Содержание
Космический мусор на орбите Земли: фото, пути решения проблемы
Термин «космический мусор» давно перестал быть фразой из фантастических фильмов. Активное покорение космических пространств неминуемо привело к скоплению обломков аппаратов, станций, спутников на околоземной орбите. Именно они формируют загрязняющее облако вокруг Земли, мешают дальнейшему освоению космоса, повреждают корпуса взлетающих ракет.
Содержание
- 1 Понятие космического мусора
- 1.1 Сколько мусора в космосе?
- 1.2 Карта космического мусора
- 2 Причины возникновения и основные источники
- 3 Проблема засорения космоса мусором
- 3.1 В чем состоит опасность?
- 3.2 Эффект Кесслера
- 4 Методы удаления космического мусора
- 4.1 Как убрать за собой?
- 4.2 Полезные изобретения
- 5 Чисто там, где не сорят…
- 6 Кто и как контролирует мусор в космосе?
Понятие космического мусора
Первая информация о космическом мусоре датируется серединой XX века с момента доставки первых спутников на околоземную орбиту. Со временем их количество стремительно растет.
С Земли отслеживают объекты, из которых только 6% являются функционирующими. Остальные образуют загрязнение космического пространства. Размеры их начинаются от 1 см в диаметре. Но наличие постоянного движения на большой скорости приводит к тому, что они становятся потенциально опасными для космических кораблей.
Дополнительно велика вероятность падения крупных элементов на Землю под влиянием гравитации.
Сколько мусора в космосе?
Точных данных о количестве дрейфующего мусора вокруг планеты неизвестно. Предположительно количество обломков составляет до 100 000 при весе 5000 тонн.
В каталогах, которые ведут страны, насчитывается не более 15 000 обломков, что не может соответствовать реальности. Продолжительный период освоения космоса в сочетании с отсутствием утилизации привел к скоплению огромного количества парящих в космосе фрагментов. Возможная причина преуменьшения объема – невозможность фиксации всех частиц за счет малых размеров.
Карта космического мусора
Для оценки загрязнения космоса была создана трехмерная визуализация, отражающая известные и контролируемые обломки. Цветная индексация позволяет отличать активные и неактивные объекты:
- Зеленым цветом обозначают действующие космические спутники.
- Серым – работоспособное, но не действующие на данный момент.
- Красным – космический мусор вокруг Земли, неспособный функционировать.
Посмотрев впервые на предложенную визуализацию, создается ложное впечатление свалки вокруг Земли. Следует понимать, что каждая точка на карте определяет расположение элемента без учета размеров и расстояния до соседнего обломка.
С другой стороны, ущерб от повреждения 1000 спутников составляет 130 млрд. долларов. Поэтому космические агентства крайне пристально отслеживают концентрацию мусора.
Причины возникновения и основные источники
Над Китаем, США и Россией зарегистрирована большая часть космического мусора. Сконцентрированы на высоте от 300 км до 1,5 тысяч километров от Земли. При расположении на орбите все объекты подчиняются гравитации и притягиваются к поверхности планеты. Соответственно, вероятность спонтанного падения всегда присутствует.
Если посмотреть на состав, то он крайне неоднороден. Источниками засорения околоземного пространства являются:
- 55% – отходы космической деятельности, последствия взрывов, столкновений;
- 20% – нефункционирующие спутники;
- 17% – разгонные блоки, ступени ракет, отсоединившиеся на взлете;
- и только 6% – работающие станции.
Скапливаясь в космосе, мусор повреждает обшивки станций, ракет, нарушает герметичность. В результате возникает замкнутый круг, когда обломки провоцируют формирование новых загрязняющих элементов. Так произошло столкновение российского спутника «Космос-2251» и американского «Иридиум-33». В результате они потеряли работоспособность, распались на 600 крупных обломков, пополнив космическую свалку.
Проблема засорения космоса мусором
С момента запуска первого спутника прошло более 60 лет. За это время в космос отправлено 6000 станций. Из них около 1000 являются действующими. О проблеме космического мусора заговорил генеральный секретарь ООН в 1993 году. В своем докладе он показал значимость проблематики в планетарном масштабе.
На основании выдвинутых теорий последствий засорения орбитального пространства, становится понятна необходимость контроля за свободно летающими космическими объектами. В противном случае, освоение космоса в ближайшем будущем будет под вопросом.
В чем состоит опасность?
Опасность вращающегося на околоземной орбите мусора заключается не в самих обломках, а в вероятности столкновения с взлетающими ракетами. Если от крупных фрагментов астронавты умеют уклоняться, то мелкие часто находятся вне поля зрения и пробивают обшивку. Это не сценарий фантастического фильма, а реальность.
Скорость движения объекта в космосе – 8 км/сек (пуля из автомата Калашникова вылетает со скоростью 1 км/сек). В 2006 году пропала связь со спутником «Экспресс-AM11», а причина выхода из строя космического аппарата – повреждение системы терморегулирования микрочастицей мусора. При таких скоростных показателях стремительно несущиеся осколки неминуемо повредят спутники. В фильме «Гравитация» подобная ситуация наглядно показана.
Реальные примеры опасного влияния космического мусора:
- Шаттл «Челленджер». Трещина в лобовом стекле по причине удара осколка менее 1 мм в диаметре.
- Шаттла «Индевор». Пробитие радиаторной панели.
- МКС. Множественные отметины, трещины на обшивке станции.
Другая, не менее грозная проблема, – падение фрагментов по типу метеорного потока. Движение на орбите обусловлено влиянием гравитации, без нее весь мусор улетел бы в далекий космос. Крупные объекты проходят через слои атмосферы, частично сгорая, и падают на Землю. Повреждения могут быть катастрофическими в случае приземления на населенный пункт.
Эффект Кесслера
Одна из версий загрязнения космоса базируется на цепной реакции или эффекте Кесслера. Выдвинул данную гипотезу консультант НАСА Дональд Кесслер. При столкновении двух крупных объектов образуется множество осколков. Каждая из вновь образованных частиц может распасться на еще более мелкие фрагменты. Подобная лавинообразная тенденция делает околоземную орбиту непригодной для полетов.
По его прогнозам увеличение количества космического мусора растет по экспоненте. Закрывая глаза на проблему, к 2055 году теория станет явью.
Методы удаления космического мусора
Специалисты, занимающиеся проблемами космоса, предлагают различные методы борьбы с космическим мусором. Большая часть способов сегодня находится в стадии разработки:
- огромные металлические сети-улавливатели;
- буксир, вывозящий обломки станций, спутников;
- солнечный парус для выведения объектов с орбиты;
- воздушные шары, обволакивающие мусор, для ускорения возвращения отработанных спутников на Землю;
- воздействие лазером для смены траектории полета мусора;
- распыление вольфрамовой пыли по контуру орбиты, что предупредит прохождение мусорных фрагментов к поверхности Земли.
Как убрать за собой?
Законодательно утвержденного международного соглашения относительно уменьшения мусорной нагрузки на орбите Земли сегодня не существует. Каждая страна руководствуется своими принципами в этих вопросах (например, уничтожение китайского спутника встречной ракетой в январе 2007 года). Общие рекомендации включают следующие положения:
- спуск отработанных станций на землю с последующей переработкой и утилизацией;
- выведение нефункционирующих аппаратов за пределы орбиты.
Космическое агентство предложило несколько альтернативных вариантов решения проблемы загрязнения космоса:
- Смещение обломков реактивной струей. Для реализации проекта требуются мощные космические установки, потому что осуществление с поверхности Земли невозможно.
- Захват и перемещение мусора с геостационарной орбиты на территорию захоронения (с помощью сети или солнечного паруса). Она располагается выше околоземной на 235 км. Испытали технологию японские ученые в 2016 году, но эксперимент провалился.
- Прикрепление индивидуального двигателя к каждому крупному объекту и выведение в ручном режиме.
Полезные изобретения
Несколько дней назад на орбиту с помощью ракеты-носителя Falcon 9 был выведен космический грузовик Dragon. На его борту находится экспериментальный вариант мусоросборщика, именуемый RemoveDebris. Действует система поиска и захвата мусора за счет гарпуна и сети.
У аппаратов подобного типа поле деятельности огромное, потому что количество объектов размером от 10 см на орбите более 20 000, а масса приближается к 8000 тонн.
Чисто там, где не сорят…
Чтобы предупредить увеличение концентрации космического мусора, следует создавать аппараты с минимальным риском спонтанного взрыва («события фрагментации» по внутренним причинам). По данным NASA на август 2007 года:
- 194 эпизода разрушения по причине взрыва спутников, ступеней ракет, разгонных блоков;
- 51 случай отделения фрагментов – солнечные панели, элементы конструкции, детали теплоизоляции.
Взрывы космических аппаратов возникают за счет перегрева остатков топлива в баках. Примеры подобной ситуации:
- взрыв разгонного блока «Бриз-М» в октябре 2012 года;
- возгорание топливного бака «Фрегат» спутника «Ангосат-1».
Для решения проблемы необходима модернизация в виде встраивания клапанов, обеспечивающих стравливание паров топлива. Либо гарантия работы двигателей до полной выработки с понижением орбиты аппаратов.
Кто и как контролирует мусор в космосе?
Чтобы обнаружить орбитальный мусор применяются два технологических направления:
- оптические методы – использование оптических телескопов;
- радиолокационные подходы – с помощью радиотелескопов.
Для координации программ по борьбе с космическим мусором в 2013 году создана международная организация – Межучрежденческий координационный комитет (IASDCC). Задача комитета – оценка перспектив и возможных «катастрофических столкновений». Оценив несколько независимых моделей, пришли к выводу о линейности появления контактных взрывов. Например, в 2210 году предполагается от 20 до 50 столкновений в год.
Околоземная орбита – это не свалка отработанных спутников. Чтобы сохранить возможность осваивать далекие миры, человечество сегодня должно бороться с космическим мусором и поддерживать чистоту околоземной орбиты.
Узнайте еще много нового:
Космический мусор — Privateer Space Стива Возняка создаст карту мусора на орбите
Тема дня
Главная
Технологии
13 октября, 2021, 12:15
Распечатать
Тонны космического мусора угрожают космическим спутникам и кораблям
- Вам также будет интересно
>
В США решили ввести искусственный интеллект в законодательное поле
17:09
К Земле на высокой скорости летят сразу четыре астероида
14:50
Ученые зафиксировали на Солнце сильнейшую за несколько месяцев вспышку
14:11
Ученые рассказали, почему были заброшены копи царя Соломона
13:12
Нобелевскую премию по физике присудили за открытия в области квантовой информатики
12:51
Телескоп в Чили заметил длинный «хвост» обломков после столкновения DART с астероидом
11:05
Ученые показали, как будет выглядеть Земля в будущем
► Видео
03. 10 18:58Ученые воссоздали внешность средневековой женщины, священника и епископа
03.10 18:10
«Гормон любви» оказался способен вылечить «разбитое сердца»
03.10 17:32
Прорыв в лечении рака: ученые сделали неожиданное открытие о метастазах
03. 10 15:16
Нобелевскую премию по медицине присудили за исследование эволюции человека
Обновлено
03.10 12:33Астрономы объяснили странный наклон оси вращения Урана
03.10 12:15
Последние новости
Байден подтвердил предоставление Украине помощи на $625 млн, что включает дополнительные HIMARS
20:04
Глава НБУ Кирилл Шевченко подал в отставку
19:35
Столтенберг получил заявку Украины на членство в НАТО
19:31
Футболист сборной Украины отдал голевой пас с углового в чемпионате Франции
19:25
Войска РФ не прекращают наступление на Донбассе и проводят перегруппировку – Генштаб
19:17
Все новости
Добро пожаловать!
Регистрация
Восстановление пароля
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Зарегистрируйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Введите адрес электронной почты, на который была произведена регистрация и на него будет выслан пароль
Забыли пароль?
