Орбитальная угроза. Космический мусор таранит спутники и падает на Землю

19.10.2013 00:08
автор: ecoleaks

Человечество успело намусорить не только на Земле, но и в космосе. По мнению специалистов, космический мусор становится серьезной экологической проблемой. Он угрожает и самой планете, и перспективам освоения пространства за ее пределами

 

Космический мусор - проблема, которое с каждым годом становится все серьезнее

Околоземная орбита — это тоже своего рода экологическая система. Нарушишь ее баланс — потом проблем не оберешься

По сюжету нашумевшего фильма «Гравитация», русские уничтожают собственный искусственный спутник, обломки которого разлетаются во все стороны, сталкиваются с другими обломками, в результате чего образуются новые обломки. Все это несется в пространстве с немалой скоростью, дырявит американский шаттл, в клочки разносит Международную космическую станцию и создает большие проблемы для Сандры Буллок. Можно смело добавлять «Основано на реальных событиях». Вымыслу сценаристов своим бенефисом Сандра Буллок обязана лишь отчасти.

Интересно, что раньше космос в кинематографе угрожал Земле лишь пришельцами и метеоритами.

 

Космический мусор: песчинка в иллюминаторе

В 2007 году Китай уничтожил отслуживший свое спутник «Фенъюнь». Ракета сбила его на высоте 865 км. Год спустя то же самое со своим неисправным спутником-шпионом проделали США. Американцы поступили мудрее — сбили аппарат на высоте 250 км. Его обломки вскоре вошли в плотные слои атмосферы и там сгорели. А вот китайские обломки будут кружить вокруг Земли еще много времени. На высотах около 200 км объекты «живут» от 1 до 4 дней, на 600 км — 25-30 лет, на 1000 км — около 2 тысяч лет. Есть риск, что они воплотят сюжет «Гравитации» в жизнь. Примеров столкновения космических аппаратов с объектами, имеющими вполне земное происхождение, а не прилетевшими из одной далекой-далекой Галактики история космонавтики знает достаточно.

В 1983 году песчинка попала в иллюминатор печально знаменитого шаттла Challenger. Не пробила, но оставила заметный след. После приземления корабля специалисты тщательно осмотрели повреждения и пришли к выводу, что это была даже не песчинка, а микрочастичка краски, отслоившаяся от какого-то другого космического аппарата.

В 1996 году французский спутник CERISE столкнулся с фрагментом третьей ступени ракеты Arian тоже французского происхождения.

В июне 1999 года тогда еще необитаемая Международная космическая станция имела все шансы столкнуться с обломком разгонного блока одной из ракет, уже долгие годы вращавшегося вокруг Земли. К счастью, сотрудникам российского Центра управления полетами удалось своевременно скорректировать ее орбиту, и обломок пролетел мимо на расстоянии 6,5 км.

В 2001 году МКС вновь пришлось проделывать сложный маневр, чтобы не столкнуться с парящим в пустоте семикилограммовым прибором, который обронили американские астронавты. С тех пор станция уворачивается от космического мусора по несколько раз в год.

В 2006 году предположительно по причине столкновения с космическим мусором вышел из строя российский телекоммуникационный спутник «Экспресс-АМ11».

В 2009 году американский спутник связи Iridium столкнулся с российским военным спутником связи «Космос-2251», который был выведен из эксплуатации еще в 1995 году.

 

Космический мусор: малым не покажется

Орбитальное пространство настолько замусорено, что дальнейшая деятельность по освоению космического пространства оказывается под большим вопросом, — считает руководитель центра прогнозов космической погоды Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН) Сергей Гайдаш. Такого же мнения придерживается и старший научный сотрудник НИИ астрономии РАН Александр Багров: «Количество мусора в околоземном пространстве столь велико, что это создает реальную опасность для работающих там автоматических станций. В ближайшем будущем сложности будут нарастать как снежный ком».

