На орбите Земли настоящая свалка: почти каждый второй обьект в космосе уже превратился в мусор
Тысячи обломков старых ракет и неактивных спутников носятся вокруг планеты с огромной скоростью, угрожая космическим аппаратам и будущим экспедициям. Кто в лидерах и что можно сделать, чтобы очистить орбиту?
Согласно новому отчету инженерной компании Accu, почти половина всех известных объектов на орбите сейчас фактически считается космическим мусором.
Исследование основано на данных американской сети космического наблюдения Space Surveillance Network и базы данных Space-Track.
Как отмечается в отчете, из 33 269 объектов, которые сейчас отслеживаются вокруг Земли, 17 682 — это спутники, еще 2396 — отработанные ракетные ступени, 12 550 — фрагменты мусора, а 641 объект остается неидентифицированным.
Таким образом, пишут авторы, почти 47% всех объектов на орбите уже можно считать космическим мусором. При этом реальная доля неактивных или неконтролируемых объектов, вероятно, еще больше, так как многие спутники давно перестали работать. Фактически почти половина всего, что крутится вокруг Земли, уже не имеет ни контроля, ни практической пользы.
Не все объекты на орбите одинаково опасны. Крупные фрагменты — например, отработанные ракетные ступени — относительно легко отслеживать и при необходимости обходить. Значительно большую угрозу представляют мелкие обломки.
Такие фрагменты труднее заметить, но именно они чаще всего могут врезаться в действующие спутники. Даже маленький кусок металла при космических скоростях — примерно 28 000 км/ч — способен серьезно повредить аппарат или полностью вывести его из строя.
В 2016 году в окно модуля Cupola на Международной космической станции попал фрагмент размером всего несколько тысячных миллиметра. Он оставил на стекле кратер шириной около шести миллиметров.
При этом ситуация продолжает ухудшаться. Количество запусков в космос растет, а обломки накапливаются быстрее, чем их успевают удалять с орбиты.
Согласно отчету, сейчас на каждые десять спутников в космосе приходится примерно семь фрагментов мусора.
Кто вносит наибольший вклад?
Космический мусор распределен между странами очень неравномерно. Согласно отчету, из 12 550 известных фрагментов обломков на орбите 96% (12 041 фрагмент) приходится на три субъекта: Китай, страны бывшего СНГ и США. Китай создал 34% мусора, а США и СНГ — примерно по 31%.
Большая доля китайского космического мусора связана с испытанием противоспутниковой ракеты, которое Китай провел в 2007 году. Тогда был уничтожен один из старых китайских спутников, а взрыв создал огромное количество обломков. Это событие считается одной из самых масштабных катастроф космической эры по количеству образовавшегося мусора.
В случае стран бывшего СНГ основная часть обломков накопилась за десятилетия советских и российских космических запусков.
США оказались среди главных источников мусора не только из-за масштабной космической программы, но и из-за крупной аварии 2009 года. Тогда неактивный российский спутник «Космос-2251» столкнулся с действующим американским спутником Iridium 33. После столкновения на орбите остались тысячи фрагментов, многие из которых будут крутиться вокруг Земли еще десятилетиями.
По данным американской системы космического наблюдения, даже более чем через десять лет после той аварии на орбите все еще остаются сотни обломков обоих спутников.
Часть обломков постепенно теряет высоту и сгорает в атмосфере, но этот процесс занимает годы. И даже после уничтожения проблема не исчезает полностью. Металлы вроде алюминия, меди и лития испаряются при входе в атмосферу, однако их мелкие частицы остаются в верхних слоях воздуха. Ученые уже подозревают, что это может негативно влиять на озоновый слой.
Что делать?
На фоне роста инвестиций в космическую отрасль активно развивается концепция «активного удаления мусора» (Active Debris Removal). При этом глобальных программ по очистке орбиты пока почти нет.
Одним из наиболее перспективных решений считаются миссии по захвату обломков. Например, проект ClearSpace-1 Европейского космического агентства, запуск которого запланирован на 2029 год, будет использовать специальные роботы-манипуляторы, чтобы захватить и свести с орбиты объект весом 94 кг.
Другие проекты предлагают использовать так называемые электродинамические тросы. Они будут взаимодействовать с магнитным полем Земли и постепенно тормозить обломки, заставляя их сходить с орбиты без использования топлива.
Еще один вариант — специальные «паруса». Это тонкие раскладные конструкции, которые увеличивают сопротивление в верхних слоях атмосферы и помогают старым спутникам быстрее падать на Землю и сгорать.
Существуют и более необычные концепции. Например, космические гарпуны для захвата крупных обломков или магнитные системы стыковки. Также исследуются «лазерные веники» — мощные лазеры на Земле или в космосе, которые могут слегка изменять траекторию мусора, постепенно выводя его с орбиты.
Параллельно космические агентства пытаются хотя бы замедлить рост проблемы. Например, спутники в конце службы сейчас стремятся «обезвреживать» — сбрасывать остатки топлива и отключать системы, чтобы избежать взрывов. Кроме того, многие регуляторы требуют, чтобы после завершения миссии аппараты покидали орбиту не позднее чем через 25 лет. Некоторые страны уже предлагают сократить этот срок до пяти лет. Инженеры также работают над материалами, которые будут полностью сгорать при входе в атмосферу.
Препятствия
Несмотря на технологический прогресс, на пути к «чистому космосу» стоят серьезные препятствия. Во-первых, это огромная стоимость: удаление даже одного объекта стоит колоссальных денег, а таких объектов — десятки тысяч.
Во-вторых, существуют юридические сложности, так как по международному праву каждый обломок остается собственностью страны, которая его запустила, что ограничивает совместные действия. Кроме того, существует проблема «двойного назначения»: технология, способная убрать старый спутник, может быть использована как космическое оружие для перехвата чужих действующих аппаратов.
В результате, пока технологии и правовые нормы только разрабатываются, орбита становится все более переполненной, а риск столкновений неуклонно растет. По оценкам Accu, над головами людей сейчас находится около 15,5 тысячи тонн космического мусора — примерно столько же весят 40 больших пассажирских самолетов Jumbo Jet. И эта масса продолжает увеличиваться с каждым годом.
Комментарии