Прибраться вокруг Земли
Серьезна ли проблема космического мусора
Освоение космоса, как и любая сфера человеческой деятельности, сопряжено с проблемой мусора. Но поначалу об этом никто не задумывался: ну что такое отработавшая ступень ракеты или отказавший спутник в масштабах Солнечной системы? Однако минули годы…
Серьезна ли проблема космического мусора
Даже микроскопическая частица, несущаяся со скоростью 50-60 тыс. км/ч (8–17 км/с), без труда пробивает лист толстого металла. А ведь сегодня на орбите уже примерно 170 млн твердых тел размером до 1 см, и эта армия множится в геометрической прогрессии. Более крупных кусков (до 10 см в поперечнике) почти миллион, а еще крупнее – под 30 тысяч. Их появлением мы обязаны не только микрокатастрофам вроде столкновений бездействующих искусственных небесных тел. Например, разогретая Солнцем крупная ступень ракеты-носителя, взрываясь (из-за остатков топлива в баках), превращается в целое облако мусора, хорошо видимое с Земли.
Обозначилась эта тема еще в 1980-е годы: уже тогда баллистики и математики жаловались, что найти место для вывода нового спутника проблематично. Разумеется, за прошедшие 35 лет ситуация только ухудшилась. Если вероятность вывода из строя действующего спутника выглядела когда-то ничтожно малой (впрочем, и сейчас ее не считают критичной), то недавние происшествия заставили ученых серьезно задуматься. В 1983-м пострадал шаттл Challenger, а поверхность орбитальной станции «Салют-7» покрыли микрократеры. В 1999-м еле успели спасти МКС от столкновения с крупным обломком – перевели станцию на более высокую орбиту. К слову, такие маневры стали для операторов привычными и совершаются не реже раза в году. 1999-й ознаменовался инцидентом у французов – они потеряли спутник из-за столкновения с фрагментом третьей ступени ракеты-носителя собственного производства.
Карта обломков, составленная NASA
А в 2009-м зарегистрировано первое столкновение, в результате которого вышел из строя американский спутник связи Iridium 33. Причиной аварии стал бездействующий российский «Космос-2251». В описании проблемы фигурирует так называемый синдром Кесслера: этот ученый спрогнозировал процесс хаотичного столкновения предметов, наполняющих космическое пространство. Согласно его теории, возможно возникновение цепной реакции (наподобие той, что в фильме «Гравитация»), которой по силам уничтожить все, что есть на орбите. Это сделает невозможным путешествия в космос, а значит, сведет на нет все многолетние усилия по освоению околоземной орбиты.
В рамках сегодняшних возможностей ученые могут сделать лишь одно: заниматься картографированием околоземного пространства и учетом всех объектов, потенциально способных причинить неприятности. Говорить о реальных способах освобождения орбиты от мусора специалисты пока не готовы, хотя работы в этой области активно ведутся. В частности, планируется задействовать специальные спутники-ассенизаторы, которые будут собирать крупные обломки и направлять их в атмосферу, где те и сгорят.
Готовых решений не так уж много. Например, в швейцарском проекте CleanSpace One орбитальный мусорщик будет использовать специальную сеть для захвата объектов. Операция должна быть автономной: ассенизатор самостоятельно отрабатывает не только траекторию обломка, но и справляется с его неравномерным освещением за счет вращения.
Орбитальный мусорщик CleanSpace One будет использовать сеть для захвата объектов
Другие идеи базируются на пристыковке к объекту автономного реактивного привода, оснащении солнечным парусом и последующем разрушении цели выбросом реактивной струи или мощным лазером. Последнее, кстати, не одобрено по причине риска получить облако спекшихся частиц металла, которые сами по себе представляют большую опасность.
Выводы
Хотя первые эксперименты с космическим мусорщиком запланированы на 2018 год, рассматривать идею всерьез пока рано. По приблизительным подсчетам, только изменение орбиты аппарата обойдется в сумму, равнозначную затратам на его вывод в околоземное пространство. Не следует сбрасывать со счетов и тот факт, что в результате экспериментов космос пополнится очередной порцией мусора, что еще более усложнит проблему.
Для того чтобы понять о каких переменах идет речь, попробуем сфокусироваться на событиях после 2022 года и их масштабах с точки зрения кибербезопасности.