Что происходит с космическим мусором

Космический мусор может стать новой глобальной проблемой. Оказавшись в космосе, они со временем становятся настолько многочисленными, что мы уже не сможем запускать новые спутники.

Что такое космический мусор

Космический мусорявляются твердыми отходами космической деятельности. К ним относятся вышедшие из строя спутники, запущенные человеком после 60 лет освоения космоса, вторая и третья ступени ракет-носителей (первая обычно попадает в Тихий океан), разгонные блоки и фрагменты спутников после взрыва или столкновения, например фрагменты корпуса-так появляется космический мусор.

Ученые подсчитали, что сейчас в космосе находится почти 128 миллионов кусков космического мусора размером более 1 мм и 34 тысячи частиц размером более 10 см. Все, что меньше 1 мм, подсчитать крайне сложно, некоторые ученые говорят о триллионах таких частицы. Около 3000 спутников были повреждены обломками и сами стали космическим мусором.

Астрономы могут отслеживать только крупные фрагменты, так как скорость частиц может достигать 14 км/с (в зависимости от орбиты). Сейчас Россия и США наблюдают 23 000 космических объектов размером более 10 см, а каталогизированных и того меньше-17 000. При этом 95% каталога космических объектов составляет космический мусор.

Проблемы и угрозы из-за космического мусора

Степень опасности космического мусора в основном определяется тремя факторами:

– Как долго космический мусор находится в орбита;

-Какова скорость движения;

-Велика ли сложность утилизации космического мусора?

Основной проблемой кризиса космического мусора является повреждение работающих спутников при столкновениях с космическим мусором. Из-за больших скоростей опасны даже частицы размером менее 1 см, они могут пробить противометеоритный защитный слой орбитальной станции. При столкновении с объектом размером более 10 см любой космический корабль или станция гарантированно уничтожаются.

В мае 2016 года частица космического мусора размером около сотой доли миллиметра влетела в Международную космическую станцию ​​(МКС) и оставила на МКС скол диаметром около 7 мм. Чтобы предотвратить более разрушительные последствия, МКС должна регулярно менять свою орбиту, избегая обломков.

Хотя мелкие обломки не приводят к катастрофическим последствиям, их опасность заключается в их гигантском объеме, неконтролируемом распространении в пространстве, высокой скорости и абсолютной непредсказуемости столкновений. Сейчас около 99% потенциально опасных объектов вообще не контролируются из-за их малых размеров и огромных скоростей.

Ученые прогнозируют, что в какой-то момент мы уже не сможем выводить на орбиту новые спутники, потому что они будут полностью заняты космическим мусором.

Считается, что космический мусор не падает на Землю, но это не совсем так. В Тихом океане находится кладбище отработавших больших спутников Земли и грузовых кораблей, где они затоплены, так как не сгорают в атмосфере. Это место находится в южной части Тихого океана недалеко от мыса Немо, самого сокровенного места на Земле. Кораблям запрещено летать и плавать над этим местом. Таким образом, проблема космического мусора становится проблемой земного мусора. С 1971 по 2016 год там было захоронено не менее 260 устройств.

Есть ли решение проблемы космического мусора

Разговоры о том, что космический мусор становится серьезной проблемой, начались еще в 1960-х годах, на заре освоения космоса. Но пока они не придумали реальной возможности массового удаления мусора с околоземных орбит. Есть программы по удалению космического мусора, но они изолированы и не решают проблему. Убрать можно только крупный мусор, то есть более 20 см, с предметами до 10 см большие трудности.

Поскольку существующие технологии не способны очистить пространство от мусора, космические агентства стали уделять внимание профилактике. Для новых устройств представлены стандарты, например, на борту космического корабля размещается ресурс, позволяющий избежать столкновения с обломками. Они также оснащены броней, защищающей от космического мусора, но только мелкого.

На сегодняшний день работающей технологией сбора космического мусора является запуск старых спутников на соседние орбиты. Это можно сделать с помощью космических кораблей-захватчиков, которые буксируют обломки на орбиты выброса. Кроме того, отработавшие спутники могут самостоятельно покидать свои места с оставшимся топливом. Но эти методы не получили широкого распространения.

Теперь перед астрофизиками стоит задача, как избавиться от мусора на геостационарной орбите, или поясе Кларка. Он расположен чуть выше земного экватора на расстоянии 35 786 км. Эта орбита очень привлекательна для запуска спутников, поскольку летательные аппараты на ней требуют меньше топлива и покрывают гораздо большую часть земной поверхности, чем на других орбитах. Однако количество спутниковых станций на геостационарной орбите ограничено — их около 180. Помимо очистки геостационарной орбиты важно удалить космический мусор вблизи МКС, потому что станция дорогая и очень уязвимая.

Последние разработки

Японская компания Astroscale надеется решить проблему с помощью небольшого прямоугольного спутника (110 см в ширину и 60 см в длину) с магнитными панелями, которые будут притягивать весь мусор. В рамках запланированных на весну 2021 года испытаний этот спутник должен собрать имитированный мусор, а затем выйти на околоземную орбиту и сгореть вместе со всем намагниченным добром.

Европейцы тоже беспокоятся об очистке на орбите. Так, искусственный спутник RemoveDebris, разработанный британскими инженерами, вышел в космос в 2018 году и успешно захватил одновременно две демонстрационные цели разного калибра — с помощью импровизированного гарпуна и с помощью специальной сети. Его миссию продолжит швейцарский стартап ClearSpace-1 — летом 2020 года начались работы по проектированию систем аппарата для очистки космического мусора. Космический носильщик должен будет распознать объект с помощью датчиков, приблизиться, схватить обломки четырьмя руками-манипуляторами и убрать собранные обломки с орбиты. Аппарата еще нет, но цель уже есть-целью будет отработавшая ступень европейской ракеты “Вега”. Капитальная очистка запланирована на 2025 год.

В 2019 году ученые холдинга «Российские космические системы» представили проект спутника-охотника за космическим мусором (СКМ). Автор проекта, инженер-исследователь Мария Баркова, предложила не только собирать мусор с помощью сетки, но и перерабатывать его в топливо, которым будет «питаться» сборщик. По сути, это устройство будет выступать в роли хищника, который охотится за мусором, чтобы получить дополнительную энергию.

Стартап StarRocket предлагает использовать в качестве мусорщиков простые беспилотные спутники массой до 100 кг. Вся соль в пеногенераторе, подобном тому, который используется для изготовления пенополиуретана. С помощью такого устройства паукообразный аппарат захватит обломки липкой паутиной и через некоторое время спустится с орбиты вместе с «жертвой».

Кстати, вполне возможно, что даже космический мусор может оказаться полезным. Разрабатываются многообещающие проекты, позволяющие в будущем использовать космический мусор для 3D-печати.

Узнайте также, кто выбрасывает больше всего космического мусора.