Космический мусор на земле: На орбите Земли летает более семи тысяч тонн космического мусора |

Содержание

Космический мусор: так ли безобидно

Космический мусор — это все созданные человеком объекты и их части в космосе, которые уже не приносят никакой пользы, однако являются опасными для космических аппаратов, спутников, МКС, космонавтов.

Космический мусор

Среди такого мусора в космосе существуют довольно большие или те, которые несут в себе довольно страшные для жизни (ядерные, токсичные и т. п.) материалы. Такие объекты несут потенциальную опасность для нашей планеты. Например, если случайно сойдут со своей орбиты, или будет неполное сгорание при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и попадании обломков на объекты жизнедеятельности людей.

Размер и количество их примерно подсчитаны, около 22 тысячи единиц диаметром 5-10 см, и больше полумиллиона 0.25-0.90 см.

Содержание:

1 Встречи с космическим мусором
2 Авария при столкновении МКС с космическим мусором.
3 Меры против космического мусора
4 Международный поиск и отслеживание космического мусора

Встречи с космическим мусором

К сожалению, не удалось избежать в космосе аварий, виновником которых выступил космический мусор. В иллюминаторе образовалась трещина от столкновения с мелким объектом, похожим на отслоившуюся часть краски или маленький металлический фрагмент размером всего несколько тысячных миллиметра.

Печально, что при столкновении космических объектов с мусором нередко образуется новый мусор (синдром Кесслера), что приводит к неподвластному контролю роста засорённости космоса.

Авария при столкновении МКС с космическим мусором.

МКС движется по орбите со скоростью 7,66 км/с (27600 км/ч), так что любой встречный предмет может привести к повреждениям. Сегодня уже учитывается возможность встречи с космическим мусором и иллюминаторы станции изготавливаются из многослойного кварцевого и боросиликатного стекла, чтобы в случае столкновения с мельчайшими фрагментами это никак не сказалось.

Последствия встречи с космическим мусором

Однако фрагменты диаметром до 1 см уже довольно опасны, а любой фрагмент диаметром более 10 см может разнести на куски спутник или космический корабль. МКС уже приходилось маневрировать, чтобы уклониться от крупных и довольно опасных фрагментов космического мусора.

Так, в 2014 года орбиту космической станции перенесли практически на километр, чтобы не пересекаться с расчётной траекторией спускающегося фрагмента ступени, который принадлежал старой европейской ракете Ariane 5.

А вот 2021 год для мкс чуть не стал фатальным, когда на пути движения оказалось скопление фрагментов космического мусора. Ситуация оказалась внештатной, космонавты были подняты по тревоге для подготовки к эвакуации, но совместно с командным центром управления на земле провели расчеты и моделирование уклонения, а затем смогли успешно это воплотить.

Мусор усложняет научную работу проводимую на МКС и работу спутников, отвечающие за нашу современную жизнедеятельность (карты, связь, наблюдение за атмосферой, вулканами, движением тектонических плит и предупреждением о чрезвычайных ситуациях на планете Земля).

Также объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для жителей планеты — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации.

Если в темную ночь в безоблачное небо посмотреть на звезды, можно заметить яркие вспышки. Большинство называют это звездопадом, в реальности же, это космический мусор входит в атмосферу и сгорает, вызвав такую реакцию.

Меры против космического мусора

Что касается проектов по удалению с орбиты уже накопившегося мусора, то большинство из них существуют, к сожалению, только на бумаге и не имеют финансирования для полноценных лётных испытаний.

Космические аппараты с сетями либо с манипуляторами для сбора космического мусора

Хотя в ряду других рассматривались, например, проекты спутников, испаряющих обломки мощным лазерным лучом или меняющих их орбиту ионными пучками, как проектируемый российский аппарат «Ликвидатор», который должен тормозить обломки для их входа в атмосферу с частичным или полным сгоранием в ней. В случае аппаратов на геостационарной орбите, уводить их на орбиту захоронения, либо аппарат, который будет собирать мусор для его дальнейшей переработки.

В основном предлагается использовать космические аппараты с сетями либо с манипуляторами для сбора космического мусора и его последующего сведения в атмосферу вместе со «спутником-мусорщиком». Впрочем, первые прототипы «космических уборщиков» уже есть.

Международный поиск и отслеживание космического мусора

Вместе с тем стремительно растёт актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю.

Международное сотрудничество по решению проблемы космического мусора развивается по следующим приоритетным направлениям:

Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО) — наблюдение за космическим мусором и ведение каталога объектов космического мусора.
Математическое моделирование космического мусора и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения космического мусора и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.
Разработка способов и средств защиты космических аппаратов. Разработка и внедрение мероприятий, для снижения засоренности ОКП.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 3706

Запись опубликована: 11.02.2022
Автор: Администратор

Чем опасен космический мусор и как его уничтожают / Хабр

По разным оценкам, количество космического мусора на орбите Земли варьируется от 220 до 300 тысяч объектов. При этом, объекты, размером в поперечнике более 1 см, составляют от 20 до 33% (от 60 тыс. до 100 тыс) всего космического мусора. Только представьте, какой эффект может оказать «астрономическая пуля» на пролетающий мимо космический корабль. Конечно, в масштабах нашей орбиты это кажется несущественным, но по мнению ученых, после 2055, в результате взаимного саморазрушения уже имеющегося на орбите мусора, проблема космического мусора станет серьезным препятствием для дальнейшего освоения космоса. Теперь подробнее об этом и других возможных последствиях.

Суть проблемы

Угроза физического столкновения

Собственно, самая очевидная угроза, исходящая от космического мусора, — это угроза физического столкновения. На текущем уровне развития технологий не существует какого-либо способа защитить космические аппараты от небольшого объекта, размером с пулю, движущегося со скоростью 10 км/с. Ну а про защиту от более крупных объектов и заикаться не приходиться, хотя на орбите их существенно меньше. Помимо угрозы повреждения и уничтожения объектов, стартующих с Земли, на орбите находится огромное количество различных спутников, необходимые для работы разных служб. GPS, метеорология, да куча всего в общем. Уничтожение одного из них не сделает всю систему нежизнеспособной, но в условиях увеличения количества мусора в будущем это может серьёзно повлиять на работоспособность этих систем. Помимо прогнозов на будущее, в настоящем и прошлом есть примеры столкновения космических аппаратов с мусором:

За всё время программы шаттлов, на них было обнаружено порядка 170 следов на иллюминаторах от столкновения, к счастью с микрочастицами (0,2 мм в диаметре). Около 70 иллюминаторов пошли под замену. На изображении слева кратер диаметром 2.5 мм от частицы краски.

В июле 1996 года французский спутник столкнулся с третьей ступенью французской ракеты Arian, запущенной намного раньше;

Французская ракета Arian. Источник — ESA

29 марта 2006 года российский спутник «Экспресс АМ11» столкнулся с космическим мусором. В результате столкновения, был разгерметизирована система терморегулирования, спутник, потерял ориентацию и начал неконтролируемое вращение.

10 февраля 2009 года российский спутник «Космос-2251», выведенный из эксплуатации в 1995 году, столкнулся с американским коммерческим спутником Iridium 33.