Космический мусор угрожает спутникам и космическим станциям

Даже совсем маленькие обломки способны уничтожить космический аппарат

Пентагон в настоящее время отслеживает на околоземной орбите более 22 тысяч космических объектов размером более 10 см,  — сообщил помощник госсекретаря США по контролю над вооружениями, проверке и соблюдению соглашений Фрэнк Роуз. Из них около 1100 являются действующими спутниками. Помимо этого, на орбите кружатся еще сотни тысяч объектов, которые слишком малы для наблюдения. Они несутся в пространстве со скоростью несколько тысяч километров в час, поэтому вполне способны нанести серьезные повреждения действующим спутникам или МКС.

Для защиты жилых модулей от разного рода «песчинок» на МКС применяются специальные экраны. Их стали использовать еще на запущенной в 1986 году советской орбитальной станции «Мир» после того, как обнаружили, что корпус ее предшественницы — станции «Салют-7» буквально испещрен микроскопическими кратерами от соударения с частицами мусора. Но эффективных мер защиты от частиц размером более 1 см в поперечнике пока не придумано. Приходится маневрировать. 

 

Космический мусор: размножение столкновением

Ситуация усугубляется так называемым синдромом Кесслера, названного в честь консультанта Национального управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства США, НАСА Дональда Кесслера, впервые описавшего проблему. А проблема заключается в «эффекте домино»: столкновения мусора с мусором порождают новые обломки, которые тоже сталкиваются и порождают обломки обломков. Так уничтожение китайского спутника «Фенъюнь» привело к появлению более 2000 новых обломков, размер которых начинается от нескольких сантиметров. Степень засоренности космоса возросла сразу на 22%. По подсчетам исследователей из космического центра имени Джонсона в Хьюстоне, к 2055 году объем размножившегося столкновением мусора будет превышать объем мусора, падающего и сгорающего в атмосфере. «Рождаемость» превысит «смертность».

В НАСА считают, что наиболее сложная ситуация сложилась в диапазоне высот от 900 до 1000 км. Именно там происходит 60% всех столкновений и именно там базируются спутники связи и навигации. По мнению доктора Цзер-Чи Лю из космического центра имени Джонсона, появление новых обломков не предотвратит даже прекращение запуска космических аппаратов. Уже имеющегося их количества достаточно для того, чтобы реакция приобрела необратимый характер, стала цепной. «Это становится серьезной экологической проблемой, — уверены специалисты НАСА. — И если не решить ее сейчас, в будущем она может обойтись дороже».

Обломки не только сгорают. Наиболее крупные из них долетают до земной поверхности. По словам Сергея Гайдаша, ежегодно падает около 200 «мусорных» объектов. В управлении НАСА по изучению космического мусора уточняют эту цифру: 230 объектов за 2013 год (33 спутника и ступеней ракет и около 200 обломков) и 400 за 2012 год. «Обычно эти объекты не содержат компонентов, способных достичь поверхности планеты, а те компоненты, которые «выживают» (после прохождения атмосферы) обычно падают в океан или в малонаселенных регионах, — говорится в бюллетене управления. — С момента падения первого спутника в 1957 году более 20 тысяч внесенных в каталог объектов вошли в атмосферу неконтролируемым образом, но не было ни одного подтвержденного случая, чтобы кто-то пострадал от этого».

Пока не было. В расчеты может закрасться ошибка и очередной спутник приземлиться не где-нибудь в пустыне, а на густонаселенной территории. В 2013 году к югу и юго-востоку от столицы Зимбабве Хараре упала вторая ступень американской ракеты «Дельта», которая была запущена еще в 1975 году. По всем расчетам она должна была сгореть в атмосфере, но этого не произошло.

 

Космический мусор: надежда на космический пылесос

Самое очевидное решение проблемы космического мусора — «генеральная уборка» на околоземной орбите.