Войти
Пароль может содержать большие и маленькие буквы латинского алфавита, а также цифры
Введенный e-mail содержит ошибки
Зарегистрироваться
Имя и фамилия должны состоять из букв латинского алфавита или кирилицы
Введенный e-mail содержит ошибки
Данный e-mail уже существует
У поля Имя и фамилия нет ошибок
У поля E-mail нет ошибок
Напомнить пароль
Введенный e-mail содержит ошибки
Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!
Уже зарегистрированы? Войдите!
Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!
Карта космического мусора – Илья Колмановский – Наука и технологии – Материалы сайта – Сноб
- Забрать себе
Главная / Наука и технологии
Илья Колмановский /
/ Москва
NASA опубликовала схему, на которой есть все объекты космического мусора размером более 10 сантиметров
+T
—
Поделиться:
Иллюстрация: NASA/Orbital Debris Program Office
NASA публикует схему, на которой отображены все объедки, тьфу, объекты рукотворного космического мусора, размером более 10 сантиметров. Не далее чем на прошлой неделе шаттлу «Дискавери» пришлось уворачиваться от такого объекта. Окружность — это орбита, на которой находится большинство спутников. Всего — около 19 тысяч объектов.
Интересно, это мы накидали в первые годы, пока не стали об этом беспокоиться? Или и теперь продолжаем? И как убирать?
Теги: наука и технологии, НАСА, космос, мусор
поддержать
0
Предыдущий
Другие материалы автораСледующий
Читайте также
Сегодня ракета «Ариан-5» должна вывести в космическое пространство две уникальные обсерватории
В 50-ю годовщину приземления «Аполлона-11» на Луну, индийский космический зонд «Чандраян-2» повторит высадку…
Сколько секунд длился Большой взрыв, кто и как фотографирует Землю из космоса? На эти и многие другие вопросы дает ответы астрофизик и популяризатор науки Нил…
Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 1 | 2 |
3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |
24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
31 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
- События
проекта - События участников
- Приглашения
ПОКАЗАТЬ ВСЕ МЕРОПРИЯТИЯ МЕСЯЦА
Самое
Самое
Популярное
Новости
?
Всего просмотров: 14155
Всего просмотров: 9843
Всего просмотров: 8813
Всего просмотров: 8184
Всего просмотров: 8162
Всего просмотров: 7779
Всего просмотров: 6662
Всего просмотров: 6555
Всего просмотров: 6447
Всего просмотров: 5213
Все новости
Карта космического мусора отслеживает 26 000 опасных объектов
ГЛАВНЫЕ ТЕМЫ
Война в Украине новостей: 3886
Акция протеста новостей: 1246
Власть новостей: 7442
Обыски и задержания новостей: 1402
Энергетический кризис новостей: 1154
Вырубка деревьев новостей: 187
Европейские «ценности» новостей: 53
Украденный миллиард новостей: 858
«Мусорная» проблема новостей: 213
Новые условия выезда за границу новостей: 542
Президент новостей: 3347
Железная дорога Молдовы новостей: 152
Красоты Молдовы новостей: 552
Русский язык в Молдове новостей: 160
Объектив Европа новостей: 345
Приднестровье новостей: 1007
Новости Кишинёва новостей: 3914
Цены на топливо новостей: 775
Прокуратура в Молдове новостей: 687
ГМО и прививки новостей: 1398
Дело Додона новостей: 132
Важная информация для беженцев новостей: 54
Страсти вокруг Республиканского стадиона новостей: 94
Отношения России и США новостей: 549
Пожар новостей: 522
Открой для себя Китай новостей: 453
Унионизм против государственности новостей: 292
Диаспора новостей: 1361
Дипскандал новостей: 205
Социальные сети новостей: 54
Нагорно-Карабахский конфликт новостей: 271
НПО Молдовы новостей: 35
Отечественный бренд новостей: 128
Кишиневский аэропорт. Коллизии новостей: 159
Здоровье детей новостей: 339
Интернет и дети новостей: 36
Землетрясения новостей: 268
Выборы в Молдове новостей: 4204
Дело Филата новостей: 329
Дело Шора новостей: 424
Дело лицея Оризонт новостей: 95
Дело Платона новостей: 329
Судьба Плахотнюка новостей: 250
Дело Карины Цуркан новостей: 83
Весёлые новости новостей: 42
Новости Бельц новостей: 163
Новости Тараклии новостей: 23
Новости Рышканы новостей: 8
Новости Комрата новостей: 97
Подготовка к цветной революции новостей: 66
События в Казахстане новостей: 126
Снова в детство новостей: 48
Дело NEXTA новостей: 85
Евровидение новостей: 411
Весенние праздники новостей: 100
Коронавирус новостей: 8228
ЕЩЁ темы
Аналитика и Интервью
Вячеслав Игнатенко: «Днестр мне такой же родной, как и Днепр»
Запад — кризис или агония? Заговор или результаты развития прогрессивной цивилизации? Часть 2
Лидия Тюлякова: «Я всегда любила людей, а люди любили меня»
Психолог Анна Павалаки – о месте, где она чувствует себя как дома
«Запад не владеет уж собою. ..»
Посол Казахстана: Молдова – уникальная страна
«Кишинев – Москва». Когда возобновят перелеты между Молдовой и Россией?
ВСЕ материалы
moldovenii.md
28 апр. 2021, 0:30 Наука и IT
2440 0
Потрясающая карта космического мусора показывает «200 тикающих бомб замедленного действия» на орбите вокруг Земли. Огромные осколки космического мусора — это большие тела ракет, которые могут разбиться на тысячи частей.
Группа ученых из США создала технологию для отслеживания и прогнозирования поведения космического мусора. Это связано с тем, что существует риск столкновения с работающими спутниками, которые предоставляют GPS, предупреждения о погоде и другие важные службы.
Эксперты предупреждают, что космический мусор — растущая проблема. Карта, финансируемая правительством США, отслеживает более 26 000 объектов, плавающих в космосе. По словам команды, они различаются по размеру — от смартфона до космической станции. Около 3500 из них — рабочие спутники, но все остальное — мусор. Профессор Мориба Джа, аэрокосмический инженер Техасского университета в США, сказал, что существует около 200 объектов, которые он назвал «суперраспространителями».
Он сказал, что это «большие ракетные тела, находящиеся там десятилетиями, которые в значительной степени являются бомбой замедленного действия». Профессор Джа добавил: «В какой-то момент они либо взорвутся, либо что-то ударит их, и они превратятся во многие десятки тысяч осколков». Эксперты предупреждают, что космический мусор становится все более серьезной проблемой, поскольку на орбиту выходит все больше спутников и ракет.
NASA заявляет, что космический мусор движется очень быстро и может развивать скорость 18 000 миль в час — почти в семь раз быстрее, чем пуля. Он может включать в себя космические корабли, несуществующие спутники, части ракет и крошечные пятна краски. Организация описывает проблему как «международный вызов», ответственность за который несет каждая «космическая страна». В прошлом году Япония объявила, что планирует построить первый в мире деревянный спутник, чтобы уменьшить количество космического мусора. Это связано с тем, что спутники, сделанные из дерева, сгорают, не выделяя вредных веществ в атмосферу.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter
- Ключевые слова: космос Карта космический мусор
- Источник: evmenov37.ru
- Фото: naked-science.ru
- Обратная связь: Написать в редакцию | Задать вопрос
- Приложения:
Текст ошибки
Комментарий
Информация об ошибке была передана в редакцию Noi.md
По техническим причинам нам не удалось сообщить об ошибке.
Наши инженеры уже работают над решением проблемы.
Вход Регистрация
Отправить новость
© PROMO
Как вы относитесь к тому, что прямое авиасообщение с Москвой запрещено?
- Положительно, так как мы должны следовать рекомендациям ЕС
- Отрицательно, так как это бьет прежде всего по нашим соотечественникам
- Будем надеяться, что вскоре все наладится
Выбор редактора
Странная это страна – Россия
Странная это страна – Россия
Кристина Токарь – девушка, создающая пластиковые украшения
Явление самоката молдавскому народу
«Изначально заинтересованное лицо». Реакция Харета на назначение нового директора театра
«Изначально заинтересованное лицо». Реакция Харета на назначение нового директора театра
У Театра Чехова новый временный директор. Продан: «Театру нужен свежий глоток воздуха»
Зима в Румынии: Высокогорные дороги закрыты из-за погодных условий
Архив новостей
Экологические итоги недели: Мишустин в роли зоозащитника, карта космического мусора, уничтожение заповедных зон Ставрополья
Аргументы Недели →
Общество
→ Природа
13+
3 мая 2021, 12:32
Аргументы недели, Олеся Аверьянова
В России выпустили первую партию вакцины от коронавируса для животных. Премьер Мишустин поддержал законопроект о запрете рыболовства на китообразных. Добыча песка разрушит экосистему национального парка «Онежское Поморье». Губернатор Ставрополья Владимиров не успокоится, пока не уничтожит заказники? Появилась интерактивная карта космического мусора.
В России была выпущена первая партия вакцины для профилактики коронавирусной инфекции у животных «Карнивак-Ков», сообщает Россельхознадзор. Объём первой партии составил 17 тысяч доз. Срок сохранения иммунитета после прививки оценивается в полгода. Выпущенный препарат уже заказан многими организациями и в ближайшее время поступит в Москву, Московскую область, Крым, Санкт-Петербург, Владимир, Киров, Ижевск, Иркутск, Магнитогорск, Новосибирск, Рязань, Челябинск, Тверь и Тольятти. Ещё порядка 20 иностранных организации заявили о своей заинтересованности в покупке данного медикамента.
Премьер-министр РФ Михаил Мишустин на этот раз выступил в роли зоозащитника. Он поддержал законопроект о запрете лова китообразных: как промышленного, так и с берега. Под защитой этого решения окажутся киты, дельфины и морские свиньи. Будем реалистами: это не снимет вопросы смерти дельфинов от мусора, орудий ловли рыбы и морского трафика, но хотя бы одной причиной гибели исчезающих морских животных станет меньше. Осталось дело за малым – заставить надзорные органы выполнять этот закон.
К тому же, природа России подвергается уничтожению не только делами китовых промысловиков, но и дельцов, добывающих минералы и строительные материалы. Жители архангельской деревни Солза ведут бескомпромиссную борьбу с компанией «Тэнгри». Об этом сообщает портал «Выводы на чистоту».
Камнем преткновения стали белые песчаные пляжи, которые входят в состав национального парка «Онежское Поморье». Понятно, что этот кусок почти нетронутой природы на побережье Белого моря для жителей Северодвинска очень дорог: море сохранило здесь удивительное биоразнообразие, а северные виды восхищают фотографов и художников.
ООО «Тэнгри» пытается оформить документы на добычу гранатового песка на незатопляемой полосе береговой зоны на Летнем и Зимнем берегу Белого моря. Вопрос находится в стадии согласования у заместителя руководителя Управления Североморского ТУ Росрыболовства В. В. Москалёва. Заказчиком и разработчиком проектной документации выступает сама фирма «Тэнгри».
Если работы начнутся, будут разрушены береговая линия моря и рек Солза (это река нерестовая) и Марья. При штормовой погоде будет разрушено железнодорожное полотно, и подтопление домов местных жителей будет неизбежно. Не успели жители архангельского региона успокоится от произошедшей аварии на испытательном полигоне в селе Нёнокса с большим выбросом радиации, а им власти и бизнес готовят новую напасть. Они решили обратиться к президенту страны Владимиру Путину с отчаянной просьбой: «Помогите нам, пожалуйста, прекратить эти работы».
За фирмой «Тэнгри» числится немало грязных делишек. В 2017 году она самовольно начала добычу песка, причем вывозили его машины без номеров, под охраной крепких приблатнённых парней. Тогда жителям удалось отстоять свои пляжи. Директор «Тэнгри» Алексей Еленский публично пообещал местным, что будет жаловаться и найдёт на них управу и если потребуется дойдёт до президента. Похоже, для жителей Северодвинска и деревни Солза битва только начинается. Редакция «Аргументов Недели» будет следить за развитием событий.
