Загрязнение космического пространства

ЗИЛ-164 Расход топлива Размеры Грузоподъемность Объем бака История

Отзывы

Перспективные способы уборки околоземной орбиты

Несколько лет назад Николас Джонсон, работающий в агентстве NASA, предложил вывести на орбиту гигантский (диаметр 1,8 километра) воздушный шар, заполненный аэрогелем. По мнению конструктора, пористая оболочка аппарата будет улавливать мелкие объекты и уменьшать их скорость, после чего они просто сгорят в атмосфере. Однако непонятно, сколько времени выдержит сам шар подобную «бомбардировку», и не станет ли он помехой для действующих космических аппаратов.

Оригинальную идею уборки орбиты предложил французский инженер Джонатан Миссель. Он разработал проект спутника Sling-Sat, оснащенного специальным манипулятором. Аппарат должен был раскручиваться, словно праща Давида, и запускать фрагмент в сторону, где его вход в атмосферу гарантирован. А затем направляться к следующему.

Сеть для очистки орбиты от китайских инженеров. Пока этот «мусорщик» существует только в проектах

Были проекты космических аппаратов с солнечным парусом и направленных взрывов в невесомости. Весьма популярным способом борьбы с мусором являются лазеры. Однако все вышеперечисленное пока существует только в теории.

Японцы предложили использовать для «ловли» неработающих спутников электростатические неводы. В начале 2017 года на орбиту был выведен корабль «Конотори-6», который попытался проверить на практике указанный способ. Правда, вместо сети его оснастили длинным металлическим тросом, по которому был пропущен ток. По замыслу разработчиков, он должен был притягивать мелкие фрагменты мусора, и затем отправлять их в плотные слои атмосферы. К сожалению, этот эксперимент потерпел фиаско.

Однако в любом случае эту проблему решать придется, причем уже в ближайшем будущем. Потому что она может полностью закрыть для человечества космическое пространство, прекратив не только научные исследования, но и любую хозяйственную деятельность на орбите планеты.

Автор статьи:
Никифоров Владислав

Характеристики космического мусора

В настоящее время в районе низких околоземных орбит вплоть до высот около 2000 км находится, по разным оценкам, порядка 220 тыс. (300 тыс. по данным Управления ООН по вопросам космического пространства, октябрь 2009) техногенных объектов общей массой до 5000 тонн. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число подобных объектов поперечником более 1 см достаточно неопределенно и может достигать 60 000—100 000. Лишь небольшая их часть (порядка 10 %) была обнаружена, отслеживается и внесена в каталоги с помощью наземных радиолокационных и оптических средств. Например, на 2013 год каталог Стратегического командования США содержал 16 600 объектов (в основном, размером более 10 см), большая часть которых была создана СССР, США и Китаем. Российский каталог, ГИАЦ АСПОС ОКП (ЦНИИмаш), содержал в августе 2014 года 15,8 тыс. объектов космического мусора, а всего на околоземных орбитах находилось более 17,1 тыс. объектов (включая действующие спутники), столкновение с любым из которых приведет к полному разрушению КА.

Около 6 % отслеживаемых объектов — действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, и около 55 % — отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации.[источник не указан 1489 дней]

Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением, плоскости которых пересекаются, поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет около 10 км/с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. Примером может послужить первый случай столкновения искусственных спутников: Космос-2251 и Iridium 33, произошедший 10 февраля 2009 года. В результате оба спутника полностью разрушились, образовав свыше 600 обломков.

Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это НОО, геостационарная орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.; по другим оценкам (на 2014 год): Россия — 39,7 %; США — 28,9 %; Китай — 22,8 %, остальные страны — 8,6 %.