Столкновение Космос-2251 и Iridium 33. Источник — vermarushabh.blogspot.com

Для контроля мусора космическими агентствами ведутся соответствующие реестры, отслеживающие относительно крупные (от нескольких сантиметров) объекты. Так, например. основываясь на имеющихся данных, МКС несколько раз в год корректирует своё положение на орбите, дабы избежать столкновения.

Синдром Кесслера

Помимо угрозы физического уничтожения, космический мусор может являться причиной полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Данную теорию описывает так называемый синдром Кесслера, описанный консультантом НАСА Дональдом Кесслером в 1978 году. Суть данной теории заключается в «эффекте домино». По мере увеличения количества объектов на орбите увеличивается и количество потенциальных источников мусора. Столкновение двух крупных объектов приведет к появлению большого количества новых, более мелких объектов. В свою очередь, каждый из них может столкнуться с другим объектом. Таким образом возникает «цепная реакция», ведущая к появлению всё новых и новых обломков. По итогу, при достаточно большом количестве столкновений, количество образовавшегося мусора на орбите сделает невозможным её использование.

Однако на низких орбитах взаимодействие с атмосферой постепенно уменьшает количество мусора, и это подводит нас к следующей угрозе.

Падение космического мусора на Землю

Объекты, находящиеся на низкой орбите, еще находятся под влиянием атмосферы земли и постепенно замедляются, в результате через какое-то время начинают снижаться и входить в более плотные слои атмосферы. Многие объекты сгорают в атмосфере, но есть и те, что достигают поверхности планеты. Так, по данным НАСА, почти ежегодно отдельные фрагменты космических аппаратов достигают поверхности Земли.

Источник — oyla.xyz

Кладбище космических кораблей

Точка Немо — это самая удаленная от суши место на Земле, также называемая океаническим полюсом недоступности. Полюс недоступности — это место, которое наиболее сложно достигнуть из-за её удалённости, обычно от береговой линии. Ближайшая суша находиться в 2688 километрах от Точки Немо, а ближайшим населенным местом периодически становится МКС, орбита которой проходит над этим местом. Низкое содержание питательных веществ (круговорот в южной части Тихого океана блокирует попадание питательных веществ в этот район) и удаленность от прибрежных вод делают это место практически безжизненным, поэтому Точка Немо — идеальное место для захоронения космических аппаратов. Периодически этот район называют кладбищем космических кораблей. Некоторые русскоязычные источники называют этот район закрытым для судоходства, но судя по отсутствию нормативных документов и регламента процедуры захоронения (о которой чуть ниже) данный запрет носит рекомендательный характер. Ответственность за движение судов в этом регионе разделяют Чили и Новая Зеландия. За несколько дней до спуска космического аппарата, космические агентства предупреждают службы этих стран, которые в свою очередь доносят соответствующие предупреждения избегать этот район до летчиков и капитанов морских судов.

Источник — gizmodo.com

Похороны космического аппарата

Как и при любой другой космической операции, захоронение космического аппарата требует соответствующей подготовки. После проведения необходимых расчетов и предупреждения местных властей, аппарат, достигнув необходимого местоположения, начинает торможение. Как упоминалось выше, небольшие и компактные спутники, как правило, не достигают поверхности земли и сгорают за счет трения. Поверхности воды же достигают различные тугоплавкие конструкции. Так, например, данный участок используется российским Центром управления полетов для утилизации космических беспилотных грузовиков серии «Прогресс». Кстати, в результате захоронения части космического аппарата могут разлетаться на большой площади. Так, например, останки станции «Мир», затопленной в 2001 году, разлетелись на участок протяженностью 3000 километров. Подобная особенность несколько раз становилась причиной ЧП. В 1979 году часть американской станции «Скайлэб» упала на территории Австралии, в 1991 году обломки станции «Салют-7» упали на территории Аргентины. Также в 1997 году недогоревшая часть ракеты упала на женщину в Оклахоме. К счастью, все эти случаи произошли без жертв. Сейчас, ежегодно на кладбище космических кораблей свой последний приют находят несколько десятков кораблей, которые находясь на орбите являются источником большей угрозы.

Инфографика ТАСС. Источник — tass.ru

Орбита захоронения

Помимо наземного кладбища также существует орбита, на которую отправляют уже отработавшие космические аппараты для уменьшения вероятности столкновения с ещё работающими. Существует две официальных орбит захоронения: для космических аппаратов, располагавшихся на геостационарной орбите, и для аппаратов для военных разведывательных спутников с ядерной энергетической установкой.

Геостационарная орбита — это орбита, расположенная над экватором земли, находясь на которой, искусственный спутник имеет такую же угловую скорость, как и Земля, т.е. находится всегда над одним и тем же местом на Земле. Эта орбита используется для размещения коммуникационных, телетрансляционных спутников и находиться на высоте 35786 километров над уровнем моря. После отработки, спутник примерно на 200 км (для каждого спутника расстояние рассчитывается индивидуально).

Увеличение количества искусственных спутников Земли. Источник — Европейское космическое агентство.

Другая орбита захоронения находится на высоте от 600 до 1000 километров. На эту орбиту отправляют военные спутники с ядерной энергетической установкой. Ориентировочно, эти спутники будут находится на орбите порядка 2 тысяч лет, после чего гравитация Земли притянет их.

Пути решения

В целом, поиск путей решения этой проблемы ничем не отличается от решения проблемы творческого беспорядка у вас на столе, только масштаб у первой слегка побольше. Имеется два пути — создавать меньше мусора или убирать старый.

Снижение создаваемого мусора

Как говорится, «Чисто не там где убирают, а там где не мусорят!». Собственно, в этом и суть. К основным направлением снижения создаваемого мусора относят следующие меры:

Снижение массы запускаемого аппарата:

Меньше масса — меньше потенциального мусора. Всё просто.

Увеличение срока эксплуатации космических аппаратов:

Чем дольше будут работать спутники, тем меньше будет производиться полетов для их замены.

Минимизация количества остающихся в космическом пространстве частей КА:

Утилизация отработавших частей и самого космического аппарата либо возвращение частей обратно на Землю.

Как видно, первые два пункта пересекаются с общими направлениями развития космонавтики. Последний пункт же вносит некоторые коррективы в построение ракет. Как грамотно организовать утилизацию отработавших частей? Одно из развивающихся направлений — использование материалов, позволяющих ракетам-носителям вывести аппарат на орбиту, а затем сгореть в атмосфере. Т.е. такой материал должен выдерживать все взлетные нагрузки, и при этом не должен быть супер тугоплавким, чтобы за счет трения сгореть в атмосфере. Звучит как некоторый парадокс. На данный момент таких материалов в ракетостроении нет.

Второй способ — это возвращение частей КА на Землю. Самый очевидные примеры — это многоразовые ступени SpaceX и программа Space Shuttle.

Утилизация уже имеющегося мусора

В отличие от проектируемых с замыслом утилизации аппаратов, мусор на орбите сам себя утилизировать не может. Все текущие проекты «по уборке» космического мусора находятся либо в разработке либо в виде идеи. Было озвучено множество идей, которые можно классифицировать следующим образом:

Лазеры

Суть в том, что уничтожать мусор с помощью лазера. Что ж, звучит фантастично.

Захват

Захват мусора с помощью сверхпрочной сети и отправка его в плотные слои атмосферы. К слову, в 2019 году британский аппарат RemoveDebris смог захватить фрагмент спутника.