На другом краю нашей страны власти нещадно уничтожают заповедные зоны. Правительство Ставрополья отклонило протесты прокурора на постановления о изъятии земель памятников природы в Кавминводах. Об этом сообщает портал «Зеленый змий». Правительство региона не стало отменять постановления губернатора края о внесении изменений в границы памятников природы краевого значения: «Гора Бештау» и «Гора Змейка». Ранее согласно документам, подписанным главой региона, на 68 гектаров была уменьшена площадь «Бештау», а у «Змейки» отрезали 25,5 гектара. Сейчас эти постановления обжаловали активисты, идут суды. Краевая власть сдаваться не собирается. Как подчеркнул на недавней пресс-конференции губернатор Владимир Владимиров, проекты (например, «Кавминводский велотерренкур») для которых и изымались земли, будут реализованы. А решения судов правительство Ставропольского края будут оспаривать, и если нужно могут дойти до Верховного суда. Но и в том случае, если ВС РФ встанет на сторону активистов, заявил Владимиров, будет разработан закон, разрешающий исполнительной власти региона ликвидировать природоохранные территории, что позволит вести работы в границах нынешних памятников природы.
А теперь самое время взглянуть в небо и подумать о том, сколько космического мусора летает вокруг Земли. В Сети появилась соответствующая карта, показывающая обломки ракет, неработающие спутники и другой мусор, парящий в пространстве, окружающем нашу планету, сообщает издание «Нож». На ней виден мусор, который человечество оставило на орбите за последние 60 лет. Можно включить фильтр и посмотреть, как много «наследила» каждая отдельная страна и на разных орбитах.
Подписывайтесь на Аргументы недели:
Новости |
Дзен |
Telegram
- нечем дышать
- экология
- Ставрополье
- Мишустин
- заповедники
- космос
- РК
Новости МирТесен
Политика
Интервью
Политика
Политика
Политика
Общество
В мире
Шоу-бизнес
Общество
Спорт
Говорят, что. ..
Новости МирТесен
Говорят, что…
Общество
Говорят, что…
Хоккей
Футбол
Шпионаж
Политика
Здоровая жизнь
Книги
российский исследователь — о проблеме космического мусора — РТ на русском
Избавление околоземного пространства от космического мусора — дорогое и пока что труднореализуемое удовольствие. Об этом в интервью RT заявил ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт. Комментируя недавнее сообщение «Роскосмоса» о том, что на орбите Земли находится около 7 тыс. тонн космического мусора, Эйсмонт рассказал, как в России работает система его отслеживания, которая позволяет обезопасить космические аппараты. По словам учёного, объёмы мусора растут и избегать столкновений становится всё сложнее. По его мнению, для решения этой проблемы необходимо объединить силы всех космических держав.
— В «Роскосмосе» заявили, что на околоземной орбите находится огромное количество мусора, более 7 тыс. тонн. Почему он скапливается и как его посчитали?
— После запуска спутников в космическом пространстве оказываются как отделившиеся ступени ракет-носителей, так и сами аппараты. И если они находятся на низкой орбите (400—500 км), то на них действует разреженная атмосфера, в результате чего аппараты снижаются и в итоге сгорают. Однако не все они таким образом «тормозятся» атмосферой, некоторые остаются в космосе надолго. Вот так образуется космический мусор. И с ним действительно нужно что-то делать.
«Роскосмос» назвал цифру в 7 тыс. тонн. Однако здесь важно учесть размеры самих обломков. Если считать осколки размером больше 10 см, то их в космосе около 25 тыс. штук, и они очень опасны для космических аппаратов.
— Каким образом ведётся учёт космических обломков?
— В нашей стране и в США отслеживанием космического мусора занимаются военные. Однако в Америке, в отличие от России, эти данные публикуются в открытом доступе, как каталоги объектов в околоземном пространстве. Обломки находят и пытаются идентифицировать, проводят каталогизацию. Все обломки получают свои номера, по которым в дальнейшем отслеживаются их орбиты. Благодаря этому прогнозируется, где будут находиться осколки. Эти данные обновляются каждые сутки.
- Gettyimages.ru
- © Michael Dunning
— Какую опасность представляет космический мусор?
— Для новых космических кораблей осколки отработавших аппаратов представляют опасность потому, что возможны столкновения. Их можно просчитать и спрогнозировать, только если идёт опасное сближение с аппаратом (меньше 1,5 или даже 5 км). В таком случае можно провести манёвр уклонения. Для этого на спутниках расположены специальные двигательные системы для коррекции движения по орбите. Обычно такие манёвры проводятся для избегания столкновений, но иногда на геостационарной орбите (около 36 тыс. км над уровнем моря. — RT) за огромным количеством аппаратов сложно проследить.
Также по теме
В автоматическом режиме: российский телескоп-робот обнаружил новую комету в облаке Оорта
Российские астрофизики обнаружили новую комету в облаке Оорта за орбитой Юпитера. Она получила название C/2021 K2 (MASTER). Открытие…
— На какие объёмы мусора рассчитана система коррекции орбиты у космических аппаратов?
— Пока с мусором, расположенным в космическом пространстве, ей удаётся справляться. Ещё не было такого, чтобы у аппарата не хватало мощности, чтобы обогнуть обломки. Но, к сожалению, количество мусора год от года увеличивается, поэтому в будущем с ним справляться станет намного сложнее.
— В России существует автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП). Как она функционирует и справляется ли со своими обязанностями?
— В задачи этой системы, которая находится в составе «Роскосмоса», входит слежение за российскими аппаратами, с тем чтобы обеспечить их безопасное функционирование. И она успешно справляется со своими функциями. АСПОС ОКП наряду с военными системами систематизирует и постоянно отслеживает обломки. В этом плане мы можем рассчитывать на то, что характеристики АСПОС ОКП будут дальше совершенствоваться и она будет помогать нашим космическим аппаратам в отслеживании космического мусора.
— Можно ли окончательно избавиться от космического мусора?
— Этим занимаются многие учёные как из фундаментальных, так и из прикладных наук. Очень много людей пытаются найти решение проблемы космических обломков. Но у всех их идей существует общий недостаток. Оказалось, что избавление от космического мусора — это дорогое и труднореализуемое удовольствие.
Самое актуальное на данный момент решение — это удаление фрагментов с помощью лазерных пучков. Эти пучки направляются с соответствующего аппарата на обломки, в результате чего происходит частичное испарение. Это создаёт реактивную тягу, которая приводит к торможению объекта и дальнейшему сходу с орбиты. Однако подтверждения данного предложения на практике не было.
- Reuters
- © MDB/PB
Другие предложения, как я уже упомянул, слишком дороги. Например, одно из них — это специальный аппарат с гарпуном для сбора осколков. Он собирает материал, а потом отправляет его на орбиту входа в атмосферу.
Можно сказать, что простейший на данный момент способ борьбы с космическим мусором — не мусорить. Этот способ, как ни странно, работает. Уже существуют способы увода отработавших космических аппаратов, которые являются частью мусора, засоряющего околоземное космическое пространство.
Если запускается космический аппарат, то с самого начала на нём должны быть установлены системы, которые позволят его убрать из космического пространства. Эти аппараты снабжаются двигателями, которые, когда истекает срок работы аппарата, дают тормозной импульс, переводящий аппарат на траекторию входа в атмосферу. Другой способ — отправить аппарат на орбиту захоронения, где хранятся отработавшие объекты, но тогда мы создаём проблему для будущих поколений.
Также можно отправить такие аппараты в дальний космос. Это может быть надёжным способом решения данной проблемы.
Также по теме
«Мы рады всем желающим»: генеральный директор «Главкосмоса» — о туризме на МКС
Российский «Главкосмос» проводит предполётную подготовку космических туристов для путешествий на МКС. Об этом в интервью RT сообщил…
— Нет ли идей законодательно запретить засорять космос?
— Запретом на засорение космоса недавно занялись. Первые предложения поступили от представителей нашей страны в ООН. Там существует специальный комитет COPUOS, который занимается в том числе проблемами засорения околоземного пространства. Он регулирует деятельность в космическом пространстве стран — участниц ООН.
Предложения России ввести правила по засорению космического пространства были учтены этим комитетом. Одно из правил было: если космический объект отработал своё, то он может оставаться в космическом пространстве не более 12 лет. После этого страна, которой принадлежит аппарат, должна убрать его из космоса. Ещё одно требование: удалить ракету-носитель — переносчика космического аппарата.
Страны стараются следовать этим правилам, принятым на уровне Организации Объединённых Наций.
— Может ли этот мусор представлять опасность для Земли?
— Для Земли космический мусор не представляет такой опасности, как для космических аппаратов, — за одним исключением. Есть аппараты с ядерными реакторами в космическом пространстве. Они находятся на орбитах захоронения, где могут располагаться более сотни лет. Однако из-за внешних факторов существует возможность их входа в атмосферу, в таком случае возникнет опасность для Земли. Есть предложения, как поступить с этими аппаратами, но пока что их трудно реализовать.
Спутниковая карта | Исследуйте активные спутники на орбите Земли
Зачем нужны спутники?
Вы когда-нибудь узнавали свое местоположение на телефоне или настраивали навигационную систему в машине, чтобы
назначения? Тогда вы определенно использовали спутники.
Локализация с помощью спутниковых навигационных систем широко используется практически во всех отраслях: на транспорте, в экстренных ситуациях.
отклик,
сельское хозяйство, банковское дело, военное дело, наука. Эти спутники определяют местоположение, скорость и текущее время
небольшие электронные устройства (например, в наших смартфонах).
Коммуникации
спутники используются для телевидения, радио и интернет-вещания. Этот сектор увеличился в последнее время с более
и многие другие компании запускают спутники для обеспечения интернета по всему миру.
Наблюдение за Землей
спутники предоставляют информацию о земных ресурсах, погоде, климате и мониторинге окружающей среды. визуализация
спутники производят данные с высоким разрешением почти всей суши на Земле.
Космические наблюдения также выигрывают от спутниковых данных: спутниковые телескопы имеют решающее значение для понимания
такие явления, как
пульсары и черные дыры, а также измерение возраста Вселенной.
Где орбиты спутников?
Хотя пространство за пределами атмосферы Земли огромно, искусственные спутники обычно располагаются в одной из
три популярных орбитальных режима: низкая околоземная орбита, средняя околоземная орбита и геостационарная орбита.
Кому принадлежат все спутники?
Существуют тысячи активных спутников, и в 75 разных странах есть хотя бы один спутник.
на орбите Земли. США, Китай и Великобритания возглавляют список стран с сотнями действующих
спутники.
Глядя на отдельных спутниковых операторов, мы видим, что частные компании владеют большей частью активных
спутники. SpaceX — крупный победитель, у которого по состоянию на январь 2022 года 1735 спутников.
Что такое космический мусор?
Космический мусор представляет собой вышедшие из строя искусственные объекты в космосе, которые больше не выполняют полезную функцию.
обломки состоят из старых спутников, заброшенных ступеней ракет-носителей, мусора, связанного с миссией, и
осколочные осколки.
Сколько там космического мусора?
Невозможно отследить все объекты обломков. Согласно с{‘ ‘}
статья Европейского космического агентства
{‘ ‘}
есть вокруг:
36 500 обломков
больше 10 см/4 дюймов
1 000 000 осколков
крупнее 1 см/0,4 дюйма
130 миллионов осколков
размером около 1 мм/0,04 дюйма и больше
Эти объекты движутся со скоростью до 28 160 км/ч/17 500 миль/ч, поэтому, даже если они очень маленькие, они могут повредить автомобиль.
космический корабль при движении на этих скоростях.
Столкновения в космосе
Операторы спутников часто маневрируют своими спутниками, чтобы избежать потенциальных столкновений с фрагментами мусора.
Произошло несколько заметных космических столкновений, фрагменты которых отображаются на карте (их положение
прогнозируются по состоянию на 28 марта 2022 г.). Столкновение в 2009 годубыл случайным, а остальные сработали
цель {‘ ‘}
противоспутниковое оружие
.
