Космический мусор: как очистить орбиту и не перекрыть себе выход в космос?

Космический мусор: как очистить орбиту и не перекрыть себе выход в космос?

15.02.17

В 1991 году американскому космическому челноку пришлось маневрировать, чтобы избежать столкновения с обломками советского спутника «Космос-955». В 1996-м 10-сантиметровый осколок французской ракеты Ariane-4 врезался в мачту-стабилизатор спутника Cerise, выведя его из строя. Это лишь малая часть примеров, когда мусор на земной орбите ставит под угрозу космические миссии.

Космическая помойка, или Масштабы проблемы

Ученые приводят разные данные о количестве мусора на околоземной орбите. По отчету Космического центра имени Джонсона, в 2016 году там было 17817 рукотворных объектов. Из них — 4257 действующих и отработавших спутников, а также 13056 ступеней ракет-носителей, разгонных блоков и другой космической техники и ее обломков.

По данным Европейского космического агентства, на орбите сейчас:

  • 30000 обломков размером более 10 см;
  • 670000 обломков более 1 см;
  • 170 миллионов обломков свыше 1 мм.

NASA утверждает: из 5160 миссий, проведенных с 1957 года, всего 10 стали источником трети всех обломков. Общая масса космического мусора достигает 6300 тонн.

Если бы эти объекты находились на низких орбитах (до 400 км), через несколько лет они бы сгорели в атмосфере. Однако большинство из них расположено намного выше, где они останутся на тысячи и даже миллионы лет.

В некоторых случаях даже хорошо — например, для выработавших ресурс военных спутников, на которых остается около полутора тонн радиоактивного топлива (урана-235 и плутония-238). Их намеренно выводят для захоронения на высоту 800-1100 км, где они должны оставаться, пока их радиоактивность не снизится — то есть сотни тысяч лет.

Однако в целом такой мусор — угроза космическим программам всех стран. Его обилие может спровоцировать синдром Кесслера: выведение на орбиту новых объектов станет слишком рискованным из-за высокой вероятности столкновения. Человечество перекроет для себя выход в космос и окажется в изоляции.

Возможные решения недостаточно хороши

Сейчас проблемой космического мусора занимается Комитет по использованию космического пространства в мирных целях при ООН, а также Координационный комитет по космическому мусору, образованный несколькими национальными космическими агентствами.

Ученые со всего мира представили по меньшей мере несколько десятков проектов по очистке орбиты, но все они существуют лишь на бумаге. Вот самые известные из идей:

  • Отправить в космос спутник для отлавливания обломков с помощью гарпуна и сети — но какая ловушка удержит объект, летящий со скоростью 10 км/с?
  • Использовать большие и тонкие воздушные шары для оборачивания объектов, увеличивать их аэродинамическое сопротивление в сотни раз и приводить к их падению в атмосферу Земли.
  • Применять роботов, двигающих спутники обратно в атмосферу — но стоимость каждой миссии составит порядка 200 млн долларов.
  • Выпустить на орбиту плотное облако вольфрамовой пыли — она осядет на поверхности обломков, увеличит их вес и заставит сойти с орбиты. Проблема в том, что вместе с мусором с орбиты сойдут также действующие спутники.
  • Использовать наземные лазеры для создания плазменных джетов на космическом мусоре; его движение замедлится, и обломки вновь войдут в атмосферу. Реализации, опять же, мешает стоимость — до миллиона долларов на объект.

В январе 2017-го провалился эксперимент японских ученых по уборке мусора (Kounotori Integrated Tether Experiment). Беспилотный корабль должен был высвободить 700-метровую электродинамическую привязь для захвата обломков — но она сломалась.

Разработки в этой области продолжаются. В России ими занимается Роскосмос в рамках федеральной космической программы «Устойчивость». В 2018 году корпорация обещает представить собственное решение.

Екатерина Ткаченко

Екатерина Ткаченко

Руководитель проекта

e.tkachenko@smileexpo.org

+74952121128 (доб. 128)

Янина Воловик

Янина Воловик

Куратор конференции

y.volovik@smileexpo.org

+74952121128 (доб. 79)

Павел Пяткин

Павел Пяткин

По работе с экспонентами и спонсорами

p.pyatkin@smileexpo.sale

+74952121128 (доб. 24)

Екатерина Васильева

Екатерина Васильева

Менеджер по работе с посетителями

e.vasilyeva@smileexpo.ru

+74951042422 (доб. 5054)