Литература

Модификации

В компьютерных играх

Сложности работы космического дворника

Для начала немного о специфике космического мусора. Во-первых, его частицы не висят на месте, ожидая что вы придёте и заберёте их. На орбите вообще ничего не висит. Каждая частица несётся вокруг Земли по своей замороченной орбите на огромнейшей скорости. Во-вторых, частицы в космосе расположены на огромных расстояниях друг от друга. Проведём мысленный эксперимент. Возьмём иприземлим» на поверхность планеты все фрагменты космического мусора размером от 1 до 10 сантиметров. Таких кусков насчитывается примерно 670 тысяч. Соответственно, на каждый придётся 76 квадратных километров земной поверхности. То есть в пределах МКАД в Москве будет лежать всего 10-11 штук.

Это очень редко расположенные и очень быстро летящие фрагменты. Собирать их нужно по одному, для подбора каждого придётся вычислить его орбиту, подойти на нужной скорости и осуществить захват, после чего отправиться к следующему. А смена орбиты в космическом пространстве — это очень энергоёмкая операция. Так что переработка собранного мусора — это последняя из проблем. Для начала нужно его найти и собрать.

Космическая пена-паутина, магниты для мусора и электрогарпуны

Следующий логичный шаг после наблюдения — уборка. Правда, впервые техногенный космический мусор на низкой околоземной орбите был пойман только в 2019 году британским спутником RemoveDebris с помощью продвинутых гарпуна и сети.

RemoveDebris ловит обломок спутника на орбите

Успехи в этом направлении также делает японская компания Astroscale — в марте их новый спутник ELSA-d был запущен на орбиту. В ближайшие месяцы он начнет борьбу с мусором: с помощью мощного магнита будет хватать другие спутники и сбрасывать их на более низкую орбиту, где они будут сгорать при входе в атмосферу. Правда, пока что ELSA-d умеет захватывать только спутники с совместимыми стыковочными пластинами (сейчас они установлены на спутниках OneWeb). 

В беседе с RB.RU Элисон Хауэлетт, специалист по связям с общественностью Astroscale, отметила, что компания планирует еще несколько миссий. Ближайшая, по мониторингу разгонного блока ракеты, начнется в течение пары лет в сотрудничестве с японским агентством аэрокосмических исследований JAXA. Кроме того, отделения компании в США и Израиле работают над превентивными мерами — продлением срока службы спутников на геостационарной орбите.

Довольно близко к реализации проекта сбора мусора приблизилось и ESA — спонсируемый им швейцарский проект ClearSpace разрабатывает аппарат, который в 2025 году должен захватить манипуляторами старый адаптер полезной нагрузки, оставшийся на орбите от европейской ракеты Vega, и свести его в атмосферу Земли для уничтожения.

Перспективный проект есть и у ученых «Российских космических систем», но пока он реализован только на бумаге. Сотрудник холдинга, инженер-исследователь Мария Баркова, еще в 2012 году изобрела концепцию орбитального мусороуничтожителя. По задумке, для ловли мусора используется специальная титановая сеть: фрагменты улова дробятся внутри, затем с помощью химической реакции перерабатываются в жидкое состояние и используются в  качестве реактивного топлива. Такой цикл позволит чистильщику работать до 10 лет.

Другой громкий российский проект — StartRocket. Они планируют уменьшить количество космомусора с помощью собственной пенной липкой ловушки. В теории это выглядит так: несколько малых самоуправляемых спутников захватывают фрагменты космического мусора и спускают их с орбиты с помощью клейкой пены на основе полимеров, после чего мусор сгорает в атмосфере. В настоящее время StartRocket проводит серию экспериментов, а первый орбитальный тест запланирован на 2023 год. Параллельно стартап работает над использованием солнечного света для показа рекламы из космоса.

Аппарат Startrocket

Это только часть проектов по космической уборке — большое количество идей остаются нереализованными или ждут финансирования. Но способов противодействия космическому мусору разработано действительно много: от распространенных вроде дробления крупных фрагментов и увода с орбиты, до оригинальных вроде сбивания лазером и переработки в топливо. 