2021
Спутник Космос 1408 уничтожен
в ходе российских испытаний противоспутникового оружия 15 ноября 2021 г., в результате чего на орбитах между
300 км/190 миль и 1100 км/680 миль над Землей. Угроза потенциального столкновения с обломками вызвала
Экипаж Международной космической станции (МКС) впервые укрылся в своих спасательных капсулах
несколько проходов облака обломков и увеличили будущий риск столкновения обломков с МКС или другим
спутники.2009
10 февраля 2009 г., Космос 2251 а
Несуществующий российский космический корабль столкнулся и уничтожил{‘ ‘}
Iridium 33 — действующий американский
Коммерческий космический корабль Iridium. Столкновение добавило более 2300 крупных отслеживаемых обломков и
много более мелкого мусора в космос.2007
Противоспутниковые испытания Китая в 2007 г., в ходе которых использовалась ракета для уничтожения{‘ ‘}
Fengyun 1C старая погода
спутник, добавил более 3500 кусков крупного отслеживаемого мусора и еще много более мелкого мусора в
пространство.
{‘ ‘}
Кто очищает космос?
Космический мусор представляет собой реальную проблему в будущем, особенно с появлением мегасозвездий. Пространство
организации и компании соревнуются за инновационные решения по очистке от мусора и повышению безопасности космического пространства.
Ниже приведены несколько примеров разрабатываемых проектов, в которых используются различные технологии для очистки пространства:
Лазерная дальномерная станция Izaña-1
Европейское космическое агентство проводит испытания новой станции лазерной локации на Тенерифе, Испания. Использование мощных лазеров
они могут быстро определить местоположение, скорость и орбиту ранее невидимых несуществующих объектов. Они могут
также осторожно подталкивайте объекты обломков на новую орбиту, чтобы избежать столкновения. Узнайте больше об этой технологии на{‘ ‘}
веб-сайт ЕКА
.
Миссия ClearSpace-1
{‘ ‘}
Миссия, запланированная на 2025 год, будет использовать четырехрукий робот для захвата вторичного адаптера полезной нагрузки Vega (слева).
позади ракеты-носителя Vega ЕКА в 2013 году. Это партнерство между {‘ ‘}
Европейское космическое агентство
{‘ ‘}
а также{‘ ‘}
Клирспейс
, швейцарский стартап.
Служба поиска космических аппаратов ELSA
Идея программы заключается в запуске двух космических аппаратов — спутника обслуживания и спутника-клиента — для отслеживания
сбивать и стыковать мертвые спутники и убирать их с орбиты. Astroscale, японская компания, стоящая за
миссия успешно провела испытания в 2021 году, в ходе которых они несколько раз стыковались и запускали спутник.
цели. В 2022 году у них возникли трудности с программой испытаний. Подробнее о{‘ ‘}
миссии на их сайте
.
Электронная почта
Электронное пространство
{‘ ‘}
— стартап, который планирует запустить сеть спутников, которые будут улавливать фрагменты мусора на орбите.
Как только они захватят определенное количество мусора, они запрограммированы на сход с орбиты и сгорание в атмосфере.
Первые три испытательных спутника будут запущены в конце 2022 года.
Космический мусор или космический мусор — Загрязнение космоса | Карта космического мусора
С начала эры освоения космоса в 1950-х мы заполнили космос ракетами, спутниками и мусором . И однажды нам придется столкнуться с последствиями. Что это такое, и можем ли мы перестать загрязнять космос? Давай выясним.
Содержание
- Что такое космический мусор?
- Сколько там космического мусора?
- Рост количества космического мусора
- Откуда берется космический мусор?
- Почему проблема с космическим мусором?
- Что такое синдром Кесслера?
- Инциденты повреждений, связанных с космическим мусором
- Космический мусор, поражающий МКС
- Космический мусор падает на Луну
- Космический мусор падает на Землю
- Можем ли мы избавиться от космического мусора?
- Карта космического мусора
Что такое космический мусор?
Космический мусор или космический мусор (также космический мусор) — это нежелательные объекты или материалы, оставленные в космосе людьми, например, обломки мертвых спутников. Вот несколько примеров объектов, найденных в космосе:
- Выброшенные ступени ракеты;
- Винты и болты;
- Кусочки краски, упавшие с космического корабля;
- Перчатка;
- Одеяло;
- Зубная щетка;
- Пара плоскогубцев;
- Сумка для инструментов размером с портфель.
Космический мусор в основном относится к объектам на орбите Земли, но человечество умудряется оставлять мусор везде, включая Луну.
Сколько там космического мусора?
По состоянию на август 2022 года ЕКА сообщило о 31 870 объектов обломков регулярно отслеживаются сетями космического наблюдения. Но не весь космический мусор отслеживается и каталогизируется. Наши системы наблюдения могут наблюдать только космические объекты диаметром более 10 см на низкой околоземной орбите и более 1 м на геостационарной орбите. На основе статистических моделей насчитывается около 131 млн неотслеживаемых штук (большинство из них размером от 1 мм до 1 см).
Увеличение количества космического мусора
Количество объектов, находящихся на орбите, занесенных в каталог, увеличивалось относительно линейно в течение последних нескольких десятилетий. Вот примерное количество отслеживаемого мусора на орбите Земли согласно отчету IAA о ситуации с космическим мусором.
- 1993: 7700 объектов
- 2001: 8700 объектов
- 2005: 10 300 объектов
- 2013: 16 600 объектов
- 2016: 17 700 объектов
- 2022: 31 870 объектов
Откуда берется космический мусор?
Космический мусор — результат запуска людьми ракет и спутников в космос. Запуски ракет оставляют на орбите Земли ускорители, обтекатели, промежуточные ступени и другие обломки. Спутники имеют ограниченный срок службы и со временем перестают работать, превращаясь в куски металла, плавающие в космосе. Астронавты теряют некоторые вещи в космосе, например инструменты, при ремонте космического корабля.
Некоторый космический мусор возникает в результате столкновений со спутниками. Когда спутники сталкиваются, они могут разбиться на тысячи частей, создавая множество новых обломков. Кроме того, некоторые страны, такие как США, Китай и Индия, использовали противоспутниковое оружие (ASAT) для подрыва спутников, создавая тысячи новых обломков.
Почему проблема с космическим мусором?
В настоящее время самой большой угрозой космического мусора является потенциальный ущерб действующим спутникам, космическим кораблям и Международной космической станции . Между тем прогнозы о его возможной угрозе для освоения космоса в будущем различны.
Количество космического мусора в основном растет на низкой околоземной орбите. Человечество постоянно увеличивает там количество спутников, что приводит к более высокой вероятности столкновений. Чтобы избежать столкновения, спутники должны уйти с пути осколков космического мусора. Ежегодно все спутники (включая МКС) выполняют сотни маневров по предотвращению столкновений.
Некоторые источники утверждают, что растущие обломки сделают операции на орбите более дорогостоящими и хлопотными. Спутникам придется выполнять больше маневров уклонения, что усложнит их эксплуатацию. Им также потребуется дополнительное топливо для этих маневров и, возможно, щиты для защиты важных областей.
Другие исследователи считают, что космический мусор станет серьезной проблемой после 2055 года, что сделает дальнейшее исследование космоса практически невозможным. Говорят, что уровень мусора на низких околоземных орбитах настолько высок, что меры, направленные на его снижение, бесполезны.
Что такое синдром Кесслера?
Синдром Кесслера (или каскад столкновений) — это сценарий, при котором на орбите Земли находится слишком много космического мусора, что приводит к столкновению большего количества объектов и образованию большего количества мусора. Следовательно, вероятность дальнейших столкновений будет возрастать. В конце концов, это приведет к тому, что орбита Земли станет непригодной для использования. Вы можете увидеть некоторое представление этой теории в фильме «Гравитация». Синдром Кесслера назван в честь Дональда Кесслера, ученого НАСА, который выдвинул эту идею в 1978.
Инциденты повреждений, связанных с космическим мусором
Теперь, когда мы знаем теории, давайте посмотрим на реальные аварии, связанные с космическим мусором.
Космический мусор сталкивается с МКС
С 1999 года Международная космическая станция более 25 раз меняла курс, чтобы избежать известных обломков. Однако полностью МКС это не спасло. К 2019 году было зарегистрировано более 1400 столкновений метеороидов и орбитального мусора с МКС. Они повредили несколько секций, в том числе солнечные батареи, американские и российские окна, радиаторы и др.
Космический мусор упал на Луну
В 2022 году кусок космического мусора впервые упал на поверхность Луны. Разгонная ступень китайской ракеты, запущенной в 2014 году, ударилась об обратную сторону Луны 4 марта 2022 года. Никто не наблюдал за ударом, но, согласно компьютерному моделированию, обломок ракеты приземлился где-то рядом с кратером Герцшпрунг и должен был покинуть кратер диаметром около 20 м (65 футов).
Космический мусор падает на Землю
Хотя большая часть космического мусора сгорает в атмосфере, обломки несколько раз ударялись о поверхность Земли. Но особого вреда они не нанесли. Вот некоторые из случаев:
- Одно из самых ранних зарегистрированных событий произошло 5 сентября 1962 года, когда часть спутника IV упала в Манитовоке, штат Висконсин. Кусок был размером 0,15 м (5,9 дюйма) и массой 9,5 кг (20,9 фунта).
- Первым человеком, пострадавшим от (почти) прямого удара космического мусора, был У Цзе, 6-летний мальчик из Китая в 2002 году. Кусок алюминия весом 10 кг (22 фунта) от запуска космического корабля Ziyuan-2B ударился о дерево хурмы, под которым играл мальчик. У Цзе перелом пальца ноги и опухоль на лбу.
- 31 июля 2022 года пустая основная ступень Long March-5B совершила неконтролируемый вход в атмосферу над Индонезией и Малайзией. Это видели многие, но никто не пострадал.
Можем ли мы избавиться от космического мусора?
Обычно космический мусор вращается вокруг Земли, пока не войдет в атмосферу и не сгорит там . В зависимости от высоты объекта на это уходит от нескольких до тысяч лет. Объекты ниже 600 км могут вернуться в атмосферу через несколько лет. Обломки на высоте 800 км могут продолжать кружить вокруг Земли веками. На высоте более 1000 км они будут продолжать вращаться вокруг нашей планеты в течение тысяч лет.
Но мы, , не можем просто перестать запускать что-то в космос , чтобы очистить его. Орбита Земли уже заполнена многочисленными объектами, и даже без новых запусков они будут размножаться, сталкиваясь друг с другом. По расчетам только куски шириной от 10 до 20 см увеличатся в 3,2 раза.
Так что, очевидно, мы не можем ждать, пока исчезнет весь космический мусор. В настоящее время компании по всему миру работают над удалением мертвых спутников с орбиты и затаскиванием их обратно в атмосферу, где они сгорят. Эти проекты включают в себя гарпун, сеть, магниты и даже стреляющие лазеры!
Первая подобная миссия запланирована на 2025 год , когда ЕКА запустит четырехрукий робот-сборщик мусора для удаления одного обломка под названием Vespa. По плану зонд схватит Vespa и утащит ее в атмосферу, где они оба сгорят. Миссия будет стоить 120 миллионов евро.
Другой более реалистичный и менее затратный метод — не оставлять объекты на орбите после того, как они больше не нужны . Для этого существуют международные рекомендации Межагентского координационного комитета по космическому мусору (IADC).
Карта космического мусора
Вы можете самостоятельно отследить космический мусор. Используйте карту космического мусора, которая показывает 3D-модель спутников на орбите Земли (включая мусор и неактивные спутники). Или установите приложение Satellite Tracker, которое позволяет отслеживать космический мусор. Вы можете найти их, нажав на значок спутника в правом верхнем углу экрана в разделе «Космический мусор». Кроме того, большинство обломков имеют в конце названия «DEB».
Итог: Космический мусор или космический мусор — это искусственные материалы, оставленные в космосе. Они включают в себя самые разные объекты, от мертвых спутников до одиночной зубной щетки. Если люди будут и дальше загромождать орбиту Земли, то в худшем случае освоение космоса станет невозможным. Космические компании работают над решением этой проблемы.