Воздушные шары

Крупный шар должен оборачивать мусор, при этом увеличивая их сопротивление и ускоряя процесс входа в плотные слои атмосферы.

Буксир с солнечным парусом

Солнечный парус — это устройство, использующее давление света для приведения в движение космического аппарата. По задумке, такой аппарат будет цеплять мусор и уводить его с орбиты.

Облако вольфрама

По задумке, облако вольфрама будет медленно опускаться к Земле, попутно замедляя мусор.

Аппараты-самоубийцы

Такой аппарат должен должен буквально заталкивать опасные объекты в атмосферу, и при этом также сходить с орбиты.

Орбитальные мусоровозы

Аппарат будет собирать мусор на орбите и перерабатывать его.

Российский сборщик космического мусора, перерабатывающий космический мусор в топливо. Источник — russianspacesystems.ru

Облачные серверы от Маклауд быстрые, безопасные и не генерируют космический мусор.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Что такое космический мусор: Статьи экологии ➕1, 26.08.2021

Мусорный кризис достиг космических масштабов: от него страдает не только Земля, но и ее окрестности. С 1957 года человечество запустило в космос 12 тыс. спутников и более 6 тыс. ракет. Космическая техника, как и земная, устаревает, выходит из строя и даже взрывается в нештатных ситуациях. Небесные свалки множатся и мешают полетам новых кораблей. Разбираемся, чем опасно загрязнение космоса и как происходит борьба с космическим мусором.

Фото: iStock

Сколько мусора в космосе? Согласно статистике Европейского космического агентства (ЕКА), в околоземном пространстве находится 128 млн частиц размером меньше сантиметра, 900 тыс. осколков от 1 до 10 см и 34 тыс. крупных объектов, более 10 см. Функционирующих спутников в разы меньше — около 4,5 тыс. Старейший объект, который до сих пор находится на околоземной орбите, — американский спутник Vanguard 1, связь с которым была потеряна в 1964 году. Также космическим мусором был признан электромобиль Илона Маска Tesla Roadster, запущенный 7 февраля 2018 года.

Самый крупный мусорный след оставляют испытания противоспутниковых ракет, столкновения аппаратов и взрывы оборудования. Скорость обломков, образующихся при таких происшествиях, может достигать 8-10 км/с — несмотря на то, что новое поколение спутников оборудовано «броней» от микрочастиц природного и техногенного происхождения, столкновения даже с небольшими фрагментами космического мусора могут привести к трагическим последствиям.

Фото: iStock

МКС движется быстро — ее скорость достигает 7,6 км/с. А потому встреча с любыми «соринками» опасна для единственного на орбите человеческого жилища. В 2020 году МКС трижды пришлось маневрировать, уклоняясь от летающих «жестянок». В мае 2021 года фрагмент космического мусора врезался в манипулятор канадской станции Canadarm2, повредив теплоизоляционную обшивку аппарата.

Отследить все разбросанные в околоземном пространстве техногенные отходы невозможно — их слишком много. Именно этот факт делает мусор на орбите проблемой мирового масштаба.

Движением космического мусора занимается Сеть космического наблюдения США. В каталог заносят объекты крупнее 5-10 сантиметров с низкой околоземной орбиты (от 200 до 2 тыс. км над уровнем моря) и фрагменты размером от 30 сантиметров, располагающиеся вблизи геостационара (примерно 36 тыс. км над уровнем моря). Подобные службы есть и в других странах — в России эти функции выполняет Автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП), разработанная Центром управления полетами (город Королев). Однако, по данным ЕКА, сегодня регулярно отслеживается лишь 29 тыс. особо крупных обломков. Более мелкие частицы не попадают в поле зрения ученых.

Фото: Unsplash

В околоземном пространстве есть официальные полигоны — орбиты захоронения, куда выводят завершающую жизненный цикл технику. Первая свалка находится на высоте более 36 тыс. км. Сюда отправляют отработавшие спутники с геостационарной орбиты. Второй полигон — на высотах 650-1000 км. Здесь расположен «могильник» военных спутников с ядерными установками, а также «склад» ступеней ракет и всевозможных обломков. Отслужившие аппараты могут «висеть» там не одну сотню и даже тысячу лет. На вопрос, что делать с радиоактивными отходами, ответа пока нет. Сейчас они законсервированы в ожидании новых технологических решений.

Все спутники с ядерными установками, которые находятся в околоземном пространстве, были запущены в период с 1960 по 1980 годы. В 1978 году неконтролируемый советский военный спутник «Космос-954» упал на северо-западе Канады. Радиоактивные обломки разбросало по пустынной территории в 100 тыс. кв. км. Если бы аппарат свалился на Торонто или Квебек, оперативным службам пришлось бы проводить полномасштабную эвакуацию населения. Сегодня подобные устройства отправляют лишь к другим планетам. Например, на марсоходе NASA Perseverance установлен ядерный генератор энергии.

Фото: Unsplash

«Захламленность» земной орбиты часто обсуждается политиками и учеными, но ни одна страна пока не взялась за уборку капитально. Все «чистильщики» находятся на стадии разработки или испытаний.

Причина — за клининг никто не хочет платить. Полеты и так обходятся дорого, а туманная перспектива материальной выгоды от сбора космического мусора не вдохновляет государственные и частные организации на активные действия. Более того, сегодня инженеры решают задачи лишь по ловле крупных отходов. «Пылесос» для «мелочи» еще не изобретен. А ведь именно крохотные осколки часто становятся «убийцами» новых аппаратов.

Еще один способ борьбы с растущими свалками — сжигание «жестянок» в атмосфере Земли. Такую программу по безопасному самоуничтожению необходимо заранее закладывать во все выводимые на орбиту корабли. Однако большая часть нынешнего мусора такой системы не имеет и находится на высотах, где сила притяжения планеты мала. Поэтому часть разработок посвящена созданию устройств-буксиров, которые смогли бы подтолкнуть обломки к газовой оболочке планеты на утилизацию. Российские специалисты предлагают более экстравагантные идеи: переработку обломков в топливо или в сырье для 3D-печати прямо в космосе.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Автор

Анастасия Троянова

Космический мусор 101 | Аэрокосмическая корпорация

Подвержены ли астронавты риску столкновения с космическим мусором? Что НАСА может с этим сделать?

Астронавты подвергаются риску на Международной космической станции и во время выхода в открытый космос (выход в открытый космос). Их костюмы могут защитить их от чрезвычайно мелких частиц, а на большей части МКС есть щиты, защищающие их от объектов размером до одного сантиметра в диаметре. Чтобы защитить их от более крупных объектов, космическая станция должна уйти с пути, или астронавты могут использовать вспомогательный космический корабль «Союз» в качестве «спасательной шлюпки».

Воздействие на щитки кнута. Изображение предоставлено: НАСА

Можем ли мы защитить МКС и другие спутники?

Щиты Уиппла используются на МКС. Большинство экранов МКС защищают от частиц размером примерно до 3 мм. Щит Уиппла представляет собой многослойный щит, спроектированный таким образом, что первый слой разрушает ударяющий объект; второй слой разбивает эти фрагменты на более мелкие объекты и так далее, пока фрагменты не станут слишком маленькими, чтобы проникнуть в последний слой. Сложность заключается в том, что для защиты от более крупных объектов щиты должны быть больше, и в конечном итоге они становятся слишком тяжелыми для запуска и должны располагаться слишком далеко друг от друга. Это одна из причин того, что щиты на МКС не защищают ее от всего, что нельзя отследить.