Читайте по теме: «Если мы будем мешать астрономам работать, пусть сделают перерыв»

Как подчеркнул Владилен Ситников, основатель StartRocket, все концепции можно разделить на два основных формата: ударный (например, гарпун, лазер и т.д.) и захватный (магниты, пена, манипуляторы, сетки и т.д.). По словам Марии Барковой, причина разнообразия в том, что какой-то один способ противодействия для всех типов космического мусора использовать невозможно. Например, мелкий космический мусор (менее 5 мм) не получится поймать сетью, а крупный космический мусор (более 10 см) бесполезно останавливать газом. 

На вопрос об экологичности методов борьбы с космическим балластом Владилен Ситников указал, что максимально безопасен тот способ, который не приведет к дальнейшему размножению мусора: «Физический контакт на орбите, тем более металлических объектов, рискует спровоцировать появление новых фрагментов. Скажем, лазерный луч или захват клешней порождает обломки более мелкой фракции. Тогда как пена, например, не обладает значимой массой, а значит и разрушительной силой, плюс со временем самостоятельно исчезает под действием космической радиации».

Методы уборки и уничтожения космического мусора

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. Хотя в ряду других рассматривались, например, проекты спутников, испаряющих обломки мощным лазерным лучом или меняющих их орбиту ионными пучками, или наземные лазеры, которые должны тормозить обломки для входа в атмосферу (Laser broom), либо аппарат, который будет собирать мусор для его дальнейшей переработки. Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет.

Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:

• Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».
• Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.
• Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».
• Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.

Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора: предотвращению орбитальных взрывов, сопутствующих полету технологических элементов, уводу отработавших ресурс космических аппаратов на орбиты захоронения, торможению об атмосферу и т. п.

Конструкция

Уборка космического мусора

Вопрос уборки мусора на орбите стоит очень остро. Главное затруднение вызывает большая скорость движения частиц – более 7 км/сек. На такой скорости частицы несут огромную угрозу в том числе и уборочной технике. Даже капля краски в этих условиях способна пробить оболочку скафандра. Что уж говорить об элементах из металла.

Низкоорбитальные обломки под действием силы притяжения сами в течение нескольких месяцев выходят с орбиты и сгорают в атмосфере, а вот элементы, движущиеся выше, могут находиться там сотнями лет. Потому вопрос уборки космического мусора очень важен.

Основные методы

Ученые работают в трех направлениях по очистке орбиты от мусора:

• утилизация на месте;
• изменение траектории движения в сторону Земли с дальнейшим сгоранием в атмосфере;
• сбор с последующим вторичным использованием и переработкой деталей.

Крупнейшие мировые державы тратят миллиарды на запусти спутников и ракет, потому возможность их многократного использования даст существенное снижение затрат в области изучения космоса.

Разработки специальных уловителей также активно ведутся во многих государствах. Собранный мусор при этом предлагается направлять к Земле, где он сгорит в атмосфере. Не меньше внимания уделяется крупным обломкам, способным преодолеть расстояние до земли и нанести ущерб людям. Поэтому все крупные остатки спутников и ракет находятся под постоянным наблюдением ученых.

Уничтожение мусора лазером также рассматривалось как один из способов утилизации, но оказалось, что лазер способен только изменить траекторию движения обломков. Но технология изучается до сих пор, так как изменяя траекторию, можно направлять куски мусора в атмосферу земли.

Таким образом, проблема мусора актуальна не только на Земле, но и далеко за пределами. И тот факт, что космические обломки не видны невооруженным глазом, еще не говорит о том, что проблему можно игнорировать.

Общие понятия

На небе можно увидеть такие известные и отслеживаемые спутники и обломки:

• Зеленые точки- это функционирующие спутники;
• Серые- неактивные, но работающие спутники;
• Красные точки- изношенные спутники и обломки.

Космическое Агентство Европы выявило, сколько мусора в космосе крутится сегодня:

• Примерно двадцать девять тысяч обломков величиной до десяти сантиметров;
• Шестьсот семьдесят тысяч — размером от сантиметра до десяти;
• Больше ста семидесяти миллионов обломков величиной не более сантиметра.