Космический мусор. Визуализация рисков и информирование заинтересованных сторон Адриан Георге заменить на Земле. Вы можете пользоваться услугами спутниковой связи и прогнозирования погоды, иногда вы можете использовать GPS (для транспорта, туризма и для того, чтобы отмечать своих друзей на Facebook), но вы также потребляете космические услуги через посредников. Ваш заказ на Amazon прибыл безопасно, дешево и вовремя через глобальную службу доставки, зависящую от GPS. Купленный вами гаджет стал результатом глобальной производственной цепочки, жизнеспособность которой поддерживается глобальными коммуникациями, глобальным транспортом и глобальными финансами. Ваши онлайн-платежи, банковские операции и инвестиции на фондовом рынке фиксируются атомными часами, установленными на спутниках GPS.
Однажды вы даже можете получить медицинские услуги или даже робот сделает вам операцию с помощью телемедицины. А в кризисных и чрезвычайных ситуациях космические услуги, такие как наблюдение за Землей, бесценны для лиц, принимающих решения, и спасателей. У этого списка нет конца.
Союз обеспокоенных ученых ведет базу данных с открытым исходным кодом обо всех спутниках на орбите Земли, хотя нынешние цифры — лишь малая часть от количества спутников, запущенных за последние полвека.
Рис. 1 – Разбивка всех известных спутников на орбите, данные, собранные UCS [1]
Многие страны пытались и сумели запустить спутники для эксплуатации, науки или просто для престижа, как следующие UCS диаграмма показывает, хотя количество стран с реальными возможностями запуска намного меньше.
Рис. 2 – Карта стран, которые запустили спутники или имеют возможности для запуска [2]
Но эти спутники так же уязвимы для рисков, уязвимостей и угроз, как и наземные системы, на которые мы полагаемся и которые мы называем критическими инфраструктурами. Некоторые из рисков являются обычными и очень актуальными, например, кибератаки. Некоторые из них — это то, что мы называем HILF, сильное воздействие — низкочастотные события, которые, тем не менее, влияют на все виды систем — солнечные бури — пример, который захватывает воображение. Другие представляют собой конкретные угрозы: суровость, присущая космической среде, угроза противоспутникового оружия или риск столкновения с космическим мусором. В этой статье основное внимание уделяется последней угрозе, очень реальной проблеме, которая затрагивает почти триллионную отрасль, на которую мы полагаемся. В нем также описывается разработка в этой области, которая может помочь нам в борьбе с этой угрозой, раскрывая ее широкой общественности и частным заинтересованным сторонам, а не только специалистам Европейского космического агентства и НАСА, которые уже хорошо осведомлены об угрозе. В конечном счете, этот тип научной дипломатии и информационно-разъяснительной работы является одновременно тенденцией и инструментом для развитых обществ.
Крупный бизнес
Ежегодный отчет о состоянии спутниковой индустрии[3], выпускаемый каждый сентябрь Ассоциацией спутниковой индустрии США и составляемый компанией Bryce Company (ранее Tauri Group), показывает, насколько развита индустрия спутниковых услуг. стать и сколько из них находится в частных руках, работающих в соответствии с нормальными экономическими стимулами, в отличие от государственных миссий по фундаментальной науке, которые люди обычно представляют себе на орбите. Крупномасштабная частная собственность также является реальностью для важнейших наземных инфраструктур, таких как электростанции, порты, фермы и другие важные активы, что повлияет на соображения, касающиеся управления безопасностью и ресурсов безопасности.
Рис.3 – Компании-члены Ассоциации спутниковой промышленности США [4]
годом ранее рост отрасли опередил глобальный рост или рост в США, достигнув 208 миллиардов долларов, что почти вдвое больше, чем в 2006 году. Количество запущенных спутников осталось примерно таким же, как и в 2014 году, превысив 200, но это игнорирует тот факт, что после 2013 года это число удвоилось из-за широкомасштабного внедрения кубсатов, очень маленьких спутников, которые более доступны по цене и могут запускаться большими группами, что значительно снижает финансовые затраты на доступ в космос для маргинальных операторов (университеты, небольшие страны и т. д.). ). 53% спутников, запущенных в 2015 году, были кубсатами, и у этой области есть значительный потенциал для роста, в дополнение к более финансово и технологически интенсивным крупным спутниковым системам.
Рис.4 – Структура доходов мировой спутниковой индустрии [5]
Вывоз мусора из космоса
Много усилий было потрачено на повышение осведомленности общественности об экологических проблемах на Земле, связанных живучесть мусора, вред окружающей среде, неприглядность и опасность мусорных свалок и свалок. Что, если бы кто-то сказал вам, что у человечества такая же проблема в космосе, с такими же серьезными последствиями? Поскольку там постоянно никто не живет, то процесс можно описать так, как будто все оставляют мусор и отходы после пикника в национальном парке. И копится она уже более 60 лет, с тех пор как в космос запустили первый искусственный объект — спутник. По данным Европейского космического агентства, по состоянию на январь 2017 года общая масса космического мусора на орбите составляет 7500 тонн, разделенных по размерам следующим образом[6]:
- 29 000 объектов >10 см;
- 750 000 предметов – от 1 см до 10 см;
- 166 млн объектов – от 1 мм до 1 см.
Рис. 5 – Моделирование орбитального мусора и других объектов вокруг Земли (Источник: ЕКА) представляет собой интернациональную среду. Вы не можете ограничить свое загрязнение страной, которая его произвела, или пространством над ней. Это на самом деле бессмысленно. Спутники обращаются вокруг Земли именно в тех полосах пространства, которые им необходимы для выполнения своих функций, будь то предоставление данных о погоде, связи или телевизионных сигналов. Наиболее ценные полосы используются наиболее широко, поэтому в них накапливается больше всего мусора. Так что это коллективная проблема. Несмотря на то, что подавляющее количество космических систем и накопившегося мусора приходится лишь на несколько стран, от этих услуг выигрывают все, иногда критически.
Из-за природных явлений, таких как гравитация и трение о воздух, часть мусора сгорает в атмосфере Земли, если она находится на достаточно низкой орбите. В противном случае она сохраняется годами, десятилетиями, даже веками, представляя опасность для космических кораблей, космонавтов, космических станций и, конечно же, действующих спутников. Из 42 000 отслеживаемых объектов, выведенных на орбиту 5 250 пусками, 23 000 все еще находятся там, но только 1 200 все еще активны[8]. Обломки происходят из нескольких ключевых источников, насколько мы можем их отследить[9].]:
- 42% — фрагменты распавшихся космических систем, особенно спутниковых систем;
- 22% — целые, но нефункционирующие космические системы;
- 19% — в результате выполнения конкретных космических полетов;
- 17% — обломки пусковых установок, выводящих спутники за пределы атмосферы Земли.
Конечно, существует и природный мусор, такой как пыль, метеориты и так далее. Что касается национального происхождения, то степень вклада отчасти коррелирует с ролью страны в космической гонке – Китай – 40%; США – 27,5%; СССР/Российская Федерация – 25,5%[10]. Явное несоответствие между Китаем и двумя признанными космическими державами обусловлено двумя факторами. Во-первых, это запоздалое, но мощное вступление Китая в космическую гонку, в то время как две другие страны произвели гораздо больше мусора в долгосрочной перспективе, но у многих из них было достаточно времени, чтобы быть устраненными естественным путем путем возвращения в атмосферу, поскольку большинство спутников расположены на очень полезных низких околоземных орбитах (НОО). Примерно 49% существующих спутников находятся на НОО, 6% — на СОО (средняя орбита) и 41% — на ГСО (геосинхронная, когда они всегда обращены к одной и той же части Земли), остальные — на эллиптических и других орбитах[11]. Первая категория допускает естественную регенерацию космической среды за счет возвращения мусора в атмосферу. Второй фактор — это очень большое влияние испытаний противоспутникового оружия (ПсАТ) на космический мусор[12]. В ходе испытания FengYun-1C в 2007 г., в ходе которого Китай уничтожил неактивный метеоспутник, одним ударом было создано 12 % всего запаса орбитального мусора[13]. Это было лишь второе кинетическое испытание ASAT в истории после первого испытания в 1983 в исполнении американцев. Через год после китайского испытания в ходе операции «Утомленный мороз» американцы испытали противоспутниковое вооружение нового поколения[14]. Весь этот эпизод показывает разрушительную мощь противоспутникового оружия и возможность эскалации космических конфликтов с разрушительными глобальными последствиями, поэтому немилитаризация космоса, нераспространение космических вооружений и контроль за их применением находятся в центре внимания. повестка дня крупных глобальных политических инициатив, таких как Конференция по разоружению или различные законодательные проекты ООН в области космоса.
Рис. 6 – Динамика количества космического мусора в разбивке по происхождению приведенная в действие пуля к позору. Международные космические станции регулярно выполняют маневры уклонения, чтобы избежать столкновений с крупными обломками, хотя фотография ниже показывает, что даже самые маленькие, которые труднее отслеживать и избегать, по-прежнему представляют невероятную опасность. Система космического наблюдения НАСА отслеживает только обломки размером до 5 см, тогда как 7-миллиметровый скол в иллюминаторе МКС был вызван куском размером в несколько тысячных долей миллиметра.
Рис. 7 – След, оставленный в иллюминаторе МКС в результате удара очень мелкими обломками [16] .
Там, где это возможно, спутники также выполняют маневры уклонения, но за счет их полезного срока службы, поскольку их ограниченный запас топлива для двигателей требуется для удержания станции, то есть поддержания их положения в течение всего срока службы. Столкновения бывают не только с мельчайшими обломками, но и с обломками спутников или целыми нефункционирующими спутниками, как это произошло при столкновении телекоммуникационного спутника Иридиум 66 с бездействующим российским спутником Космос 2251 в 2009 году. . Несмотря на то, что космос, как известно, очень большой, самые полезные орбиты настолько переполнены, что спутники обычно проходят в непосредственной близости друг от друга на гиперскорости, в то время как Iridium 66 и Cosmos 2251, по оценкам, проходят на расстоянии около 500 м [17]. В настоящее время нет средств для дозаправки и ремонта спутников в космосе, хотя несколько стартапов работают над решениями, а НАСА в прошлом предприняло рискованную пилотируемую миссию по ремонту незаменимого телескопа Хаббл. Обращение, зарезервированное для Хаббла и МКС, недоступно для других космических активов, если только отрасль не собирается быть финансово устойчивой.
Самая большая угроза, связанная с космическим мусором, заключается не только в том, что он может вывести из строя или уничтожить спутники или даже подвергнуть опасности астронавтов. Самая большая угроза в более широкой картине заключается в том, что каждое столкновение создает новый мусор, усугубляя проблему и увеличивая статистическую вероятность будущих столкновений, которые создадут еще больше мусора. Это может превратиться в каскадное явление, получившее название «синдром Кесслера» в честь ученого НАСА Дональда Кесслера[18]. Он предположил, что при определенной концентрации космического мусора последовательные столкновения сделают вероятность немедленного столкновения почти неизбежной, превратив орбиту Земли в непригодное для жизни минное поле. Никакая незащищенная ракета не сможет пройти, никакие новые спутники не будут размещены, и ни одна пилотируемая миссия не сможет состояться. Это не теоретический сценарий, а скорее прогноз конечного состояния этой быстро деградирующей природной среды.
Космическое управление?
Применительно к космическим вопросам управление представляет собой процесс, с помощью которого заинтересованные стороны, особенно законные обладатели власти, такие как правительства, отвечают на вопросы, касающиеся содержания и эксплуатации космоса в контексте технологической, экономической и политической сложности. Если рассматривать его с инженерной точки зрения, космос представляет собой сложную систему, связанную с наземными системами, управление которой должно учитывать ключевые активы, ключевые ресурсы, материальные и нематериальные активы, а также восприятие всех видов, но особенно риска.
Нынешняя система управления космическим пространством представляет собой специальную конструкцию, созданную с учетом исторических, экономических и политических ограничений. Это децентрализованная система, состоящая из национальных космических агентств, национальных регулирующих органов (у Федерального авиационного управления США есть важное право голоса в космических вопросах, поскольку оно решает, что проходит через воздушное пространство крупнейшего космического игрока), Организации Объединенных Наций через ее Комитет. по использованию космического пространства в мирных целях (COPUOS), другие международные организации, такие как Международный союз электросвязи, который регулирует и выделяет частоты для связи спутникам во избежание непреднамеренных помех, а также частные заинтересованные стороны. В число этих частных заинтересованных сторон входят не только компании и группы гражданского общества (Ассоциация исследователей космоса, ранее возглавляемая румынским космонавтом Думитру-Дорином Прунариу), но и такие организации, как УНИДРУА, которая гармонизирует коммерческое право для облегчения международных экономических связей (и так и для космоса), или отраслевые ассоциации, преследующие свои интересы, такие как вышеупомянутая ассоциация спутниковой промышленности.
Система работает достаточно хорошо, но в ней отсутствуют важные рычаги для эффективного управления, обычно связанные с добровольным характером большинства договоренностей и отсутствием полномочий налагать санкции на тех, кто нарушает согласованные нормы. Например, COPUOS (который также ранее возглавлял румынский космонавт Думитру-Дорин Прунариу) через свои различные подкомитеты разработал различные стандарты, касающиеся сведения к минимуму образования нового космического мусора — утилизация спутников по окончании срока службы, нормы запуска, укрепление и резервирование систем и т. д. Однако его стандарты могут быть приняты только добровольно, нет никакой силы наказания, и субъекты, которые, скорее всего, будут избегать их, в первую очередь являются самыми плодовитыми производителями космического мусора[19].]. УНИДРУА с его довольно спорной попыткой создать Протокол по космическим средствам[20], параллельным его предыдущим успешным усилиям по железнодорожным и воздушным средствам, в конце концов удалось добиться принятия своего протокола горсткой стран, среди которых была Зимбабве.
В соответствии с нынешним представлением о стимулах одним из лучших механизмов управления должно быть рыночное решение, стимулирующее предотвращение образования космического мусора, укрепление систем и, в конечном итоге, разработку средств для очистки существующего мусора, как, например, недавно вышедшая из строя Японская миссия Коунотори. Все эти цели подразумевают затраты, а это означает, что они требуют механизма, посредством которого такие затраты становятся приемлемым бременем или даже выгодным вложением.
Космический кадастр уязвимостей
Чтобы начать создание такой системы, необходимо преодолеть ряд препятствий, первым и самым серьезным из которых является «информационная асимметрия» или даже непрозрачность в отношении риска, связанного с космическим мусором. Как упоминалось ранее, специалисты НАСА, ЕКА и Роскосмоса обладают способностью понимать этот риск, но не могут эффективно довести его до сведения заинтересованных сторон таким образом, чтобы они могли обработать его внутри для изменения поведения и добровольного принятия полезных практик. Итак, необходим механизм связи. Вместе с моим коллегой Дэвидом Юхновичем я разработал предложение по «космическому кадастру уязвимости», основанному на концепции критических экологических нагрузок как инструмента управления космосом[21]. Этот кадастр адекватно объясняет и выделяет риски для заинтересованных сторон, что было невозможно до сих пор.
Конкретные детали очень технические, но общая схема проста. Кадастр — это использование географического представления, на которое мы накладываем соответствующую информацию, которую можно легко прочитать и понять, тем самым создавая дополнительную ценность. Если вы возьмете карту города и наметите районы с высоким уровнем преступности, или с определенными экономическими качествами, или с интенсивным движением, вы создадите своего рода кадастр, которым постоянно пользуются лица, принимающие решения. Из-за распространения «геоинформационных систем» это стало обычным явлением сегодня для бесчисленных переменных, даже для связи с широкой общественностью. Все видели карты температуры, ветра, дождя и снега во время сегментов прогноза погоды в новостях. Тип кадастра, который мы имитируем, представляет собой кадастр рисков и уязвимостей, что также очень распространено. Например, мы можем увидеть распределение воздушных или наземных загрязнителей в районе. В случае с Фукусимой мы видели карту распространения радиоактивных материалов и так далее. Это одна часть космического кадастра, предназначенная для создания графического представления распределения риска столкновения с космическим мусором, поскольку некоторые полосы более загружены, чем другие. Как и обычная карта уязвимостей, она должна постоянно обновляться, но, в отличие от обычных карт, она должна описывать трехмерную среду, поскольку высота над уровнем моря также учитывается при позиционировании. Однако это было сделано для карт риска с топографическими деталями, так что это не является существенным препятствием.
Рис. 8 – Карта распространения радиоактивных материалов после аварии на АЭС «Фукусима-дайити» [22]
В то же время вы могли заметить, что на таких картах есть зеленые, синие, желтые и красные области, или любая другая комбинация цветов, соответствующая шкале значений. Логика этого заключается в том, чтобы обеспечить быстрое понимание «концентрации» опасностей в каждом месте. Шкала значений не является произвольной, она основана на экологической концепции «критической нагрузки», которая связывает концентрации с последствиями, чтобы сделать карту еще более информативной. Критическая нагрузка – это уровень идентифицированного фактора или переменной, пересечение которого, согласно современным представлениям, будет иметь значительные негативные последствия. Ниже критического уровня нагрузки риски не столь велики, и можно определить целевую нагрузку (также добавляя коэффициенты безопасности) загрязняющего вещества или фактора риска, обеспечивающего нормальную деятельность. Звучит сложно, но это не так. Надлежащее управление окружающей средой не всегда может рассчитывать на исключение деятельности человека, поэтому основное внимание уделяется уменьшению воздействия. Обсуждаем ли мы загрязнение воздуха/смог в городе, уровни пестицидов в почве или содержание тяжелых металлов в воде, существуют целевые уровни, учитывающие реальность человеческой деятельности (даже в самом пригодном для жизни городе есть некоторое загрязнение от автомобилей, шума, свет) и критические уровни, которые предупреждают о последствиях. Если критическая нагрузка превышена, люди в загрязненном городе начинают болеть от воздуха, или пища и вода отравляют их по пищевой цепочке, вытекающей из загрязненной среды. Настоятельно необходимо определить критическую нагрузку и целевые нагрузки, которые обеспечат устойчивость. Карты — это только одна грань: все рекомендации по ежедневному потреблению соли, воды, сахара или жиров основаны на одних и тех же принципах. Наличие средств для визуализации и понимания данных и того, как они развиваются, также дает заинтересованным сторонам волю и средства для распределения ограниченных ресурсов и внесения изменений для повышения устойчивости.
Что касается космоса, то существует ряд переменных, которые мы можем отслеживать, в том числе количество и масса обломков, теоретически протекающих через определенную точку в любой данный момент или в течение стандартного периода. С помощью исследований определяются критические нагрузки, при которых риски для спутников резко возрастают, что побуждает к действиям. Хотя карта рисков не показывает время до достижения критических уровней, которые являются предметом других оценок, ее можно разделить, чтобы предоставить часть данных, относящихся к конкретной заинтересованной стороне. Из карты орбитальных рисков заинтересованное лицо выбирает одну конкретную орбиту, на которой он хочет разместить свой спутник или актив, который у него уже есть. Туринская шкала, организованная по принципам ALARA («как можно ниже»), может определять уровни опасностей и их влияние на соответствующий актив или ресурс (сама орбита может быть ключевым активом и ресурсом одновременно).
Рис. 9 – Карта условного индекса уязвимости с пороговыми значениями для конкретной орбиты (высота и наклонение) должны быть сохранены или увеличены с помощью управления или технологий, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию, а также увеличить эксплуатацию. Использование GPS, например, увеличило пропускную способность воздушных транспортных маршрутов, которые должны были поддерживать значительный уровень просвета, чтобы избежать случайных столкновений. Однако в случае сбоя GPS пропускная способность маршрута возвращается к норме, что ограничивает количество самолетов, которые могут использовать перегруженные маршруты, по соображениям безопасности.
Повышая живучесть спутников, предотвращая образование новых обломков и даже уменьшая количество существующих обломков, мы можем повысить безопасность, а также увеличить пропускную способность.
Пользователи и бенефициары
Как подчеркивалось в начале статьи, мы все являемся бенефициарами услуг космической системы, понимаем мы это или нет, и поэтому мы выигрываем от реального повышения безопасности. Одним из возможных инструментов является разработка космического кадастра уязвимости космического мусора.
Благодаря представлению риска национальные регулирующие органы, глобальные органы и наблюдатели гражданского общества могут выступать за:
- Ограничение использования определенного орбитального диапазона, входящего в красный цвет, до тех пор, пока риск не будет уменьшен естественным или искусственным образом;
- Внедрение стандартов и средств их обеспечения, таких как штрафы и потеря доступа к тому, что, по сути, является «всеобщим достоянием»;
- Возложение ответственности за столкновения и ущерб на субъектов, которые, скорее всего, произвели обломки, индивидуально или коллективно, своим вкладом в обострение экологической проблемы. Ответственность является средством возмещения убытков, а также финансирования мероприятий по очистке и исследований в области технологий, например, для зон захоронения отходов на Земле;
- Оказание давления или наказание компаний и правительств за загрязнение окружающей среды или неприятие стандартов, в том числе в общественных местах.
Если это звучит знакомо, причина проста — это то, что защитники окружающей среды десятилетиями делали для заинтересованных сторон и через них, поскольку им были предоставлены инструменты для измерения, интерпретации и информирования о последствиях загрязнения.
Но знания и осведомленность, предлагаемые космическим кадастром, также изменяют другой основной набор стимулов для загрязнителей и регулирующих органов, определяя внешние эффекты и приписывая их стоимость загрязнителям. Мы упомянули о штрафах и о том, как они могут навредить тем, кто вынужден их платить. Таким образом, этот риск может побудить их вкладывать средства во избежание этих проблем. Информация, однако, очень полезна для определения риска заинтересованными сторонами, тем самым вводя новый набор финансовых стимулов. Например, банки и инвесторы должны понимать риски, связанные с инвестициями в космические активы. Риск столкновения с космическим мусором является одним из факторов возможного провала проекта. Следовательно, космический актив, помещенный в небезопасную среду, столкнется с более высокими финансовыми затратами, либо сократив доступ к этому орбитальному диапазону, либо стимулируя инвестиции в укрепление системы и ее возможное захоронение, либо лоббирование и инвестиции в очистку от мусора. В то же время страховщикам и перестраховщикам космических систем необходимо понимать, каковы риски космического объекта, для расчета страховой премии, а также как распределять ответственность для определения возмещения убытков. Переменная премия является одновременно и финансовым стимулом, и представлением двух компонентов риска: риска, который вы можете контролировать, и риска, который вы не можете контролировать. Страховая отрасль опирается на десятилетия или сотни лет данных и актуарной науки для своих оценок, и мы видим ее способность влиять на поведение даже на индивидуальном уровне. Страховые взносы на здоровье и жизнь, отсутствие государственного регулирования, зависит от возраста и пола, которые никто не может контролировать, а также от факторов, находящихся под нашим контролем, таких как опасное поведение (употребление алкоголя, наркотиков, экстремальные виды спорта), курение, качество общего состояния здоровья и другая статистика естественного движения населения и так далее.
С помощью этих стимулов мы помогаем компаниям ограничивать производимое ими загрязнение, затруднять воздействие загрязнения на них, а также лоббировать и способствовать общему снижению риска посредством очистки, улучшения стандартов и так далее. В то время как некоторые будут рассматривать это как затраты и неохотно несут их, избегая их, где только могут, другие будут рассматривать это как возможность со временем снизить затраты, повысить свой престиж, конкурировать за клиентов, также основываясь на этических и экологических соображениях, и даже разрабатывать новые. продукты и услуги. В целом, тенденция в отношении безопасности заключается в том, чтобы рассматривать ее не только как стоимость, но и как возможность, поэтому в последнее время «безопасность как услуга» и индустрия безопасности привлекают так много внимания.
Заключение
Космические системы являются критически важным инструментом для широкого спектра приложений, которые в конечном итоге приносят пользу миллиардам пользователей и делают возможным современный мир с его удобствами. Профиль риска космических систем сложен, и для каждого приложения, в котором они повышают общую эффективность и устойчивость, есть случай, когда наша растущая зависимость от космических систем подвергает нас риску. Этот риск необходимо понимать и управлять им с помощью соответствующей системы управления, которая предусматривает разработку и внедрение передового опыта, а также коллективные действия для защиты интересов человечества в глобальной орбитальной среде. Кадастр космической уязвимости является одним из таких инструментов, который снижает непрозрачность угрозы космического мусора для заинтересованных сторон, не являющихся экспертами, и использует существующие концепции и системы, с которыми им уже удобно работать. Конечным результатом является не только большая прозрачность, но и постепенное изменение структуры стимулов космических субъектов, будь то национальных или корпоративных, в сторону устойчивых практик и использования космоса. Этот подход дополняет существующие системы управления космическим пространством и затыкает несколько пробелов в отношении положительных и отрицательных подкреплений полезного поведения, которых не хватало в существующей системе.
Эта статья является результатом исследования, проведенного в рамках проекта SCIPRO – «Защита критической космической инфраструктуры в ROSA», софинансируемого Европейским Союзом через Программу повышения конкурентоспособности Европейского фонда регионального развития на 2014-2020 гг., проект P_37_790, контракт № . 94/09.09.2016.
[1] Статистика базы данных спутников с открытым исходным кодом Союза обеспокоенных ученых, http://www.ucsusa.org/nuclear-weapons/space-weapons/satellite-database. html#.Vg0BUCvkVTB
[2] Статистика базы данных спутников с открытым исходным кодом Союза обеспокоенных ученых, http://www.ucsusa.org/nuclear-weapons/space-weapons/satellite-database.html#.Vg0BUCvkVTB
[3] Technology (ранее Tauri Group), «Отчет о состоянии спутниковой отрасли за 2015 г.», подготовленный по заказу Ассоциации спутниковой индустрии, опубликован в сентябре 2016 г., http://www.sia.org/wp-content/uploads/2017/03/SSIR-2016. -update.pdf
[4] То же 3, слайд 2
[5] То же 3, слайд 7
[6] http://www.esa.int/Our_Activities/Operations/Space_Debris/Space_debris_-_by_the_numbers
[7] То же 6
[8] То же 6
[9] http://www.orbitaldebris .jsc.nasa.gov/library/EducationPackage.pdf
[10] Наталья Коваленко, «Космический мусор ставит под угрозу привычный ход жизни человечества», Москва (Голос России) 16 февраля 2014 г.,
http://www. spacemart.com/reports/Space_junk_endangers_mankinds_usual_course_of_life_999.html
[11] http://www. ucsusa.org/nuclearweaponsandglobalsecurity/spaceweapons/technicalissues/ucs-satellite-database.html
[12] Адриан Георге, Дэн Ваману, «Игры с риском и уязвимостью: противоспутниковое оружие», 2007, Int. J. Критические инфраструктуры, Vol. 3, № 3/4, стр. 457–470
[13] Кармен Пардини и Лучано Ансельмо, «Эволюция облака мусора, порожденного событием фрагментации FengYun-1C», Лаборатория динамики космического полета, Институт науки и технологий dell’Informazione Alessandro Faedo», Пиза, Италия, 2007 г.,
[14] Лора Грего, «История противоспутниковых программ», Программа глобальной безопасности Союза обеспокоенных ученых, январь 2012 г., http://www.ucsusa.org/assets/documents/nwgs/a-history-of -ASAT-programs_lo-res.pdf
[15] NASA ODPO (Управление программы по орбитальному мусору Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2014а. Ежемесячное количество объектов на орбите Земли по типам. Orbital Debris Quartely News, http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/
[16] http://thescienceexplorer.com/technology/space-debris-hit-international-space-station-causing-small-crack- окно
[17] Т.С. Келсо, «Столкновение Iridium 33/Cosmos 2251», 15 июля 2009 г., Центр космических стандартов и инноваций, Колорадо-Спрингс, США, http://celestrak.com/events/collision.asp
[18] «Синдром Кесслера Обсуждено Дональдом Кесслером», 8 марта 2009 г. http://webpages.charter.net/dkessler/files/KesSym.html
[19] Юридический подкомитет Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях, утвержден в ходе 54 -го -я сессия в Вене, 13–24 апреля 2015 г., «Статус международных соглашений, касающихся деятельности в космосе, по состоянию на 1 января 2015 г.», http://www.unoosa.org/pdf/limited/c2/AC105_C2_2015_CRP08E.pdf
[20] Ник Хьюз, «Протокол Unidroit Draft Space Assets Protocol», опубликованный Холманом Фенвиком Уилланом, февраль 2012 г., http://www. hfw.com/UNIDROIT-Draft-Space-Assets-Protocol
[21] Адриан Георге, Даниэль Юхнович, «Кадастр уязвимости космической инфраструктуры: критические нагрузки орбитального мусора», Международный журнал науки о рисках бедствий, том 6, выпуск 4, стр. 359-371, декабрь 2015 г., ISSN 2192-6395, DOI 10.1007/s13753-015 -0073-2, издательство Пекинского педагогического университета
[22] http://geospatial.blogs.com/geospatial/fukushima-nuclear-incidents/
[23] Там же 18, с. 367
Включите JavaScript для просмотра комментариев с помощью Disqus.
Вспышки света Помогите составить карту космической свалки
Опубликовано вНовости
Исследователи идентифицируют космический мусор, измеряя его мерцающие узоры отраженного света.
по
Камило Гарсон
Большая часть космического мусора сосредоточена на низкой околоземной орбите. Предоставлено: Динамическая группа космической информации Университета Пердью 9.0006 Глядя на ясное ночное небо, мы видим темные небеса, усыпанные звездным светом. Но эти мерцающие белые точки — не все небесные тела.
Например, в 2015 году группа исследователей заметила объект, который сначала казался астероидом. Они начали наземную наблюдательную кампанию для идентификации объекта, используя (помимо других методов) запись кривых блеска, которые измеряют яркость астрономического объекта во времени. Исследователи обнаружили, что объект на самом деле был частью «Снупи», пропавшего лунного модуля Аполлона-10, который был классифицирован как WT119.0Ф.
WT1190F — всего лишь один из многих, многих фрагментов космического мусора, вращающихся вокруг нашей планеты. Космический мусор определяется как все искусственное, что засоряет космическое пространство около Земли, включая вышедшие из строя спутники и использованные ступени ракет, а также более мелкие объекты, такие как солнечные панели, антенны и даже кусочки краски. Согласно базе данных Стратегического командования США, вокруг Земли вращается более 20 000 обломков размером больше мяча для софтбола и около 100 000 фрагментов размером больше пенни.
Каждую пятницу получайте самые захватывающие научные новости недели на свой почтовый ящик.
Зарегистрируйтесь сейчас
Кэролин Фруэ, доцент кафедры аэронавтики и астронавтики в Университете Пердью, была одним из исследователей, наблюдавших за WT1190F, и продолжала исследовать космический мусор и способы его отслеживания.
С помощью таких источников финансирования, как Управление научных исследований ВВС и НАСА, Фрю и группа исследователей из Пердью разрабатывают методы идентификации, основанные на астродинамике, изучении движения искусственных тел, движущихся под действием силы тяжести. Команда Фрю использует оптические данные кривых блеска, а также простые и сложные математические модели.
Фрю и ее команда идентифицируют космический мусор, чтобы диагностировать целостность спутников и оценить опасность, которую мусор может причинить другим спутникам, а также потенциальную угрозу для Земли.
«Как правило, — сказал Фрю, — все, что весит менее 2 тонн, обычно сгорает [при входе в атмосферу Земли]».
«Если бы у нас было слишком много мусора, мы бы больше не смогли управлять нашими спутниками».
Наибольшую опасность представляет космический мусор, по словам Фруэ, для функционирующих спутников, в том числе предназначенных для GPS, прогнозов погоды и информационных и коммуникационных технологий. «Если бы у нас было слишком много мусора, — сказал Фрю, — мы бы больше не смогли управлять нашими спутниками».
Этот «туман» или «пояс» космического мусора может не привести нас к катастрофической серии событий, объясняемых «синдромом Кесслера» — также известным как каскадное столкновение — который был проиллюстрирован в фильме Альфонсо Куарона 2013 года « Гравитация ». где каждое столкновение между космическими объектами может привести к образованию новых обломков, которые могут привести к новым столкновениям.
Однако столкновения космического мусора со спутниками не просто кинематографичны. В 2007 году осколок микрометеороида и частица орбитального мусора попали в космический шаттл 9.0268 Радиатор Endeavour во время одной из его миссий, а в 2013 году российский наноспутник с шариковой линзой в космосе (BLITS) был поражен фрагментом спутника, который Китай преднамеренно уничтожил в 2007 году.
Диагностика и обнаружение Космический мусор
Отслеживая колебания яркости отдельных фрагментов мусора, Фрю и ее команда могут отслеживать и оценивать закономерности. По ее словам, кривые блеска наиболее информативны, когда исследователи знают о форме объекта и о том, как он вращается — данные, которые не всегда доступны исследователям, поскольку обломки часто представляют собой более мелкие части спутников, которые легко спутать друг с другом. Был ли обломок частью солнечной панели или частью антенны?
«Это немного похоже на работу детектива», — сказал Фруэ. «Вы пытаетесь собрать воедино разные части улик, чтобы затем сделать заявление».
Эктор Сокас-Наварро, старший научный сотрудник Института астрофизики на Канарских островах, который не участвовал в новом исследовании, сказал, что использование кривых блеска для оценки космического мусора — «очень умная идея».
Когда спутники вращаются, объяснил он, «свет, который мы получаем от спутника, меняется, потому что меняется количество света, который он отражает от Солнца». Поэтому, если что-то случится со спутником, скажем, солнечная панель оторвется из-за столкновения, солнечный свет, отражаемый спутником, тоже изменится — изменение, которое можно будет зарегистрировать на кривых блеска спутника.
Ограничения кривой блеска
Однако компания Socas-Navarro указала на ограничения метода кривой блеска. «Вероятно, мы можем быть чувствительны только к действительно крупным событиям», — сказал он. «Есть тонкие вещи, которые вы, возможно, не сможете увидеть». Например, может быть сложно определить такие характеристики, как точная форма и размер объектов, с помощью кривых блеска.
Фруэ согласился. «Мы всегда слишком далеко, чтобы получить подробную информацию об объектах».
Конечная цель ее команды — создать «осведомленность о том, что есть снаружи. И затем, в конечном счете, подскажите, как мы можем избежать этого мусора в первую очередь».
— Камило Гарсон (@CamiloAGarzonC), научный писатель /10.1029/2020EO147539. Опубликовано 30 июля 2020 г.
Текст © 2020. Авторы. CC BY-NC-ND 3.0
Если не указано иное, изображения защищены авторским правом. Любое повторное использование без явного разрешения владельца авторских прав запрещено.
Теги: геодезия, свет, картографирование, спутники, космос и планеты, космический мусор
5 Лучшие решения для поиска и мониторинга космического мусора
Наши аналитики по инновациям недавно изучили новые технологии и многообещающие стартапы, работающие над инновационными решениями для космической отрасли. Поскольку существует большое количество стартапов, работающих над самыми разными решениями, мы хотим поделиться с вами своими мыслями. На этот раз вы откроете для себя 5 многообещающих решений для поиска и мониторинга космического мусора.
Тепловая карта: 5 лучших решений для поиска и мониторинга космического мусора
Используя платформу StartUs Insights Discovery, охватывающую более 1 379 000 стартапов и масштабируемых компаний по всему миру, мы изучили инновации в области космических технологий. Для этого исследования мы определили 114 подходящих решений и выбрали 5 для демонстрации ниже. Эти компании были выбраны на основе подхода к поиску стартапов на основе данных с учетом таких факторов, как местоположение, год основания и актуальность технологий, среди прочего. В зависимости от ваших конкретных критериев, лучшие варианты могут выглядеть совершенно по-разному.
На приведенной ниже глобальной тепловой карте стартапов показаны 5 стартапов и компаний, разрабатывающих решения для поиска и мониторинга космического мусора. Более того, «Тепловая карта» показывает регионы, в которых наблюдается высокая стартап-активность, и иллюстрирует географическое распределение всех 114 компаний, которые мы проанализировали по этой конкретной теме.
Нажмите, чтобы загрузить
Какие стартапы разрабатывают остальные 109 решений?
Свяжитесь с нами!
OrbitGuardians – недорогое активное удаление мусора (LCADR)
Синдром Кесслера — это гипотетический сценарий, при котором столкновения на орбите Земли приведут к образованию большего количества мусора. Чтобы предотвратить это, крайне необходимо отслеживать и удалять активный мусор, находящийся в настоящее время в космосе. Новые компании, занимающиеся космическими технологиями, работают над решениями для борьбы с этой серьезной угрозой для исследования космоса.
Американский стартап OrbitGuardians является коммерческим поставщиком услуг по удалению активного мусора. Он сочетает в себе компьютерное зрение, искусственный интеллект (ИИ) и Интернет вещей (IoT) для недорогостоящего активного удаления мусора. Стартап также использует IoT и AI для получения параметров мусора и устранения потенциально опасных целей. Удаляя опасный космический мусор размером менее 20 см, он направлен на защиту космических работников, космических туристов и работающих спутников.
ClearSpace – Удаление космического мусора
Из всех искусственных спутников на низкой околоземной орбите (НОО) 95% составляют космический мусор. Сюда входят ракетные двигатели, заброшенные спутники и, прежде всего, крошечные фрагменты обломков от столкновений и взрывов. Весь этот мусор представляет собой потенциальную угрозу для будущего космических путешествий. Эта ситуация побуждает новые стартапы инвестировать и разрабатывать возможные решения по удалению космического мусора.
ClearSpace, дочерняя компания Швейцарского космического центра EPFL, разрабатывает технологии для удаления не отвечающих или заброшенных спутников из космоса. ClearSpace One , небольшое спутниковое решение стартапа, неоднократно находит, захватывает и удаляет искусственный космический мусор. Что касается ожидаемых сроков, то к 2025 году стартап планирует убрать из космоса первые фрагменты мусора.
Share My Space – мониторинг космического мусора
Орбита Земли. Они ставят под угрозу более 2000 действующих спутников. Следовательно, космические компании разрабатывают новые методы, приемы и системы предупреждения для решения проблемы мусора в космосе. Например, мониторинг космического мусора обеспечивает своевременные оповещения и предупреждения космонавтов и космических кораблей, находящихся поблизости.
Французский стартап Share My Space предлагает службу предупреждения о столкновениях, основанную на астрономических наблюдениях и алгоритмах глубокого обучения. Стартап создает несколько решений для решения этой проблемы. Во-первых, ИНДЕМН прогнозирует риск, связанный со столкновениями на орбите. Во-вторых, CALM позволяет спутниковым операторам автоматически реагировать на предупреждающие сообщения о столкновении. В-третьих, DRYADE помогает в систематическом сборе космического мусора на орбите на основе биомимикрии. Интегрируя разнородные источники данных, такие как лазеры, установленные на телескопах, стартап повышает точность мониторинга мусора.
Astroscale – обслуживание на орбите
С постоянно растущим количеством мусора в космосе обслуживание на орбите и активное удаление мусора становятся необходимыми. С этой целью активно используются спутники для удаления крупного мусора из космоса. Такие спутники наблюдают, характеризуют и, в конечном итоге, удаляют мусор, чтобы обеспечить безопасные и устойчивые орбиты для будущих спутников.
Японский стартап Astroscale удаляет орбитальный мусор, предоставляя услуги End of Life (EOL) и Active Debris Removal (ADR). Помимо предоставления технических решений, Astroscale определяет экономическое обоснование своих услуг. Он работает с национальными космическими агентствами, международными организациями, некоммерческими организациями, страховыми компаниями и операторами спутников. В сотрудничестве с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) он работает над удалением корпуса японской ракеты. Работа стартапа продвигает нормы, правила и стимулы, которые способствуют ответственному использованию пространства.
Obruta – Технология удаления привязных сетей
Новые методы удаления активного мусора в космосе, чтобы люди могли устойчиво занимать орбитальное пространство, являются потребностью часа. Одним из таких методов является технология удаления привязной сети, широко используемая при мониторинге мусора. Система захвата сетью опирается на массы развертывания, которые ускоряются во время развертывания сети, чтобы вывести сеть из контейнера и надуть сеть на пути к целевому объекту. После захвата сеть обвивается вокруг цели и устанавливает тросовое соединение со служебным космическим кораблем.
Стартап Obruta, базирующийся в США, решает растущие проблемы, связанные с безопасностью, удалением и будущим смягчением последствий всего космического мусора. Стартап решает непосредственную угрозу космического мусора с помощью технологии активного удаления привязной сети и развертываемых систем спуска с орбиты. Чтобы люди могли устойчиво занимать космос, Obruta разрабатывает Puck , устройство, которое положит конец парадигме одноразовых космических кораблей. Включая дозаправку среди других функций, Puck позволяет всем спутникам продлить срок их службы, помогая в конечном итоге удалить их.
А как насчет остальных 109 решений?
Хотя мы считаем, что данные являются ключом к созданию идей, они могут легко перегрузить вас. Наша цель — создать всеобъемлющий обзор и предоставить полезную информацию об инновациях, чтобы вы могли быстрее достичь своих целей. Представленные выше 5 решений по поиску и мониторингу космического мусора являются многообещающими примерами из 114, которые мы проанализировали в этой статье. Чтобы определить наиболее подходящие решения на основе ваших конкретных критериев, свяжитесь с нами.
Fujitsu предоставляет JAXA новую технологию для картографирования и анализа космического мусора — Parabolic Arc
Рис. 1: Обзор системы JAXA SSA. (Источник: Fujitsu)
Новая система анализа будет играть ключевую роль в «Системе информирования о космической обстановке» JAXA
ТОКИО, 05 апреля 2022 г. (Fujitsu PR) — Fujitsu сегодня объявила о разработке и развертывании новой системы анализа система для расчета орбитальных курсов космического мусора для использования с «Системой осведомленности о космической ситуации» (система SSA) Японского агентства аэрокосмических исследований (ДЖАКСА) для мониторинга космического мусора. JAXA запустило эксплуатацию новой системы в Космическом центре Цукуба 1 апреля 2022 г.
ДЖАКСА будет использовать новую технологию для разработки планов эффективного наблюдения за космическим мусором, опираясь на данные наблюдений с радаров и оптических телескопов для расчета траектории космического мусора и проведения сравнительного анализа с траекториями спутников ДЖАКСА. В случае, если система обнаружит приближение космического мусора к спутникам, она поможет операторам JAXA быстро реагировать на риски и избегать любых возможных столкновений с космическим мусором, автоматически рассчитывая вероятность прогнозируемого столкновения и необходимые изменения курса.
Рис. 2: Изображение космического мусора (Источник: Fujitsu)
Двигаясь вперед, Fujitsu стремится к дальнейшему повышению точности своей системы анализа и разработке дополнительных технологий для применения в космосе, чтобы способствовать безопасному и устойчивому развитию космоса.
Актуальный вызов будущему устойчивого развития за пределами Земли
Космический мусор, такой как обломки от запусков ракет, выведенные из эксплуатации спутники и фрагменты других искусственных объектов на орбитах вокруг планеты от взрывов или столкновений, представляет собой все более серьезную проблему для будущее устойчивого развития за пределами нашего мира. По оценкам экспертов, количество обломков, плавающих в настоящее время в космосе, составляет более 100 миллионов, и это число продолжает расти. Космический мусор может двигаться со скоростью более 7 км/с вокруг Земли и, таким образом, обладает достаточной мощностью, чтобы нанести серьезный ущерб примерно 12 000 искусственных спутников в космосе. Это представляет серьезный риск для критической инфраструктуры, поскольку спутники играют незаменимую роль в прогнозах погоды, мониторинге стихийных бедствий и картографических приложениях.
Fujitsu поддерживает JAXA в его усилиях по решению этой проблемы с начала 1990-х годов, создавая технологию наблюдения за космическим мусором, в которой используется технология определения орбиты (предшественница нынешней системы SSA), которая также использовалась с астероидным зондом Hayabusa2 и другие важные проекты.
Последней вехой в этой работе стало то, что Fujitsu разработала практическую систему анализа для высокоточного расчета орбиты, позволяющую точно отслеживать обломки орбиты и прогнозировать их движение, чтобы предотвратить столкновение с искусственными спутниками.
Рисунок 3: Диаграмма тенденции увеличения количества объектов на околоземной орбите(1) (Источник: Fujitsu)
О новой системе
Система SSA JAXA состоит из радара, оптического телескопа и системы анализа, разработанной Fujitsu. Система анализа служит ядром системы SSA и позволяет системным операторам JAXA создавать планы эффективного наблюдения за космическим мусором, управления полученными данными наблюдений и анализа расчетов слежения за орбитой для поддержки обнаружения космического мусора, приближающегося к спутникам и избежание столкновений. Особенности технологии анализа заключаются в следующем.
1. Своевременное выявление рисков столкновения с помощью оптимальных планов наблюдения и улучшения возможностей обработки данных наблюдения
Для дальнейшего совершенствования системы SSA новый радар JAXA был разработан для захвата более мелких объектов и наблюдения за примерно 10 000 объектов в день. (более чем в 10 раз больше, чем у обычных радаров)(2).
Кроме того, пропускная способность системы анализа была увеличена более чем в 50 раз, чтобы обеспечить своевременную обработку больших объемов данных наблюдений и поддержку быстрой оценки рисков путем немедленного предоставления операторам спутников JAXA необходимой информации о возможности прогнозируемого столкновения. и необходимые изменения курса, чтобы избежать любых возможных столкновений с космическим мусором.
2. Автоматизация рутинных задач и снижение операционной нагрузки на операторов системы
В качестве меры по снижению операционной нагрузки на операторов системы, связанной с увеличением количества объектов наблюдения и процессов, Fujitsu разработала новую функцию для автоматизации рутинная работа, такая как создание планов наблюдений и обработка данных наблюдений, которая в основном выполнялась операторами анализа вручную.
Благодаря снижению операционной нагрузки и повышению эффективности системы анализа операторы могут сосредоточиться на подтверждении результатов обработки и реагировании на чрезвычайные ситуации.
3. Соединение с системой SSA правительства Японии
Новая система анализа может быть подключена к системе SSA JAXA, а также к системе SSA, эксплуатируемой и управляемой правительством Японии, для обмена данными наблюдений. Таким образом, новый инструмент позволяет операторам отвечать на запросы правительства Японии и проводить эффективные наблюдения.
Планы на будущее
В будущем Fujitsu продолжит повышать точность своей системы анализа и вносить свой вклад в усилия JAXA, направленные на то, чтобы «сделать космос видимым».
Компания Fujitsu намерена развивать новые технологии для аэрокосмических агентств, включая JAXA, для поддержки различных применений спутниковых данных, а также для будущих проектов по исследованию космоса и космическим путешествиям и, в конечном счете, для обеспечения безопасного и устойчивого освоения космоса.
(1) Диаграмма тенденции увеличения количества объектов на околоземной орбите: Ежеквартальные новости об орбитальном мусоре (март 2022 г.). Источник: НАСА.
https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/quarterly-news/pdfs/odqnv26i1.pdf
(2) Компания Fujitsu разработала новый алгоритм для создания оптимальных планов наблюдения в любое время с учетом результатов наблюдения каждого объекта и результатов обработки данных наблюдения, чтобы максимизировать количество объектов, которые можно наблюдать.