Чем опасен человек на земле?

Общий риск для человека от повторного входа в мусор чрезвычайно мал по сравнению с другими опасностями, с которыми мы сталкиваемся ежедневно. По оценкам, вероятность того, что конкретный человек будет ранен в результате падения космического мусора, составляет менее одного триллиона. Для сравнения, риск быть пораженным молнией составляет один на 1,4 миллиона, а риск того, что кто-то в США погибнет во время урагана, составляет примерно один на шесть миллионов.

Что такое облака мусора?

Когда космический объект распадается или взрывается, каждый из его фрагментов летит по своей собственной независимой орбите. Эти орбиты математически связаны друг с другом, и мы можем анализировать их вместе как «облако». Облака космического мусора совсем не похожи на облака в небе или на чернильное облако в стакане с водой. Поскольку нет воздуха или другой среды, в которой висит облако, оно растет и меняет форму исключительно на основе законов орбитального движения. В компьютерной графике вы можете увидеть, как облако растет и меняет форму по мере того, как облако превращается в кольцо вокруг Земли. Но в реальной жизни, в человеческом масштабе, кусочки слишком малы и слишком далеко друг от друга, чтобы на самом деле увидеть обломки как связное облако.

Вы видите летящий на вас космический мусор?

Очень маловероятно, что вы увидите космический мусор. По сравнению с человеком на орбите космический мусор движется примерно в десять раз быстрее пули, и подавляющее большинство мусора размером с пулю или даже меньше. Никто не может увидеть приближающуюся пулю, не говоря уже о предмете, движущемся в десять раз быстрее.

На что похоже столкновение на орбите?

Это больше похоже на взрыв каждого предмета, как будто они прошли сквозь друг друга и взорвались с другой стороны. Столкновение на гиперскорости, подобное столкновению на орбитальной скорости, не ведет себя как столкновение, которое мы привыкли видеть. Объекты движутся так быстро, что проходят друг через друга быстрее, чем могут пройти ударные волны. Ударные волны в структурах каждого объекта затем разбивают их на фрагменты разного размера и при этом придают каждому фрагменту толчок в другом направлении. Каждый из этих фрагментов находится на другой орбите, чем исходный объект, и будет удаляться в соответствии с законами орбитального движения. С тысячами фрагментов, каждый из которых движется в несколько разных направлениях, это очень похоже на взрыв.

Местный представитель наблюдает за Tech. сержант Джон Лоу взвешивает бак с водородным топливом в международном аэропорту Чингисхан, Монголия, 26 августа 2011 г. Лоу был частью экипажа резерва ВВС из 15 человек, который вылетел с авиабазы Марч, Калифорния, на задание. в Монголию, чтобы забрать упавшие части спутника для НАСА. Изображение предоставлено: фото ВВС США/Master Sgt. Линда Вельц.

Расставание похоже на кино?

В драматических целях фильмы, телевидение и реклама, как правило, показывают космические разрывы с гораздо меньшей скоростью, чем в реальной жизни. Разрушение в пространстве, особенно столкновение, может потребовать много энергии, и осколки отбрасываются с чрезвычайно высокой скоростью. Поскольку нет воздуха, который замедлял бы осколки, все осколки разлетались бы друг от друга и быстро исчезали бы из поля зрения. При многих разрывах осколок размером с мяч для софтбола пролетал всю космическую станцию (чуть меньше футбольного поля) менее чем за полсекунды. Если бы вы наблюдали за ним с близкого расстояния, вы бы увидели вспышку, и объект, который распался, просто исчез бы и исчез. Маловероятно, что вы увидите, как куски отлетают. Точно так же космическое столкновение на низкой орбите вряд ли будет похоже на автомобильную аварию — скорости слишком высоки. Столкновения выглядели бы как взрывы для ближайшего наблюдателя.

Реальны ли столкновения или каскады цепной реакции?

К сожалению, да. Математическое моделирование неоднократно показывало, что количество объектов на низкой околоземной орбите, вероятно, будет расти из-за столкновений, независимо от того, запускаем мы больше космических миссий или нет. Однако эти каскады происходят на протяжении десятилетий и столетий, а крупное столкновение происходит в настоящее время примерно раз в пять-десять лет. Таким образом, хотя «синдром Кесслера» — сценарий, при котором столкновения космического мусора вызывают эффект домино, приводящий к огромному количеству мусора, — вполне реален математически, это катастрофа в замедленном темпе, на которую у нас есть время повлиять. Если мы начнем ограничивать рост космического мусора прямо сейчас, мы сможем предотвратить превращение его в неуправляемую проблему.

Космический мусор сделает невозможным полет или работу в космосе?

Нет, это очень маловероятно. В течение многих десятилетий рост космического мусора сделает операции на орбите более опасными и дорогостоящими. Рост обломков сделает отслеживание и избегание обломков более сложным, дорогостоящим и трудным в эксплуатации. Может быть сложно выполнить миссию, если требуются частые маневры, чтобы избежать обломков. И спутник должен был бы нести дополнительное топливо для этих дополнительных маневров и, вероятно, должен был бы защищать критические области от столкновений с мелкими обломками. Космический мусор может сделать космические миссии более дорогостоящими и сложными, но не сделает их невозможными.

Откуда мы знаем, где находится космический мусор?
Сеть космического наблюдения (SSN), управляемая ВВС США, отслеживает объекты в космосе. SSN имеет радарные и оптические датчики в различных местах по всему миру, как показано на рисунке ниже. Эти датчики наблюдают и отслеживают объекты размером больше мяча для софтбола на низких околоземных орбитах и объекты размером с баскетбольный мяч или больше на более высоких геосинхронных орбитах. Датчики могут определять, на какой орбите находятся объекты, и эта информация используется для прогнозирования близких сближений, повторных входов в атмосферу и вероятности столкновения. Другие страны также используют системы слежения за космическими объектами.

Если большинство обломков слишком малы, чтобы их можно было увидеть, то как мы узнаем об этом?

Некоторые радарные установки могут видеть небольшие объекты, проходящие через их лучи, но не могут отслеживать их достаточно долго, чтобы определить их орбиту. Мы можем определить приблизительное количество мелкого космического мусора, подсчитав эти отражения от радаров за короткий период времени, а затем оценив их общее количество. Кроме того, всякий раз, когда мы поднимаем космический корабль с орбиты, мы обнаруживаем, что он почти всегда испещрен ударами обломков. Как правило, чем дольше что-то находится на орбите, тем больше у него попаданий. Сбор этого типа данных из нескольких источников позволяет нам оценить общее количество объектов на орбите. Мы также можем оценить количество частиц, образовавшихся в результате столкновений и взрывов, используя модели, моделирующие распад.

Кто несет ответственность за образование космического мусора? Отслеживание? Контролировать это?