Просто сказать, невозможно сделать. Технологий, которые позволили бы такую уборку произвести, пока не создано. Определенные разработки есть, но они слишком дороги. Например, предлагалось распылить на орбите вольфрамовую пыль. Гипотетически это позволило бы притормозить обломки размером не более 10 см и «сбросить» их в плотные слои атмосферы. Только вот вольфрамовой пыли понадобиться несколько десятков тонн. И это, если учесть, что содержание вольфрама в земной коре составляет около 0,0013%.

Космический мусор - серезьезная экологическая проблема

Своим бенефисом Сандра Баллок обязана вовсе не вымыслу сценаристов, а реальной экологической поблеме

Единственное, что пока можно сделать с Земли — снижать орбиту спутников перед выводом их из эксплуатации. Это позволит сократить время «околоземного кружения» аппаратов с 20 до 5 лет. Шансы, что их постигнет синдромом Кесслера, заметно снизятся.

Препятствием для решения проблемы космического мусора являются не только отсутствие доступных технологий, но и требования секретности. Наблюдение за космическим мусором сейчас ведется во многих странах. Имеется даже Международный координационный комитет по космическому мусору, в который входит 10 стран. Однако не все организации, связанные с запуском орбитальных аппаратов, готовы идти на всестороннее сотрудничество. Дело в том, что многие спутники принадлежат военным ведомствам, а те не спешат делиться информацией.

Надежду на улучшение ситуации внушает постепенная коммерциализация космических исследований. Космос постепенно становится объектом частных инвестиций, способом преумножения капитала. А если возникает коммерческий интерес, то, как правило, вскоре находится и решение. Возможно, благодаря желанию «космических» инвесторов снизить свои риски, и будет разработан какой-нибудь эффективный и сравнительно недорогой орбитальный пылесос.

Космический мусор: по законам космоса

Еще один барьер на пути решения космического мусора — это отсутствие единых правовых норм. Кто отвечает за все эти разгонные блоки и ушедшие в отставку спутники? Кто несет ответственность в том случае, если они нанесут ущерб действующему оборудованию?  Пока никто. Все вписывается на досадные случайности. Хотя работа по выработке новых требований к космической технике, по определению зоны работы спутников и разработке методик захоронения выработавших свой срок аппаратов ведется достаточно интенсивно. Так, уже выработаны международные стандарты, по которым искусственные спутники должны располагать резервными запасами топлив. Они необходимы для того, чтобы снизить аппарат или направить к Земле. Предполагается, что «кладбища спутников» будут располагаться на 200–300 км выше зоны геостационарных орбит. Один словом, если нет возможности прибраться, то надо попробовать меньше мусорить.

Космический мусор падает на Землю

Если не решить проблему космического мусора, то фантастикой станут не только фильмы про космос, но и сами космические полеты

Единственная проблема — все эти международные нормы и стандарты принимаются слишком медленно. Тормозят «мусорные инновации» те самые коммерческие интересы, которые, по идеи, должны их двигать. Изменения в конструкции спутников требуют многомилионных вложений. Одно утешает — у аэрокосмических корпораций все-таки имеется понимание, что это тоже хоть и крупные и долгосрочные, но инвестиции в процветание космического бизнеса.

Космический мусор: сохранить ради потомков?

Хотя встречаются люди, которые выступают за сохранение орбитального мусора. К ним относится австралийский археолог, доктор Элис Горман из университета Флиндерса. Она считает, что если уж делать уборку, то крайне разборчиво. Вот, например, спутник Vanguard 1, который кружится над Землей с 1958 года. Это самый старый «человеческий» объект на орбите. Его надо сохранить.

Сохранение этих объектов, по словам Горман, «может обеспечить свидетельство национального присутствия в космосе и помочь в восстановлении истории исследований внеземного пространства». Одного археолог не учла: именно по причине космического мусора история исследований внеземного пространства может прерваться. Надолго или навсегда.

ecoleaks

 

Категории: ОтходыПроблемы

Похожие Новости:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *