Почему космический мусор становится все опаснее

20 October, 2021 | 28

Орбитальные ДТП или орбитальная бомбардировка

Почему космический мусор становится все опаснее

Небольшая вводная часть, космическим мусором считаются любые рукотворные космические объекты, уже не служащие никакой полезной цели, например отслужившие спутники, элементы ступеней ракет и т.д.

Все фрагменты космического мусора в околоземном пространстве размером более 10 сантиметров отслеживаются и заносятся в каталоги, что косвенно подтверждает всю серьезность проблемы космического мусора.

Наша с вами атмосфера защищает нас не только от небольших метеоритов, но и от мелкого мусора, который благополучно сгорает в ней. Только крупные спутники, космические корабли и орбитальные станции достаточно массивны, именно их обломки достигают поверхности планеты. Из-за редкости таких явлений, их траектории просчитывают заранее, чтобы обломки падали на так называемом кладбище космических кораблей. Такие места находятся в удаленном от берегов и закрытом для судоходства районе Тихого океана. Именно здесь приводнилась орбитальная станция "МИР" и скорее всего приводнится в недалеком будущем МКС.

Но возникают и нештатные ситуации и остатки падают на сушу. В 1979 году в Австралии упали фрагменты принадлежащей США орбитальной станции Skylab, в 1991 году в Аргентине — советской станции «Салют-7». Был даже случай, когда обломок российского спутника едва разминулся с самолетом.

Орбитальное "ДТП" произошло в 2009 году, когда в действовавший спутник связи Iridium 33 врезался нефункционирующий аппарат «Космос-2251». Причина в том, что как работающие спутники, так и космический мусор движутся по низкой околоземной орбите со скоростью 7–8 км/с, т.е. даже миллиметровый обломок металла превращается в убийственный снаряд со всеми вытекающими.

Методы борьбы с мусором

1. Контроль за мусором

Космические агентства России, США, Китая, Японии и Франции, а также Европейское космическое агентство (ЕSА) официально придерживаются принципов, которые призваны к снижению захламления орбиты. Так же при ООН был создан Межагентский координационный комитет по космическому мусору, площадка для координации усилий разных игроков. Данные ведомства по факту несут скорей имитационный характер какой-то деятельности, нежели разработкой конкретных регламентов.

2. Принуждение к приземлению

Околоземные спутники после отработки положенного срока переводятся на низкие орбиты, где в последствие они сгорают в плотных слоях атмосферы. На высоте 600 км остатки воздуха сильно тормозят аппарат, чтобы всего через несколько лет он вошел в плотные слои атмосферы и сгорел. Однако большая часть обломков кружит на высоте 700–1000 км, а здесь объект может существовать веками.

3. Орбитальное кладбище

Если со спутниками более менее понятно, то с засорением геостационарной орбиты, расположенной в 36 000 км над Землей такой фокус не пройдет. Это очень далеко, чтобы направить аппараты в обратный путь на Землю ради акта самосожжения атмосферой. Поэтому их уводят на так называемую "орбитальное кладбище". Она не используется работающими спутниками, поэтому там и складируют будущий космический мусор.

Космический субботник

Как можно догадаться не мусорить - это только пол дела. Что делать с тем мусором который уже кружит на орбите? Эксперты уверены, что количество мусора будет только расти, даже при условии если человечество больше не выведет на орбиту ни одного аппарата. Каждый новый обломок, после очередного космического ДТП, в свою очередь превращается в «снаряд» который может стать участником новых столкновений. Другими словами без генеральной уборке не обойтись, но как её организовать?

Все многочисленные разработки по уборке космического мусора можно разделить условно на два подхода. Первый, мусор можно тормозить лучом лазера или струёй плазмы, для того чтобы они сошли с обриты и сгорели, как было описано ранее. Второе, специальный аппарат-уборщик прикрепляется к обломку или целому спутнику и вместе с ним сходит с орбиты.

В 2018 году спутник RemoveDEBRIS, запущенный астронавтами с МКС, поочередно опробовал два способа ловли космического мусора. Он успешно зацепился за тестовый обломок гарпуном и поймал его специальной сетью.

Космический дворник в деле

Космический дворник в деле

Так RemoveDEBRIS вызвалось разработать робота-уборщика ClearSpace-1, который должен быть запущен в 2025 году для Европейского космического агентства (ЕSА). Целью уборки станет элемент ракеты Vega, запущенной в 2013 году. ЕSА планирует заплатить за эту услугу €86,2 млн, сумма сравнима со стоимостью запуска на орбиту нового спутника. Земным клининговым компаниям такие гонорары и не снились.

ClearSpace-1, поймал в клешни элемент ракеты Vega

ClearSpace-1, поймал в клешни элемент ракеты Vega

Продление работы спутникам

Проблема космического мусора существенно бы снизилась, если бы спутники работали дольше чем 10-15 лет, как сейчас. А так же если бы можно было продлевать их срок службы путем технического обслуживания.

Фактически спутники выводятся из эксплуатации не из-за выхода из строя систем, а после израсходования запасов топлива, что не позволяет корректировать орбиту и поддерживать нужную ориентацию в пространстве. Решением данной проблемы, сегодня занимается Northrop Grumman Corporation и ее дочерней компанией SpaceLogistics LLC, проект называется Mission extension vehicle (MEV). Суть его заключается в том, что аппарат MEV стыкуется с "уставшим" спутником и берет функции пополнения топлива на себя, фактически превращаясь в буксир-дозаправщик. Данный метод позволяет эксплуатировать спутник еще несколько лет, отсрочив его превращение в космический мусор. После завершения работы, MEV может увести спутник на орбиту-кладбище, где его разрушение не будет никому угрожать либо направить на Землю для последующего сгорания.

Так это будет выглядеть

Так это будет выглядеть

Выводы можно сделать следующие, для борьбы с космическим мусором нужно: не мусорить, продлевать работу существующих спутников, заблаговременное уводить их с орбиты и уборка уже существующего мусора. В противном случае, с таким безкультурием на околоземной орбите, даже не стоит смотреть в далекий космос.