Космический мусор вокруг земли: Что такое космический мусор и чем он опасен для жителей Земли

Что такое космический мусор и чем он опасен для жителей Земли

Тренды

Телеканал

Газета

Pro

Инвестиции

РБК+

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Конференции

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

РБК Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

Скрыть баннеры

Рубрики

РБК
Тренды

Фото: Shutterstock

Космический мусор может стать новой глобальной проблемой. Когда-то в космосе его станет так много, что мы больше не сможем запускать новые спутники. Разбираемся, что представляет собой космический мусор

1

Что такое космический мусор

Космический мусор представляет собой твердые отходы космической деятельности. Сюда относятся неработоспособные спутники, запущенные человеком за 60 лет освоения космоса, вторая и третья ступени ракета-носителя (первая обычно падает в Тихий океан), разгонные блоки и фрагменты спутников после взрыва или столкновений, например, фрагменты обшивки — так появляется космический мусор.

Ученые подсчитали, что сейчас в космосе находится почти 128 млн кусков космического мусора размером более 1 мм и 34 тыс. частиц размером более 10 см. Все, что меньше 1 мм подсчитать крайне трудно, некоторые ученые говорят о триллионах таких частиц. Около 3 тыс. спутников вышли из строя из-за мусора и сами превратились в космический мусор.

Астрономы могут отследить только крупные фрагменты, так как скорость частиц может доходить до 14 км/с (зависит от орбиты). Россия и США сейчас наблюдают за 23 тыс. космических объектов размером от 10 см, каталогизировано же и того меньше — 17 тыс. При этом 95% каталога космических объектов составляет космический мусор.

2

Проблемы и угрозы

Степень опасности космического мусора определяется в основном тремя факторами:

1. как долго космический мусор находится на орбите;
2. какова скорость движения;
3. велика ли сложность утилизации космического мусора.

Главная проблема мусорного кризиса в космосе — выход из строя работающих спутников при столкновении с космическим мусором. Из-за больших скоростей опасность представляют даже частицы менее 1 см, они могут пробить противометеоритную защиту орбитальной станции. При столкновении с объектом более 10 см любой космический аппарат или станция гарантированно уничтожаются.

В мае 2016 года в Международную космическую станцию (МКС) влетела частица космического мусора размером в сотые доли миллиметра и оставила на МКС скол диаметром около 7 мм. Чтобы не допустить более разрушительных последствий МКС приходится регулярно менять свою орбиту, уворачиваясь от мусора.

Скол на иллюминаторе МКС, 2016 год

(Фото: ESA)

Хоть мелкий мусор и не влечет за собой катастрофических последствий, однако его опасность заключается в гигантском объеме, неконтролируемом распределении в пространстве, огромной скорости и абсолютной непредсказуемости столкновений.

Сейчас около 99% потенциально опасных объектов вовсе не контролируется из-за их малых размеров и огромных скоростей.

3

Что такое синдром Кесслера и при чем он здесь

Ученые предполагают, что в какой-то момент мы больше не сможем выводить новые спутники на орбиты, так как они будут полностью заняты космическим мусором. Это может произойти из-за каскадного эффекта, который называется синдромом Кесслера:

Общий характер каскадного эффекта такой же, как и у ядерной цепной реакции. Таким образом орбиты будут заняты, и человек больше не сможет запускать летательные аппараты по причине неконтролируемых столкновений.

Вероятность столкновений на любой орбите растет приблизительно пропорционально квадрату количества космических объектов. Есть ученые, которые считают, что каскадный эффект уже начался в некоторых орбитальных областях и для некоторых классов космического мусора (на высотах 900–1000 км и 1500 км).

Наиль Бахтигараев, старший научный сотрудник Института астрономии РАН:

«Где-то десять лет назад поднялся шум из-за эффекта Кесслера. Считалось, что он вот-вот начнется, но затем его отложили. Когда он все-таки начнется, зависит от уровня развития науки и технологий. Но даже если мы будем предпринимать технические мероприятия по уничтожению мусора, то этот момент все равно настанет. Сейчас мы лишь замедляем и отдаляем его»

10 февраля 2009 года на расстоянии 790 км над уровнем моря столкнулись два спутника: американский Iridium-33 и российский «Космос-2251». В результате летательные аппараты разлетелись на 600 осколков размером более 5 см и несколько тысяч более мелких.

Впрочем, на сегодняшний день столкновения работающих летательных аппаратов с космическим мусором на орбите происходят довольно редко благодаря работающим системам слежения. Существует другая проблема — взрывы старых спутников, на борту которых осталось топливо и отработанные аккумуляторы. Под различного рода воздействием они могут повреждать работающие спутники сильнее, чем обычные столкновения.