Общая масса мусора около орбиты оценивается в шесть тысяч тонн, а скорость его полета достигает примерно 56000 км/ч.

За последнюю половину столетия в космос запустили примерно семь тысяч спутников, из которых половина, как и прежде, вращается на орбите, а тысяча находится в активности.

Способы решения проблемы

Все существующие и перспективные пути решения проблемы космического мусора вокруг Земли можно разделить на две большие группы: профилактика и уборка.

К профилактическим мерам относят:

• снижение веса запускаемых аппаратов;
• усиление защиты;
• увеличение срока эксплуатации;
• обязательная утилизация КА;
• повышение маневренности.

Такие решения способны замедлить дальнейшее «замусоривание» пространства, но они не уберут объекты, уже находящиеся там. Сегодня проверенных и надежных средств борьбы с орбитальным мусором не существует. Ниже приведены проекты, над которыми работают ученые.

Лазеры

По замыслу инженеров, лазерный луч будет буквально испарять опасные объекты. Сейчас российские ученые ведут работы над созданием подобной системы для защиты МКС.

Гарпун и невод

Идея в том, чтобы захватывать нефункционирующие аппараты с помощью сверхпрочной сети или гарпунить их, а затем отправлять в плотные слои атмосферы. В начале 2021 года она была успешно испытана – британский аппарат RemoveDEBRIS сумел захватить фрагмент спутника.

Воздушные шары для мусора

Данный проект называется GOLD System. Большой и тонкий воздушный шар должен оборачивать фрагменты мусора, увеличивая их аэродинамическое сопротивление.

Буксир с солнечным парусом

Исследовательский центр Surrey Space Centre работает над космической системой уборки мусора с солнечным парусом. Аппарат HybridSail с помощью троса будет цеплять фрагменты, разворачивать парус и уводить их с орбиты.

Солнечный парус

Вольфрамовый веник на орбите

Идею придумал ученый Гурудас Гангули из США. Он предложил распылить на высоте 1,1 тыс. км облако из частиц вольфрама. По его расчетам, такой тяжелый и плотный металл будет медленно опускаться к Земле, попутно тормозя мелкие фрагменты мусора. Гангули полагает, что пыль не будет вредить работающим аппаратам. Для реализации проекта потребуется 20-25 лет.

Реактивный буксир-самоубийца

Для уборки орбитального мусора предлагают использовать аппараты-буксиры, заталкивающие опасные объекты в атмосферу. Предполагается, что при этом они и сами будут сходить с орбиты.

Оценки

Трициклическая мочевина

Винтовка Маузера 98 — видео

Откуда появляется космический мусор

Мусор в космосе отслеживается и регистрируется. Этим занимаются многие страны. США и Россия имеют наиболее полные данные, так как обе страны в 60-е XX века создали военную систему, которая предупреждала о ракетном нападении. В дальнейшем отделились организации, занимающиеся наблюдением за мусором.

Наблюдение за загрязнением космоса ведется 2 способами – радиолокационным, оптическим.

Существует космическое и антропогенное загрязнение.

Первый тип возникает непосредственно в околоземном пространстве. К нему относятся:

• астероиды;
• кометы.

Что входит во второй список:

• спутники с утерянной связью, они не осуществляют работу;
• последние ступени ракет;
• обшивка искусственных спутников Земли;
• мелкие осколки (1-10 см).

Существуют специальные каталоги, в которых причислен весь мусор размером более 10 см. Если спутники, их утерянные детали, ступени имеют вес от 150 кг до 7 тонн и их легче обнаружить, то осколки, детали менее 100 мм довольно трудно обнаружить и зарегистрировать.

Количество мусора в каталогах дается приблизительно, так как США и Россия часто маскируют свои спутники под мусор. Примерное количество целых устаревших спутников на околоземном пространстве – 1900 шт. Количество мелких деталей – 19000 шт.

Поиск и наблюдение за космическим мусором

Отслеживанием опасных космических объектов занимаются многие организации: NASA, EKA, обсерватории крупнейших университетов. Для этого используются радиолокационные станции и мощные телескопы, включая знаменитый «Хаббл».

