Самое страшное, что так называемый «эффект Кесслера» вполне возможен. Это произойдет тогда, когда маленький обломок космического мусора попадет в другой, тот расколется на несколько частиц, которые, в свою очередь, спровоцируют еще несколько десятков столкновений. Эти десятки – сотни. Сотни – тысячи, и, наконец, по низкой околоземной орбите пронесется смерч из мелкого космического мусора, который, как шрапнелью, уничтожит если не все, то большую часть сателлитов, которые обеспечивают нам интернет и связь 24/7. Тогда об освоении космоса придется забыть», – рассказал РБК-Украина бывший сотрудник NASA Дорж Бату.

Частично это и произошло в результате российских испытаний. Поскольку полторы тысячи неконтролируемых обломков спутника уже закрыли для человечества часть космического пространства. По мнению экспертов, масштабная цепная реакция может произойти не сразу, а постепенно, и в конце концов человечество, привыкшее к благам, которые обеспечивают спутники, погрузится в темноту. Придется возвращаться к проводным телефонам, бумажным картам, о прогнозе погоды на несколько дней вперед вообще можно будет забыть, а моряки снова будут ориентироваться по звездам.

«Эффект Кесслера» также сделает невозможным полеты космических кораблей и запуск новых спутников. Как пояснила Боротканич, сегодня для того, чтобы лететь в космос или вывести на орбиту спутник, проверяется вся навигация, чтобы в это время на пути ракеты и самого сателлита не пролетал ни один объект в космосе. Если орбита будет засоренной, то об освоении Луны и Марса, и вообще любых космических путешествиях придется забыть.

«Нужен абсолютно чистый путь, а если такой возможности не будет из-за тонн обломков на орбите, то, конечно, космос мы просто потеряем», – отметила эксперт, добавив, что такой ситуации можно избежать, если уже сегодня начать борьбу с космическим мусором.

Кладбище мертвых спутников
Отработанные спутники и другие относительно небольшие объекты, которые находятся на низкой орбите, под влиянием земного притяжения сходят со своего маршрута и сгорают в слоях атмосферы. Но не все. Вокруг нашей планеты до сих пор вращаются аппараты, запущенные еще в 60-х годах прошлого века, которые стали космическим мусором.

Существует и другая орбита – геостационарная, расположенная на высоте около 36,5 тысяч километров над землей. На ней находятся спутники связи, которые, по сути, «застыли» над одной территорией.

«В тех местах, которые густонаселенные, например, США и Европа, там уже нет места на геостационарной орбите, поскольку спутников вывели много. Поэтому в последнее время в мире складывается устойчивая тенденция, что спутник, отработавший свой ресурс на этой орбите, должен освободить место для следующего. Он должен быть сведен с этой орбиты», – рассказал РБК-Украина начальник отделения информационного обеспечения КБ «Южное» Сергей Полуян.

Спутники, которые выводятся на геостационарную орбиту, обычно оборудованы двигателем, который позволяет поднять аппарат еще выше, на так называемую «орбиту захоронения», и освободить место для нового сателлита. Кроме двигателей, некоторые сателлиты также имеют солнечный парус, который с помощью импульса позволяет аппарату свободно перемещаться в космосе. Однако убирают свои спутники с орбит далеко не все.

Свалка на орбите. Чем грозит космический мусор и как с ним хотят боротьсяОрбита Земли загромождена старыми спутниками и обломками ракет (фото: ESA)

В начале следующего года на солнечно синхронную орбиту отправится украинский спутник «Сич-2-30». Поскольку к таким аппаратам как «Сич» требований по сведению с орбиты нет, то по истечении своего срока эксплуатации украинский сателлит превратится в мусор, а со временем под действием притяжения сойдет с орбиты и сгорит в верхних слоях атмосферы.

По словам Боротканич, на сегодняшний день существует два пути решения проблемы космического мусора: уборка и предупреждение появления нового. По ее мнению, должен появиться космический закон, который заставит компании комплектовать спутники двигателем, который бы сводил аппараты в атмосферу или поднимал на орбиту захоронения. Чтобы они ничего не оставляли за собой на орбите.

Определенную роль в уменьшении количества космического мусора играют и многоразовые ступени ракет. Самый яркий пример – Falcon 9 компании американского миллиардера Илона Маска. Первая ступень ракеты возвращается на Землю, приземляется на платформу, и может использоваться еще раз, тогда как вторая ступень после выведения полезного груза на орбиту возвращается в атмосферу и сгорает. Кроме того, SpaceX научилась успешно возвращать на Землю обтекатели полезной нагрузки, снабдив их двигателями.

Однако, по мнению Доржа Бату, многоразовые ракеты не могут спасти ситуацию, а лишь тормозят ее ухудшение. Да и не все компании идут по стопам Илона Маска. Причина, как пояснил Полуян, заключается в том, что использование многократных степеней неэффективно с финансовой точки зрения.

«Давайте будем честны, успех SpaceX – это прежде всего демонстрация очень правильной национальной космической политики США. SpaceX получает серьезное финансирование от NASA и она может себе позволить заниматься первыми ступенями, которые спасают, в том числе благодаря этой помощи. Кроме SpaceX, никто этим особо не занимается сейчас», – сказал представитель конструкторского бюро.

В то же время, по словам Полуяна, в КБ «Южном» есть наработки собственных многоразовых ракет, например, развитие проекта «Циклон-4М» под названием «Циклон-5». Однако сегодня задача создать ракету с многократными степенями перед конструкторским бюро не стоит. «Мы готовы, у нас есть наработки, но нам нужно, чтобы кто-то эту задачу поставил», – отметил он.

Космический клининг-сервис
А что же делать с тем мусором, который уже находится на орбите? Идей по этому вопросу сегодня в мире множество. Например, технология заправки спутников на орбите. Яркий пример – миссия MEV от Northrop Grumman. В 2020 году космический заправщик MEV-1 заправил «мертвый» спутник Intelsat 901, продлив его «жизнь» до 2025 года. Через несколько месяцев после этого в космос отправился аппарат MEV-2, чтобы «спасти» спутник Intelsat 10-02.

Украинцы также не остаются в стороне. В начале этого года украинская команда FireWay победила в международном космическом хакатоне NASA, предложив идею универсального коннектора для спутников, который позволил бы любому аппарату дозаправить сателлит или подцепить для транспортировки.

«Но все эти меры не решают конкретную проблему – уменьшение количества уже имеющегося мусора. Существует множество стартапов и разработок, целью которых, собственно, является захват мусора и вывод его в атмосферу или затопление в безопасном участке Мирового океана, или же выталкивание его как можно дальше от Земли», – пояснил Бату.

Свалка на орбите. Чем грозит космический мусор и как с ним хотят боротьсяУкраинцы придумали «эвакуатор» для космического мусора (фото: пресс-служба КБ «Южное)

Самая действенная из предложенных сегодня технологий, которая бы позволила «утилизировать» уже «мертвые» спутники и собирать мусор, – это идея космических «эвакуаторов». Представьте себе аппарат, который мог бы подлететь к нужному спутнику, присоединиться к нему, дозаправить или же свести с орбиты. Разработкой такого «эвакуатора» занимаются в Украине. КБ «Южное» в кооперации с компанией «Курс» работают над проектом «Орбитальный сервис».

«Мы предлагаем рынку космический аппарат, который может на геостационаре выполнять дополнительные функции, например, сведение отработанного спутника с орбиты, продление срока эксплуатации сателлита путем дозаправки. Есть такой у нас инвестиционный проект, мы сейчас ищем партнеров, которые могли бы вместе с нами принять участие в его реализации», – рассказал Полуян.

Компании по всему миру предлагают различные варианты захвата космического мусора, будь то специальная сетка, либо же фал, предложенный в Японии, которым можно захватывать спутники, чтобы сводить их с орбиты. Но все эти идеи существуют только в теории и еще не испытывались в космосе. Недавно Новая Зеландия подписала с частной компанией Astroscale договор на создание аппарата, который мог бы утилизировать по три объекта космического мусора за один полет.

Еще один контракт с Astroscale подписала Япония. В рамках этого договора планируется сведение с орбиты второй ступени ракеты, которая осталась после одного из прошлых запусков. Бизнес проявляет все больше интереса к космическому мусору. Осенью этого года соучредитель Apple Стив Возняк заявил о создании компании, которая будет заниматься мусором вокруг Земли.

Ссылка на наш Telegram-канал: dneprcomchannel

Главный редактор новостного портала DneprNews.info

Оцените автора
Новостной портал Днепра
Добавить комментарий