4

Утилизация космического мусора

Говорить о том, что космический мусор станет серьезной проблемой, начали еще в 1960-е годы, на заре освоения космоса. Но до сих пор не придумали реальной возможности массово удалять мусор с околоземных орбит. «Существуют программы по удалению космического мусора, но они единичные и не решают проблему. Удалить можно только крупный мусор, то есть более 20 см, с объектами менее 10 см возникают большие сложности», — говорит Бахтигараев из Института астрономии РАН.

Так как существующие технологии не способны избавить космос от мусора, то космические агентства начали уделять внимание профилактике. Для новых аппаратов предъявляют стандарты, например, на борту космических аппаратов закладывают ресурс, чтобы они могли уходить от столкновений с мусором. Также их снабжают броней, которая защищает космического мусора, но только от мелкого.

На сегодняшний день работающей технологией по утилизации космического мусора является увод старых спутников на соседние орбиты. Это можно сделать с помощью аппаратов-захватчиков, которые буксируют мусор на орбиты для захоронения. Также отработанные спутники могут сами уходить со своих мест на остатках топлива. Но массово эти методы не применяются.

Считается, что космический мусор не падает на Землю, но это не совсем так. Для отработанных крупных спутников и грузовых кораблей на Земле в Тихом океане существует свое кладбище, где их затапливают, так как они не сгорают в атмосфере. Это место расположено в южной части Тихого океана около точки Немо, самого удаленного от суши места на Земле. Над этим местом запрещено летать и проплывать кораблям. Так проблема космического мусора превращается в проблему земного мусора. С 1971 по 2016 года там захоронили минимум 260 аппаратов.

Сейчас перед астрофизиками стоит задача, как избавиться от мусора на геостационарной орбите или поясе Кларка. Она находится непосредственно над экватором Земли на расстоянии 35 786 км. Эта орбита очень привлекательна для запуска спутников, так как на ней летательные аппараты требуют меньше топлива и охватывают значительно больше поверхности Земли, чем на других орбитах. Однако количество точек стояния спутников на геостационарной орбите ограничено — их около 180. Помимо очистки геостационарной орбиты, важное значение имеет удаление космического мусора в окрестностях МКС, так как станция является дорогостоящей и очень уязвимой.

Космический мусор: карты и модели

Чтобы убедиться, что наша планета окружена мусором, не надо лететь в космос. Ученые смоделировали то, как выглядят околоземные орбиты. Один из таких сайтов — «Гид в мире космоса». Карта показывает соотношение работающих спутников к тем, которые уже стали мусором.

Видео от Европейского космического агентства демонстрирует, насколько много мусора находится вокруг Земли. В начале модель показывает обломки больше 1 м, а в самом конце — количество космических объектов от 1 мм:

Обновлено 16.11.2021

Текст

Евгений Аниськов

Космический мусор вокруг Земли | Мусор в космосе | Синдром Кесслера | Загрязнение космоса

С начала космической эры в 1950-х, мы заполняем космос ракетами, спутниками и мусором. Однажды нам придется встретиться с последствиями. Что нас ждет и можем ли мы прекратить загрязнять космос? Давайте выясним.

Содержание

• Что такое космический мусор?
• Сколько в космосе мусора?
  • Рост космического мусора в цифрах
• Откуда берется космический мусор?
• Чем опасен космический мусор?
  • Синдром Кесслера
• Столкновения с космическим мусором
  • Столкновения космического мусора с МКС
  • Столкновение космического мусора с Луной
  • Падение космического мусора на Землю
• Как решить проблему с космическим мусором?
• Карта космического мусора

Что такое космический мусор?

Космический мусор — это ненужные объекты и материалы оставленные людьми в космосе, вроде обломков вышедших из строя спутников. Вот примеры космического мусора найденного в космосе:

• Ступени ракет;
• Гайки и болты;
• Кусочки слезшей краски;
• Перчатка;
• Одеяло;
• Зубная щетка;
• Плоскогубцы;
• Сумка для инструментов.

В основном под космическим мусором подразумеваются объекты на орбите Земли, но люди умудряются оставлять мусор повсюду — например, на Луне.

Сколько в космосе мусора?

По данным на август 2022 года, Европейское космическое агентство сообщило о 31 870 фрагментах космического мусора, постоянно отслеживаемых Сетью Космического Наблюдения. Но не весь космический мусор можно отследить или внести в каталог. Наши системы наблюдения могут засечь только объекты размером более 10 см на низкой околоземной орбите и более 1 м на геостационарной орбите. На основе статистических моделей можно сделать вывод, что в космосе сейчас находится примерно 131 миллион фрагментов не отслеживаемого мусора (большинство из них размером от 1 мм до 1 см).