Телескоп Хаббл

В каталоге американской военной системы US Space Surveillance Network 23 тыс. объектов.

Изучается мусор и в космосе: в конце прошлого столетия на орбите работали спутники LDEF и EURECA.

В России для отслеживания и контроля небесных объектов используется военная система СПРН и сеть «гражданских» станций наблюдения. Существует центр предупреждения об опасных ситуациях в космосе (АСПОС), который располагает 36 телескопами. Они могут обнаружить объекты на высотах до 50 тыс. км. В каталоге системы СПРН 15,8 тыс. объектов.

Тротил: история создания, особенности использования, физико-химические свойства

Способы решения проблемы

Все существующие и перспективные пути решения проблемы космического мусора вокруг Земли можно разделить на две большие группы: профилактика и уборка.

К профилактическим мерам относят:

• снижение веса запускаемых аппаратов;
• усиление защиты;
• увеличение срока эксплуатации;
• обязательная утилизация КА;
• повышение маневренности.

Такие решения способны замедлить дальнейшее «замусоривание» пространства, но они не уберут объекты, уже находящиеся там. Сегодня проверенных и надежных средств борьбы с орбитальным мусором не существует. Ниже приведены проекты, над которыми работают ученые.

Лазеры

По замыслу инженеров, лазерный луч будет буквально испарять опасные объекты. Сейчас российские ученые ведут работы над созданием подобной системы для защиты МКС.

Гарпун и невод

Идея в том, чтобы захватывать нефункционирующие аппараты с помощью сверхпрочной сети или гарпунить их, а затем отправлять в плотные слои атмосферы. В начале 2019 года она была успешно испытана – британский аппарат RemoveDEBRIS сумел захватить фрагмент спутника.

Воздушные шары для мусора

Данный проект называется GOLD System. Большой и тонкий воздушный шар должен оборачивать фрагменты мусора, увеличивая их аэродинамическое сопротивление.

Буксир с солнечным парусом

Исследовательский центр Surrey Space Centre работает над космической системой уборки мусора с солнечным парусом. Аппарат HybridSail с помощью троса будет цеплять фрагменты, разворачивать парус и уводить их с орбиты.

Солнечный парус

Вольфрамовый веник на орбите

Идею придумал ученый Гурудас Гангули из США. Он предложил распылить на высоте 1,1 тыс. км облако из частиц вольфрама. По его расчетам, такой тяжелый и плотный металл будет медленно опускаться к Земле, попутно тормозя мелкие фрагменты мусора. Гангули полагает, что пыль не будет вредить работающим аппаратам. Для реализации проекта потребуется 20-25 лет.

Реактивный буксир-самоубийца

Для уборки орбитального мусора предлагают использовать аппараты-буксиры, заталкивающие опасные объекты в атмосферу. Предполагается, что при этом они и сами будут сходить с орбиты.

Орбитальный мусоровоз

Есть несколько проектов по переработке космического мусора прямо на орбите. Рациональное зерно в этой идее есть – спутники содержат много редких и драгоценных металлов.

4.5
4
голоса

Рейтинг статьи

Как избавиться от космического мусора

Учёные пока не разработали эффективного метода борьбы с накопившимися в космосе отходами. Но так как эта проблема остаётся актуальной, есть несколько способов её решить:

• постоянно наблюдать за космическим пространством;
• использовать математические методы и модели для определения новых обломков;
• повысить безопасность аппаратов, которые запускаются на орбиты;
• создать методики, способные предотвращать накопление мусора.

Необходимо постоянно и всесторонне наблюдать за состоянием атмосферы, пространством вокруг планеты и геостационарными орбитами. Также нужно вовремя фиксировать уже имеющиеся объекты. Математические модели позволяют выявить расположение обломков и угрозу перед полётом космической аппаратуры. С помощью физических методов можно избежать неожиданного приближения предметов и их падения на планету. Дополнительно необходимо обезопасить корпусы спутников и устройств, которые могут столкнуться с мусором.

Европейское Космическое Агентство предлагает несколько вариантов решения проблемы:

• захват мусора сетями;
• использование реактивных двигателей для транспортировки;
• применение солнечного паруса;
• обстрел реактивной струёй.

Согласно этим методам обломки мусора будут захватываться специальными сетями и доставляться на орбиту захоронения для дальнейшей утилизации. Более затратным станет способ с использованием реактивных двигателей. Их нужно крепить к каждому объекту для транспортировки в особую зону.

Возможные методы уборки космоса от мусора:

Обломки вокруг Земли особо опасны для нормального функционирования космических аппаратов, а с их увеличением снижается возможность освоения человеком пространства вне планеты. Поэтому отходы в космосе — это центральная в современной космонавтике проблема, которую необходимо устранить в ближайшее десятилетие.

Литература

Конструкция и принцип действия

Конструкция Mauser 98k в целом аналогична конструкции Mauser 98. К основным особенностям Mauser 98k относятся:

более короткий ствол (600 мм вместо 740 мм у Mauser 98);

Разобранная ствольная коробка винтовки Mauser 98k

• загнутая вниз рукоятка затвора;
• незначительно уменьшенная длина ложи и наличие в ней выемки под рукоятку затвора;
• металлический диск в сквозном отверстии приклада (люверс), используемый как упор при разборке затвора;
• «кавалерийское» крепление ремня (вместо «пехотных» антабок у Mauser 98) — передняя антабка объединена в одну деталь с задним ложевым кольцом, а вместо задней антабки — сквозная прорезь в прикладе;
• у винтовки Mauser 98 обойму после снаряжения магазина патронами необходимо извлекать вручную, у Mauser 98k обойма выбрасывалась при движении затвора;
• изменено устройство подавателя — по израсходовании патронов из магазина он не давал возможности затвору закрыться.

Винтовки Mauser 98k комплектовались стандартными штыками SG 84/98, существенно более короткими и лёгкими, чем штыки, предусмотренные для Mauser 98. Такой штык имел клинок длиной 25 см при общей длине 38,5 см. Массированные штыковые бои были нехарактерны для Второй мировой, поэтому в целях экономии с конца 1944 г. винтовки перестали комплектоваться штык-ножами, на них даже отсутствовали крепление для штыка и шомпол. Кроме стандартного штыка на вооружение была принята модель SG 42, хотя в серию она не вошла. SG 42 имел длину 30 см при длине клинка 17,6 см.

Винтовки Mauser 98k комплектовались очень короткими шомполами (известны штатные шомполы длиной 25 см и 35 см) — для того, чтобы прочистить канал ствола, необходимо было свинтить вместе два шомпола.

В качестве снайперских использовались стандартные винтовки, из партии отбирались экземпляры, дающие максимальную кучность. Для стрельбы использовались патроны SmE (Spitzgeschoss mit Eisenkern – остроконечная пуля со стальным сердечником).

См. также

Причины возникновения и основные источники

Первый мусор на околоземных орбитах появился с началом космической эры в 50-х годах XX столетия, когда на орбиту были доставлены первые спутники. Дальнейшее покорение ближнего космоса неизменно увеличивало количество мусора на околоземных орбитах.

Весь космический мусор имеет земное происхождение, однако сам по себе он неоднороден. Наименьшую долю в числе движущихся по орбите объектов имеют действующие космические аппараты (не более 6%). Все остальные объекты не представляют ценности и являются в полной мере мусором. Среди них порядка 20% — вышедшие из строя спутники и геостационарные объекты, 17% — разгонные блоки и отработавшие ступени ракет, оставшиеся примерно 55% — различные отходы космической деятельности и результаты столкновений и взрывов.

Больше всех засоряют космос Россия, США и Китай

Сколько на орбите космического мусора

Согласно недавнему исследованию NASA, крупные астероиды в последние 290 млн лет стали падать на Землю чаще, чем за предыдущие 700 млн лет. Но это всё равно происходит раз в миллион лет. Так что в американском космическом агентстве рекомендуют по этому поводу не беспокоиться.

Из-за чего беспокоиться стоит, так это из-за космического мусора, считают в госкорпорации «Роскосмос». Вместе с РАН в январе российское агентство начало работу над «национальной программой для исследования и создания методов противодействия угрозам из космоса». Главные угрозы — это кометы, астероиды и космический мусор. Именно он несет наибольший вред землянам, подчеркнули в компании.

Космический_мусор

Компьютерная модель распределения космических объектов в космосе. Согласно описанию NASA, 95% из них являются мусором

Фото: commons.wikimedia.org

Ученые рассчитали модель системы для сбора космического мусора

Новая модель аппарата способна собирать объекты загрязнения космоса без затрат топлива

В научно-исследовательском центре войск Воздушно-космических сил Минобороны России, подсчитали, что вокруг Земли вращается около 1,25 млрд частиц мелкого космического мусора размером от 1 мм до 10 см. Всё это — несгоревшие в атмосфере обломки спутников и космических кораблей.

Эта цифра — 1,25 млрд — приблизительная. Она получена исходя из закона сохранения массы с учетом того, что приблизительно 10% космических объектов сгорают в атмосфере.

У ARES, подразделения NASA, которое занимается проблемой космического мусора, оценки куда более скромные. По подсчетам американцев, вокруг Земли вращается 2,6 тыс. неработающих спутников, 10 тыс. объектов крупнее компьютерного монитора, 20 тыс. фрагментов мусора больше яблока, 500 тыс. — размером со стеклянный шарик и по крайней мере 100 млн фрагментов настолько мелких, что их невозможно засечь с Земли. Но это совершенно не значит, что в NASA относятся к проблеме с меньшей тревогой, чем в «Роскосмосе».

Кому мешает космический мусор мусор

Несмотря на то, что вероятность вывода из строя орбитальных спутников космическим мусором все еще крайне мала, ущерб, в том числе, и пилотируемым космическим кораблям и орбитальным станциям, он уже наносил.

Один из таких случаев произошел в 1983 году. Тогда экипаж шаттла Challenger обнаружил на лобовом стекле своего корабля след от удара посторонним предметом. След был, по земным меркам, крошечным – всего 2,5 мм в глубину и столько же в ширину, но инженеры НАСА забили тревогу из-за возможной катастрофы при возвращении астронавтов на Землю. Тогда, по счастью, все обошлось, носле того, как корабль приземлился, его тщательно осмотрели и пришли к выводу, что причиной стала микрочастица краски, отслоившаяся от какого-то другого космического аппарата.

Советская орбитальная станция «Салют-7» тоже пострадала от космического мусора — при очередном осмотре выяснилось, что она вся была покрыта микроскопическими вмятинами, ставшими следствием ударов частиц мусора. Для того, чтобы избежать таких случаев, позднее и станцию «Мир», а и МКС оснастили специальными защитными экранами, прикрывающими обитаемые модули от таких частиц. Но и это не всегда помогает. Например, в 1999 году МКС чуть не столкнулась с обломком разгонного блока одной из ракет.

Тогда орбиту удалось скорректировать, и обломок пролетел на расстоянии 6,5 км, что по космическим меркам ничтожно мало. В 2001 году МКС снова пришлось предпринять маневр, чтобы не столкнуться с семикилограммовым прибором, который был потеряли американские астронавты во время выхода в открытый космос. С тех пор МКС каждый год уворачивается от космического мусора.

Для землян космический мусор тоже представляет опасность. Например, в 1964 году над акваторией Индийского океана в результате неудачного запуска развалился американский навигационный спутник, на борту которого находился ядерный источник энергии. А в 1978 году в таежные районы на севере Канады упал советский спутник «Космос-594». Еще через год над пустынными районами Австралии рассыпались обломки американской космической станции Skylab.

По счастью, до сих пор жертв среди людей зарегистрировано не было, но есть несколько чрезвычайно опасных примеров. Как писал в 2012 году ТАСС, в феврале 2000 года фрагмент отработанной ступени ракеты-носителя «Протон- К» упал в огород жителя села в Республике Алтай. В 2008 году часть ступени ракеты «Протон-М» нашли во дворе дома в другом алтайском селе, а еще через год фрагмент ракеты-носителя «Союз» пробил крышу двухэтажного жилого дома.

Интересные факты

Известны любопытные факты о космическом мусоре, как источнике засорения околоземного пространства, которые будет интересно узнать людям:

1. Сегодня экипажам МКС приходится уклоняться от летящих стальных обломков, маневрировать. Это уже вошло в привычку, поскольку мусорные отходы могут залетать на орбиту, попадать в пилотируемый корабль в любой момент и привести к серьезным повреждениям.
2. Лобовое стекло шаттла “Челленджер” было пробито всего лишь мелкой песчинкой (1 мм в диаметре). Результат — серьезная пробоина.
3. От столкновения 2-ух спутников — Космос 2251 и Иридиум (Америка), образовалось сразу 600 крупных и мелких обломков.
4. Огромное количество отходов и хлама вращается на геостационарной орбите еще с 80-х годов, после проведенных исследований противоспутникового оружия в открытом космосе СССР с США.
5. Сотни обломков образованы на орбите с 2007г. после уничтоженного спутника Фэнъюнь-1 (Китай).Орбитальный мусор — проблема современного человечества и сегодня несет угрозу управляемым полетам и земным поселениям.

Эффективные методы уничтожения пока не найдены. Все, что люди могут сделать, это обозначить места скопления отходов и пронаблюдать за их перемещением.

Ученые и астрономы предлагают разные способы решения, при подобной актуальности проблемы, но пока все остаются на стадии разработки.

Возможно, в скором будущем появятся пылесосы, которые начнут проводить генеральную очистку космического пространства, или будет распылен слой вольфрамовой пыли для задержки мелких обломков и мусора, и без допуска к Земле.

Что же делать с «небесной свалкой»?

Есть ли пути решения у этой проблемы? Кто и как будет убирать мусор на околоземной орбите?

Человечество пока не способно эффективно предотвращать появление новых космических «отходов», и еще не предложено реальных проектов их уничтожения. Единственное, что нам по силам, это наблюдать за перемещениями опасных объектов и обозначать места их наибольшего скопления.

МКС приходится регулярно маневрировать, чтобы избежать столкновения с летающими на орбите обломками

Правда, изучаются и другие способы поддержания околоземного пространства в чистоте, главным образом они направлены на снижение количества мусора:

• Уменьшение размеров космических аппаратов. В последние годы все большую популярность получают микроспутники — кубсаты и таблетсаты. Принципиально это проблему не решает, но значительно уменьшает массу космических аппаратов – потенциальных источников орбитального хлама;
• Увеличение продолжительности жизни космических аппаратов. Это также приводит к уменьшению общего числа объектов на орбите. Если первые спутники работали в среднем по пять лет, то их современные аналоги могут функционировать пятнадцать и более лет;
• Повторное использование техники. Данный подход применяется в космонавтике уже давно: американцы несколько десятков лет эксплуатировали многоразовые шаттлы. В наше время эстафету принял Илон Маск – его «Фальконы» имеют возвращаемую ступень.

К пассивным методам решения вопроса также можно причислить маневрирование на орбите, усиление корпусов спутников, оснащение их различными щитками и экранами.

Проблема космического мусора уже давно вышла на наднациональный уровень. Она имеет множество аспектов: технических, научных, экологических, юридических. В разных странах для ее решения созданы специальные организации: в США – это, например, NASA Orbital Debris Observatory, в ЕС – ESA Space Debris Telescope (EISCAT), в России – комплекс распознавания космических объектов «Крона» и др.

В заключение