Проблема «космічного сміття»

Проблема «космічного сміття»

Питання про засмічення навколоземного космічного простору «космічним сміттям» виникло понад півстоліття тому, з початком запусків штучних супутників в кінці 50-х років. Але лише порівняно недавно, в 1993 році проблема отримала офіційний міжнародний статус - адже ефект Кесслера не знає політичних кордонів і працює однаково над США, Монголією чи Ефіопією, оскільки зачіпає він не навколоземний простір, який відноситься до якоїсь конкретної держави, а саме космічний простір Землі.

Суть ефекту Кесслера дуже проста. Космічне сміття (головним чином літальні апарати, які відслужили свій термін), по довільним орбітам обертається навколо планети з величезною швидкістю. Ці об'єкти мають величезний запас кінетичної енергії. Час від часу вони стикаються, утворюючи ще більшу кількість дрібних об'єктів - і чим вони дрібніші, тим небезпечнішими вони стають для діючих супутників і літальних апаратів. При достатньо великій кількості зіткнень, кількість нових уламків, які виникають лавиноподібно, може зробити навколоземний космічний простір (НКП) абсолютно непридатним для польотів.

Схожа картина спостерігається в кільцях Сатурна, де крижані брили постійно кришаться (саме завдяки цьому вони добре відбивають світло і помітні з Землі). Однак знадобилися б мільйони років, щоб космічне сміття зібралось на подобу кілець, і зіткнення з ним можна було б уникнути. Сьогодні якась маленька підступна гайка, яка мчить зі швидкістю 10 км/с, може з'явитись з будь-якого боку і пошкодити справно працюючий супутник. Якщо ж кількість космічного сміття досягне критичної точки, то, згідно Кесслеру, людство взагалі втратить можливість виходити у відкритий космос.

В деяких випадках об'єкти «космічного сміття», які містять на борту небезпечні (ядерні, токсичні і т. п.) матеріали або просто мають великі розміри, можуть представляти пряму небезпеку і для Землі - при їх неконтрольованому сході з орбіти, неповному згорянні при проходженні щільних шарів атмосфери Землі і випаданні уламків на населені пункти, промислові об'єкти, транспортні комунікації і т. п.

Як знищити космічний мотлох на висоті понад 600 км від поверхні планети? Поки що вчені мають у своєму розпорядженні лише концепти дорогих методів боротьби з цим важкодоступним сміттям. Ефективними практичними можливостями ми поки не володіємо - і воно може безкарно кружляти над нашими головами впродовж тисячоліть.

На щастя, взаємодія з атмосферою на низьких навколоземних орбітах, які використовуються найчастіше, ліквідує основну частину сміття. А зіткнення літальних апаратів з космічним сміттям на менших висотах вже не настільки небезпечні, оскільки при цьому будь-які тіла втрачають швидкість, а з нею і свою кінетичну енергію, а потім, як правило, згорають в щільних шарах атмосфери. На висотах, де тертя об атмосферу незначне, час життя космічного сміття значно зростає. Слабкий вплив атмосфери, сонячного вітру і тяжіння Місяця можуть поступово привести до зниження його орбіти, але на це може знадобитися не одна тисяча років.

Сьогодні пропонується вже на етапі проектування супутників передбачати засоби їх виходу з орбіти - гальмування до швидкості входу в щільні шари атмосфери, де вони згорять, не залишаючи небезпечних великих частин, або перехід на «орбіти поховання» (значно вищі за орбіти геостаціонарних супутників). Але що ж робити з тим космічним сміттям, яке вже сьогодні кружляє над нашими головами?

У 2013 році очікується пік сонячних спалахів і корональних викидів маси, що для діючих літальних апаратів досить небезпечний момент. Хороша новина в тому, що сонячний максимум не менш небезпечний для 300 000 уламків космічного сміття. У наступному році гази термосфери, шару атмосфери, який починається на висоті 90 км від поверхні Землі, розігріються до 1100˚C і сильно розширяться, гальмуючи рух уламків. Це змусить більшу їх частину знизитись і, в решті решт, згоріти в атмосфері.

Як зазначає НАСА, кількість зафіксованого космічного сміття на орбіті почала зменшуватись ще в 2011 році, а зараз цей процес проходить все більш інтенсивно. Однак ми не можемо розраховувати виключно на допомогу світила в боротьбі з космічними уламками, і до 2014 року необхідно ввести нові міжнародні правила безпечної утилізації відпрацьованих апаратів.

Актуальність завдання забезпечення безпеки космічних польотів в умовах техногенного забруднення НКП і зниження небезпеки для об'єктів на Землі при неконтрольованому входженні космічних об'єктів в щільні шари атмосфери і їх падінні на Землю стрімко зростає. Тому в забезпечення вирішення цієї проблеми міжнародне співробітництво з проблематики «космічного сміття» розвивається за такими пріоритетними напрямами:

  • Екологічний моніторинг НКП, включаючи область геостаціонарної орбіти: спостереження за «космічним сміттям» і ведення каталогу об'єктів «космічного сміття».
  • Математичне моделювання «космічного сміття» і створення міжнародних інформаційних систем для прогнозу засміченості НКП і її небезпеки для космічних польотів, а також інформаційного супроводу подій небезпечного зближення космічних об’єктів та їх неконтрольованого входу в щільні шари атмосфери.
  • Розробка способів і засобів захисту космічних апаратів від впливу високошвидкісних частинок «космічного сміття».
  • Розробка та впровадження заходів, спрямованих на зниження засміченості НКП.

Найбільше мотлоху в навколоземний простір сьогодні відправляє Китай (40%), США (27,5%) і Росія - (25,5%), тому саме їм необхідно в першу чергу зібратись за столом переговорів. Переводити супутники на далекі «орбіти поховання», програмувати на гальмування до швидкості входу в щільні шари атмосфери, або, може, коригувати їх рух за допомогою потужного лазера з поверхні Землі? Варіантів існує декілька, і кожен з них однозначно кращий за бездіяльність.

X

Вхід

Завантажую...