Страны, которые запускают и эксплуатируют спутники, несут ответственность за космический мусор от своих спутников и корпусов ракет. Никто не отвечает за его отслеживание на международном уровне, но Соединенные Штаты отслеживают космический мусор, чтобы защитить наши собственные спутники, и мы делимся частью этой информации с остальным миром. Другие страны также имеют возможности отслеживания и предоставляют аналогичные услуги для своих спутников. Операторы спутников пытаются уменьшить космический мусор от недавно запущенных спутников и корпусов ракет, тщательно проектируя их, чтобы предотвратить взрывы, повторно входить в них или перемещать их на орбиты захоронения — по сути, на космическую свалку — когда их миссия завершена. Космический мусор от старых объектов, взрывов и столкновений вообще не контролируется.

Сводка энергий столкновения частиц различного размера. Обратите внимание, что крошечный космический мусор может быть смертельным и, как правило, его невозможно отследить.

Разве в космосе нет «управления воздушным движением»? Разве НАСА этим не занимается?

Невозможно управлять неактивными объектами. Кроме того, невозможно управлять объектами, которые могут быть активны, но не могут маневрировать, например, космическим телескопом Хаббла. И, наконец, даже когда у нас есть спутник, который может маневрировать, это не то же самое, что управление воздушным движением говорит самолету набирать высоту, снижаться или разворачиваться. Спутник, движущийся по орбите, подчиняется законам физики, и если нет достаточного времени для предупреждения, может потребоваться много энергии, чтобы изменить эту орбиту, чтобы избежать столкновения.

Ближайшим учреждением к системе управления воздушным движением является Объединенный центр космических операций ВВС США. JSpOC управляет сетью космического наблюдения и поддерживает наиболее полный каталог объектов на орбите. Если они предсказывают столкновение между занесенным в каталог объектом и известным рабочим спутником, они обычно пытаются уведомить об этом владельца/оператора. JSpOC отслеживает столкновения с МКС и другими спутниками НАСА. Другие страны используют данные JSpOC, а также собственные данные отслеживания для защиты своих спутников. На сегодняшний день не существует международно признанного агентства «Управление космическим движением».

С закрытием космического забора, кто отслеживает обломки?

Космический забор, также известный как Система наблюдения за космосом ВВС, является лишь частью сети наблюдения за космосом, а все остальные станции слежения все еще работают. Однако закрытие космического забора усложняет отслеживание и ухудшает нашу способность точно отслеживать космический мусор.

Решится ли проблема космического мусора сама собой?

На низкой околоземной орбите (ниже 600 км или 370 миль) небольшая атмосфера, которая находится там, будет в течение недель, месяцев и лет тянуть космический мусор достаточно низко, чтобы он снова вошел в атмосферу. На расстоянии от 600 до 1000 км (620 миль) может потребоваться от десятков до сотен лет, чтобы обломки снова вошли. Так что вполне возможно, что часть мусора будет удалена естественным путем. Проблема в том, что объекты космического мусора могут сталкиваться друг с другом и производить больше мусора.

Сравнение размера снаряда с размером удара. Изображение предоставлено: НАСА

Что мы можем сделать, чтобы предотвратить ухудшение проблемы?

Самое простое, что можно сделать, это не оставлять больше объектов на орбите, когда они больше не нужны. Для этого существуют международные рекомендации Межагентского координационного комитета по космическому мусору (IADC) (http://www.iadc-online.org/). Во многих странах, включая Соединенные Штаты, действуют правила избавления от старых спутников и ракет. Проблема в том, что ликвидировать старые космические аппараты может быть сложно и дорого, особенно если спутник или ракета не предназначены для утилизации. Более того, самоутилизирующиеся спутники и ракеты не подойдут для объектов, которые уже находятся на орбите и являются неуправляемыми.

Можем ли мы убрать космический мусор?

Не существует простого или дешевого решения проблемы космического мусора. Очистка его будет очень дорогой и займет много лет. Большие обломки, такие как использованные ракеты, скорее всего, создадут больше мусора, они тяжелые и их трудно перемещать. Небольшой мусор, который все еще может повредить спутник, очень трудно найти и отследить, и его очень много. Оба типа мусора трудно удалить по своим собственным причинам.

Как убрать космический мусор?

Мы не можем просто пропылесосить или подмести его в космический мусоровоз. Чтобы удалить космический мусор, особенно крупные и более опасные объекты, мы должны приблизиться к нему и поддерживать ту же скорость, что и каждый объект. Затем мы каким-то образом должны прикрепиться к нему и перевести его на более низкую орбиту или снова войти прямо в океан. Если объект представляет собой ступень ракеты с топливом на борту, существует риск взрыва, поэтому мы никогда не позволим космонавтам выполнять эту задачу. Существует также проблема прав собственности; вы не можете захватить спутник или ракету, принадлежащую другой стране, без их разрешения. Нет простого способа контролировать небольшие, но опасные объекты, которые плохо отслеживаются или вообще не отслеживаются. У них больше кинетической энергии, чем у пуль, и они движутся в десять раз быстрее. Трудно поймать пулю, особенно если вы не хотите создавать больше мусора, делая это.

Насколько заранее вы можете предсказать столкновение или вход в атмосферу?

Мы можем разумно предсказать близкое сближение в космосе, начиная за неделю до события. Предсказать, где космический мусор снова войдет в атмосферу и приземлится, гораздо сложнее, потому что мы не знаем, когда объект на самом деле войдет в более плотную атмосферу и начнет свое последнее погружение. Надежно предсказать место входа в атмосферу более чем за день до события сложно, и даже в этом случае наша погрешность может составлять несколько часов, что эквивалентно нескольким оборотам.

Если мы знаем об этом заранее, можно ли идентифицировать и переместить космический мусор, чтобы избежать столкновения?

Обломки не могут быть перемещены, но если другой объект является маневренным спутником, он может вовремя отойти в сторону, чтобы избежать столкновения. Большинству спутниковых операторов требуются часы или дни, чтобы спланировать и выполнить маневр предотвращения столкновения.

Космический мусор – откуда он берется?

Космический мусор — это все, что находится на орбите, создано руками человека и больше не используется. Космический мусор включает в себя старые, неактивные спутники, ступени ракет и другое выброшенное оборудование, такое как крышки приборов или разделительные болты. Сюда также входят фрагменты взорвавшихся или столкнувшихся транспортных средств, а также обломки спутников, такие как кусочки изоляции и краски. Как правило, чем мельче мусор, тем его больше.

Сфера давления восстановилась в Южной Африке. Фото: Argus/Enver Essop

Насколько мал и насколько велик космический мусор?

Космический мусор может быть размером с большой корпус ракеты (длиной более 10 метров или 33 футов) вплоть до микроскопических частиц, которые едва видны. Нас больше всего беспокоят те, что больше 3 мм (размера BB), хотя даже удары очень мелких обломков могут постепенно разрушить солнечную панель или испортить научный прибор.

Почему нас должен волновать космический мусор?

Космический мусор влияет на всех. Было бы удивительно узнать, насколько мы зависим от спутниковых технологий в области связи, навигации, коммунальных услуг и услуг. Почти все, что мы делаем в нашем современном образе жизни, использует спутниковые технологии. Космический мусор увеличивает стоимость эксплуатации этих спутников. Если космический мусор уничтожит спутник, на восстановление этой службы могут уйти годы и сотни миллионов долларов. Мелкий мусор может повредить важные компоненты, такие как солнечные батареи, что также может сократить срок службы спутника. Некоторые спутники могут двигаться, чтобы избежать столкновения, но перемещение спутника требует ценного топлива и может сократить время спутниковой миссии. В общем, космический мусор увеличивает стоимость работы в космосе.

Почему мелкий мусор представляет собой проблему?

Все, что находится на орбите, движется очень быстро, обычно со скоростью 7,5 км/с или более 17 000 миль в час на низкой околоземной орбите (НОО). Это в десять-двадцать раз быстрее пули. Если вы находитесь на орбите, вы также движетесь с такой же скоростью, и обломки могут лететь на вас с другого направления, поэтому относительная скорость может быть в два раза выше. В результате даже крошечные частицы могут быть чрезвычайно смертоносны, а объект размером с булавочную головку может нанести огромный удар.

Как происходит распад на орбите и что с этим можно сделать?

Большинство поломок на орбите вызвано взрывами оставшихся жидкостей и газов в баках старых корпусов ракет. Батареи ряда спутников, вероятно, взорвались. Было задокументировано четыре столкновения между объектами, достаточно большими, чтобы их можно было отслеживать, и несколько других предполагаемых столкновений. Также произошел ряд преднамеренных взрывов и столкновений с целью уничтожения спутников. Прогнозируется, что столкновения на определенных орбитах станут основным источником нового мусора в будущем.

Это все «сойдет» (повторно)?

Любой объект на расстоянии менее 1000 км или 620 миль вернется в космос через несколько сотен лет. Объектам на самых низких орбитах может потребоваться всего несколько месяцев, чтобы вернуться. Для орбит от 1000 км до 2500 км (от 620 до 1550 миль) повторный вход в атмосферу может в конечном итоге произойти, но это может занять тысячи лет. Выше 2500 км срок службы может быть намного больше.

Разве все это не движется в одном направлении?

Спутники запускаются на разные орбиты в разное время, и их орбиты часто пересекаются. Обломки спутника или корпуса ракеты начинают движение по исходной орбите, но со временем естественные силы изменят эту орбиту. За прошедшие годы эти естественные силы настолько перемешались, что обломки выглядят как водоворот со всех сторон, особенно на околоземных орбитах, таких как те, которые используются космической станцией и космическими шаттлами. Даже на высоких геосинхронных орбитах, где все спутники находятся на очень похожих орбитах, движущихся в одном направлении с одинаковой скоростью, притяжение Солнца и Луны в конечном итоге сместит орбиты неактивных объектов так, что они станут другими.

Вид на Трехраздельную туманность M20, или NGC6514, сделанный усовершенствованным телескопом космического наблюдения Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны, предназначенным для обнаружения космического мусора. Изображение предоставлено: DoD photo

Что такое повторный вход и хорошо это или плохо?

Повторный вход — это когда искусственный объект в космосе возвращается в плотную атмосферу. Существует два вида повторного входа: контролируемый и неконтролируемый. Контролируемый вход в атмосферу — это когда объект использует двигатель, чтобы перевести его на определенную траекторию, предназначенную для повторного входа в известном месте — обычно над океаном, чтобы части, которые не сгорели, приземлились в безопасном районе. Как следует из названия, такой повторный вход возможен только в том случае, если вы контролируете объект. Неконтролируемый вход в атмосферу происходит, когда атмосферное сопротивление медленно приводит к тому, что орбита объекта становится настолько низкой, что увеличивающееся сопротивление на более низких высотах заставляет его совершить последнее падение на Землю. Это может произойти в любом месте на орбите, и мы не знаем, где произойдет повторный вход в атмосферу или где приземлятся обломки. Как правило, повторные входы хороши, потому что они уменьшают количество мусора. Повторный вход может быть плохим, если он вызывает повреждения или травмы — к счастью, такое случается редко.

Некоторые орбиты хуже других?

Определенные высоты орбиты больше заполнены космическим мусором, чем другие. Орбиты высотой от 800 до 1100 км являются наиболее загруженными и содержат 40 процентов отслеживаемого космического мусора. Например, орбиты, проходящие вблизи полюсов Земли, более опасны, поскольку они чаще пересекают другие орбиты. Поскольку космический мусор возникает в результате деятельности человека, на наиболее полезных орбитах также будет больше всего космического мусора.

Как часто возвращается космический мусор? Что происходит с обломками, когда они возвращаются на Землю?

Обычно от 200 до 400 объектов, достаточно больших для отслеживания, возвращаются каждый год. На графике ниже показано количество повторных входов за всю космическую эру. Лишь немногие из них являются контролируемыми повторными входами. Остальные неконтролируемы и могут возникать где угодно на своих соответствующих орбитах. Входящие в атмосферу болиды наблюдаются несколько раз в год, и в среднем обломки обнаруживаются на земле лишь пару раз в год. К счастью, только некоторые из объектов, возвращающихся каждый год — в настоящее время менее 100 в год — достаточно велики, чтобы опасные обломки выжили и достигли земли.

Сколько времени требуется космическому мусору, чтобы вернуться в атмосферу Земли после взрыва?

Это зависит от орбиты исходного объекта и энергии взрыва. Как правило, взрывы на более низких орбитах приводят к тому, что осколки возвращаются гораздо быстрее. Каждый фрагмент находится на новой орбите. Если эта орбита пересекает атмосферу, осколок сразу входит обратно. Другие фрагменты выбрасываются на более высокие орбиты и могут оставаться в космосе в течение многих лет. Взрывы на очень больших высотах могут создавать обломки, которые никогда не возвращаются обратно.

Сколько его там? Сколько объектов находится на орбите?

Космическая эра началась в октябре 1957 года с запуском Спутника-1. За последние 56 лет было осуществлено более пяти тысяч запусков. С каждым запуском обычно связано несколько отдельных объектов, которые могут оставаться на орбите. Кроме того, имели место взрывы и другие насильственные разрушения транспортных средств, в результате которых разлетались от тысяч до сотен тысяч осколков. Военные США в настоящее время отслеживают около 20 000 объектов и за годы каталогизировали около 40 000 объектов, некоторые из которых повторно вошли в атмосферу. Большинство космического мусора слишком малы, чтобы их можно было отследить, но достаточно велики, чтобы повредить космический корабль. По нашим оценкам, существуют сотни тысяч объектов, которые могут оказаться смертельными или катастрофическими для космической миссии, и миллионы объектов, способных нанести ущерб.

Что такое космический мусор и как он на нас влияет? — Iberdrola

Что такое космический мусор и как он влияет на нас? — Ибердрола

Космический мусор: пора ли заняться космосом?

#НИОКР

С начала космической эры в 1957 году в космос было запущено тонны ракет, космических кораблей и спутников и, по крайней мере изначально, никто не предвидел, что делать с ними по окончании срока службы. По оценкам Европейского космического агентства (ЕКА), существует около

0 объектов размером более одного сантиметра, которые бесполезны на орбите Земли. Этот факт, по мнению ООН, ставит под угрозу будущие миссии и даже наземную связь.

Космический мусор постоянно накапливается и ставит под угрозу миссии. Уборка — дело срочное.

С тех пор, как люди начали исследовать космос, они также начали засорять его. На орбите нашей планеты находятся сотни неактивных спутников и тысячи обломков ракет, запущенных в нашей короткой, но лихорадочной космической гонке, а также обломки от столкновений. Эта ситуация сегодня представляет реальную опасность как для наземных телекоммуникаций, так и для текущих миссий.

ЧТО ТАКОЕ КОСМИЧЕСКИЙ МУСОР

Космические отходы включают в себя любой мусор, оставленный людьми в космосе и, следовательно, происходящий с Земли. Космический мусор может быть размером с неактивный спутник, размером с автомобиль или размером с чешуйку краски. Настоящую опасность представляет скорость, с которой движутся эти объекты, более 28 000 километров в час, что превращает их в настоящие снаряды.

На заре космической эры в 1957 году Североамериканское командование воздушно-космической обороны (НОРАД) создало базу данных с информацией обо всех этих отходах. Первым куском космического мусора был спутник «Спутник», запущенный Советским Союзом в том же году. В эти дни Европейское космическое агентство (ESA), , сообщает, что на орбите находится около 900 000 объектов размером от 1 до 10 см и около 34 000 объектов размером более 10 см. Многие из них видны на этой интерактивной карте Внешняя ссылка, открывается в новом окне..

Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства (UNOOSA) обращает внимание на опасность космических отходов Внешняя ссылка, открывается в новом окне. и необходимость предотвращения на протяжении многих лет, вплоть до того, что еще в 2007 году Генеральная Ассамблея ООН одобрила набор руководящих принципов по смягчению угрозы. Со своей стороны, ЕКА также имеет информационную программу Внешняя ссылка, открывается в новом окне. о рисках космического мусора.

Типы космического мусора

По данным ЕКА, космический мусор включают:

Полезная нагрузка: это в основном спутники. Сюда входят фрагменты, образовавшиеся в результате износа и столкновений.
Ракеты: остатки ступеней, используемых для запуска миссий на орбите. Сюда также входят фрагменты, образовавшиеся в результате износа и столкновений.
Объекты, связанные с миссией: например, упавшие инструменты, винты, кабели, камеры и т. д.

Космические отходы классифицируются по размеру следующим образом:

Менее 1 см: По оценкам, существует более 128 миллионов таких фрагментов, и большинство из них невозможно обнаружить.
От 1 до 10 см: подсчитано, что на орбите находится около 900 000, размер которых варьируется от шарика до теннисного мяча.
Более 10 см: эти объекты включают в себя все, от инструментов, потерянных во время миссий, до вышедших из строя спутников.

Космический мусор в цифрах.

СМОТРИТЕ ИНФОГРАФИКУ: Космический мусор в цифрах [PDF] Внешняя ссылка, открывается в новом окне.

ПРИЧИНЫ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА

Что является причиной космического мусора? Причин может быть множество:

Недействующие спутники

Спутники имеют ограниченный срок службы, и когда их батареи разряжаются или они выходят из строя, они остаются дрейфовать в космосе. В начале космической гонки предполагалось, что рано или поздно эти заброшенные объекты упадут на землю и сгорят при входе в атмосферу. Однако, особенно на более высоких орбитах, этого может никогда не произойти.

Пропавшее оборудование

Астронавты иногда роняют инструменты или другие предметы во время выхода в открытый космос. Например, в 2008 году астронавт Хайдемари Стефанишин-Пайпер уронила ящик с инструментами. Он распался, когда почти год спустя вошел в атмосферу Земли, совершив более 4000 оборотов вокруг Земли.

Ступени ракет

Некоторые ступени ракет сбрасываются на низких орбитах и падают на Землю вскоре после взлета. Однако более высокие дрейфуют в космосе и иногда взрываются, потому что содержат остатки топлива. Эти взрывы создают тысячи осколков.

Оружие

И Соединенные Штаты, и Советский Союз начали проводить испытания противоспутникового оружия в шестидесятых и семидесятых годах. В 1985 году, например, Соединенные Штаты уничтожили однотонный спутник (Solwind) с помощью одного из этих видов оружия. Подобные миссии этого типа были выполнены в последующие годы другими странами, включая Китай и Индию.

ПОСЛЕДСТВИЯ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА

По данным ЕКА, с 1961 г. произошло более 560 случаев осколков, большинство из которых было вызвано взрывами топлива в ступенях ракет. Что касается прямых столкновений, их было всего семь, самые серьезные из которых уничтожили бездействующий российский спутник под названием Космос 2251 и действующий спутник Иридиум 33.

Однако наибольшую опасность представляют именно мелкие осколки. Микрометеориты, такие как чешуйки краски и застывшие капли антифриза, могут повредить солнечных панелей на активных спутниках. К другим опасным обломкам относятся остатки твердого топлива, которые плавают в космосе и легко воспламеняются. В случае взрыва они могут нанести ущерб и распространить загрязняющие вещества в атмосферу.

Некоторые российские спутники содержат ядерные батареи с радиоактивным материалом , которые могут вызвать опасное загрязнение, если они вернутся на Землю. В любом случае тепло при входе в атмосферу уничтожает большую часть этого космического мусора еще до того, как он достигнет Земли. В редких случаях более крупные осколки достигали поверхности и причиняли значительный ущерб.

РЕШЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА

Основная задача состоит в том, чтобы не производить больше космического мусора, особенно с учетом того, что сейчас на низких орбитах циркулируют рои небольших спутников, обеспечивающих высокоскоростной доступ в Интернет по всей планете. Что касается мусора, уже находящегося на орбите, многие спутники, а также Международная космическая станция оснащены Whipple Shields, внешняя оболочка, защищающая стены объекта от возможного столкновения. Вот некоторые из других стратегий, используемых, чтобы избежать этой проблемы:

Изменения орбиты: многие современные спутники запускаются на эллиптические орбиты с перигеями в атмосфере Земли, что в конечном итоге приводит к их разрушению.
Самоуничтожение: заключается в программировании спутника так, чтобы он покидал свою орбиту в конце срока службы и уничтожался при контакте с атмосферой.
Пассивизация: — удаление любой внутренней энергии, содержащейся в транспортном средстве, в конце срока его службы. Хотя шасси остается на орбите, риск взрыва меньше. То же самое относится и к ступеням ракеты.
Повторное использование: эти ракеты возвращаются на Землю целыми. Их использует Space X, аэрокосмическая компания, принадлежащая Илону Маску.
Лазер: , заключающийся в остановке осколков путем испарения их поверхности с помощью мощного лазера, который останавливает их и заставляет их падать.

Каков риск быть пораженным падающим космическим мусором?

Загрузка

Каков риск быть пораженным падающим космическим мусором?

(Изображение предоставлено Getty Images)

Автор Фабиан Зандер, 27 сентября 2022 г.

Конец пути спутника обычно заканчивается огненным спуском на Землю. Поскольку в космосе больше, чем когда-либо прежде, предсказать, где и когда они приземлятся, станет насущной проблемой.

Ранее в этом году произошло два отдельных случая, когда космический мусор возвращался на Землю в неожиданных местах.

За неконтролируемым возвращением китайской ракеты Long March 5B над Малайзией в июле последовали сообщения о некоторых частях космического корабля, обнаруженных в Новом Южном Уэльсе, Австралия. Теперь подтверждено, что они были частью миссии SpaceX Crew-1.

По мере развития космической отрасли можно с уверенностью сказать, что такие инциденты будут становиться все более частыми, и они могут представлять опасность. Но какой именно риск?

Космический мусор — оставшиеся компоненты космической системы, которые больше не нужны. Это может быть спутник, срок эксплуатации которого подходит к концу (например, Международная космическая станция, когда срок ее эксплуатации подойдет к концу в 2031 году), или части ракетной системы, выполнившие свою задачу и выброшенные.

На сегодняшний день Китай запустил три ракеты Long March 5B, и каждая из них была намеренно оставлена на неконтролируемой орбите. Это означает, что не было никакого способа узнать, где они приземлятся.

Что касается обломков SpaceX, найденных в Сноуи-Маунтинс, Австралия, SpaceX управляемым образом сводит с орбиты части своей ракеты и проектирует другие компоненты, которые сгорают при входе в атмосферу Земли. Но, как вы можете видеть из последних новостей, эти вещи не всегда идут по плану.

Вам также могут понравиться:

Квест по борьбе с мусорной свалкой на орбите
Загрязнение, вызванное запуском ракет
Ракетная башня строится в тропических джунглях

Так насколько на самом деле опасен космический мусор?

Ну, насколько нам известно, только один человек пострадал от него. Лотти Уильямс, жительница города Талса в штате Оклахома, США, в 1997 году была безвредно ранена в плечо осколком. Он был размером с ее ладонь и предположительно был выпущен ракетой Delta II. Она подняла его, отнесла домой и сообщила властям на следующий день.

Однако по мере того, как все больше и больше объектов отправляются в космос и возвращаются обратно, шансы на то, что кто-то или что-то будет поражено, возрастают. Особенно это касается крупных неуправляемых объектов, таких как Long March 5B.

В 2014 году около Салинополиса, Бразилия, приземлился большой кусок космического мусора. На обломках есть логотипы космического агентства Великобритании и европейской спутниковой компании. (Фото: Getty Images) деревни в Кот-д’Ивуаре, вторая вновь вошла 9Май 2021 года, недалеко от Мальдивских островов, и третий повторный вход в этом году над Индонезией и Малайзией, при этом обломки приземлились вокруг этих островов.

Так стоит ли мне беспокоиться?

Существует множество различных оценок вероятности столкновения с космическим мусором, но большинство из них находится в диапазоне один к 10 000. Это вероятность того, что любой человек будет ранен в любой точке мира. Тем не менее, вероятность того, что конкретный человек будет ранен (например, вы или я), составляет порядка одного к триллиону.

Эти оценки объясняются несколькими факторами, но пока давайте сосредоточимся на одном ключевом. На изображении ниже показан орбитальный путь, которому следовала недавняя ракета Long March 5B-Y3 в течение последних 24 часов (разные объекты движутся по разным орбитальным путям), а также место ее повторного входа в атмосферу, отмеченное красным.

Как видите, ракета довольно долго находится на орбите над землей.

Космический мусор: риск столкновения

Моника Грейди

Профессор планетарных и космических наук Открытого университета

Вероятность того, что кто-то погибнет от падающего с неба космического мусора, может показаться до смешного ничтожной. Но учитывая, что мы запускаем в космос все больше спутников, ракет и зондов, нужно ли нам начинать более серьезно относиться к риску?

Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, оценило вероятность несчастных случаев от падающих частей ракеты в течение следующих десяти лет.

В ходе исследования изучалось неконтролируемое прибытие искусственного космического мусора, такого как отработавшие ступени ракет, связанное с запусками ракет и спутников. Используя математическое моделирование наклонов и орбит частей ракет в космосе и плотности населения под ними, а также спутниковые данные за последние 30 лет, авторы оценили места, где приземляются обломки ракет и другой космический мусор, когда они падают обратно на Землю. .

Они обнаружили, что существует небольшой, но значительный риск повторного появления деталей в следующем десятилетии. Но это скорее произойдет над южными широтами, чем над северными. Фактически, исследование показало, что вероятность того, что тела ракет приземлятся на широтах Джакарты в Индонезии, Дакки в Бангладеш или Лагоса в Нигерии, примерно в три раза выше, чем у Нью-Йорка в США, Пекина в Китае или Москвы в России.

Авторы также рассчитали «ожидание потерь» — риск для жизни людей — в течение следующего десятилетия в результате неуправляемых падений ракет. Предполагая, что каждый повторный вход в атмосферу разбрасывает смертоносные обломки на площади в десять квадратных метров, они обнаружили, что в среднем существует 10-процентная вероятность одного или нескольких жертв в течение следующего десятилетия.

* Адаптировано из этой статьи из The Conversation и переиздано под лицензией Creative Commons.

В частности, на этих орбитах аппарат проводит около 20% своего времени над землей. Широкая оценка говорит нам, что 20% земли заселено, а это означает, что существует 4%-ная вероятность повторного входа Long March 5B над населенной территорией.

Это может показаться довольно высоким. Но если учесть, сколько «обитаемой земли» на самом деле покрыто людьми, то вероятность травм или гибели становится значительно меньше.

С другой стороны, вероятность повреждения имущества выше. Он может достигать 1% для любого повторного входа в атмосферу Long March 5B.

Кроме того, общий риск, связанный с космическим мусором, будет возрастать по мере увеличения количества запускаемых и возвращающихся в атмосферу объектов. Текущие планы компаний и космических агентств по всему миру предполагают еще много-много запусков.

Китайская космическая станция «Тяньгун» должна быть завершена к концу 2022 года. А Южная Корея недавно стала седьмой страной, запустившей спутник весом более тонны, и планирует расширить свой космический сектор (наряду с Японией, Россией, Индией). и Объединенные Арабские Эмираты).

Весьма вероятно, что шансы на попадание будут только расти (но будем надеяться, что они останутся очень низкими).

Как мы можем подготовиться?

На ум приходят два вопроса: можем ли мы предсказать возвращение обломков и что мы можем сделать, чтобы уменьшить риск?

Начнем с прогнозов. Может быть чрезвычайно сложно предсказать, где объект на неконтролируемой орбите снова войдет в атмосферу Земли. Общее эмпирическое правило гласит, что неопределенность предполагаемого времени входа в атмосферу будет составлять от 10% до 20% оставшегося орбитального времени.

Это означает, что объект с прогнозируемым временем входа в атмосферу через 10 часов будет иметь запас неопределенности около одного часа. Таким образом, если объект обращается вокруг Земли каждые 60-90 минут, он может попасть практически в любое место.

Улучшение этого предела неопределенности является большой проблемой и потребует значительного объема исследований. Даже в этом случае маловероятно, что мы сможем предсказать место повторного входа объекта более точно, чем в пределах 1000 км (621 мили).

Способы снижения риска

Снижение риска — непростая задача, но есть несколько вариантов.

Во-первых, все объекты, выведенные на околоземную орбиту, должны иметь план безопасного ухода с орбиты в безлюдную зону. Обычно это SPOUA (необитаемый район южной части Тихого океана), также известный как «кладбище космических кораблей».

Также есть возможность тщательно спроектировать компоненты, чтобы они полностью распадались при входе в атмосферу. Если все сгорит при попадании в верхние слои атмосферы, существенного риска уже не будет.

Уже есть некоторые руководящие принципы, требующие минимизации риска космического мусора, такие как руководящие принципы Организации Объединенных Наций по долгосрочной устойчивости космической деятельности, но механизмы для них не указаны.