Рост космического мусора в цифрах

Количество отслеживаемых объектов на орбите Земли увеличивалось в течение последних нескольких десятилетий. Вот приблизительные данные на основе отчета IAA.

• 1993 г.: 7 700 объектов
• 2001 г.: 8 700 объектов
• 2005 г.: 10 300 объектов
• 2013 г.: 16 600 объектов
• 2016 г.: 17 700 объектов
• 2022 г.: 31 870 объектов

Откуда берется космический мусор?

Космический мусор — это результат запуска людьми ракет и спутников в космос. При запуске ракет ускорители, обтекатели, промежуточные ступени и другие объекты остаются на орбите Земли. Срок жизни спутников ограничен и в итоге они перестают функционировать, превращаясь в куски металла плавающие в космосе. Астронавты теряют в космосе вещи — например, свои инструменты во время починки аппаратов.

Частично космический мусор появляется в результате столкновения спутников. При столкновении они могут разбиться на тысячи обломков, создавая новый мусор. К тому же США, Индия, Китай и Россия взрывали собственные спутники с помощью противоспутникового оружия — из-за этого тоже возникло множество новых обломков.

Чем опасен космический мусор?

Сейчас самая большая угроза от космического мусора — это потенциальный ущерб действующим спутникам на орбите и МКС. При этом прогнозы о его возможном вреде для освоения космоса пока расходятся.

Количество космического мусора растет в основном на низкой околоземной орбите. Человечество постоянно увеличивает число спутников там, из-за чего так же растет и вероятность столкновений. Чтобы избежать столкновения, спутникам приходится уходить с траектории движения обломков. Ежегодно все спутники, включая МКС, совершают сотни маневров, чтобы избежать столкновений.

Некоторые источники утверждают, что растущее количество объектов затруднит любые манипуляции на орбите и сделает их более дорогостоящими. Спутникам придется совершать больше маневров, что сделает их более сложными в управлении. Им также потребуется дополнительное топливо для таких маневров и, возможно, “щиты” для защиты от космического мусора.

Другие исследователи считают, что после 2055 года космический мусор станет серьезной проблемой и сделает освоение космоса в будущем практически невозможным. По их мнению, количество обломков на низкой околоземной орбите вырастет настолько, что меры направленные на их уменьшение, окажутся бесполезными.

Синдром Кесслера

Синдром (эффект) Кесслера — это теоретический сценарий, при котором на земной орбите окажется слишком много космического мусора, что приведет к более частым столкновениям и появлению еще большего количества обломков. Следовательно вероятность будущих столкновений вырастет. В конечном итоге это приведет к тому, что орбита Земли станет непригодной для практического использования. Некое воплощение этой теории можно увидеть в фильме “Гравитация”. Синдром Кесслера назван в честь ученого НАСА, Дональда Кесслера, который предложил эту идею в 1978 году.

Столкновения с космическим мусором

Теперь, когда мы знаем теоретическую часть, давайте рассмотрим реальные случаи столкновения космического мусора с другими объектами в космосе и падения обломков на поверхность нашей планеты.

Столкновения космического мусора с МКС

С 1999 года Международная космическая станция более 25 раз меняла направление движения, чтобы избежать столкновений с космическим мусором. Однако, это не помогло МКС остаться полностью невредимой. К 2019 году было зарегистрировано более 1 400 случаев столкновения МКС с метеороидами и космическим мусором. В результате пострадали солнечные батареи, иллюминаторы российского и американского сегментов, радиаторы и другие части станции.

Столкновение космического мусора с Луной

В 2022 году фрагмент космического мусора впервые врезался в лунную поверхность. Верхняя ступень предположительно китайской ракеты, запущенной в 2014 году, упала на обратную сторону Луны 4 марта 2022 года. Никто не наблюдал за столкновением, но, согласно рассчетам, часть ракеты упала рядом с кратером Герцшпрунг и должна была оставить после себя кратер диаметром около 20 м.

Падение космического мусора на Землю

Несмотря на то, что большая часть космического мусора сгорает в атмосфере, обломки космических аппаратов неоднократно падали на поверхность Земли. Однако никакого значительно вреда они не принесли. Вот несколько примеров:

• Один из самых ранних зарегистрированных случаев произошел 5 сентября 1962 года, когда фрагмент Спутника-4 упал в округе Манитовок в штате Висконсин. Размер фрагмента составлял 0,15 м, а вес — 9,5 кг.
• Первым человеком, пострадавшим от (почти) прямого попадания космического мусора стал 6-летний мальчик из Китая по имени У Цзе в 2002 году. 10-килограммовый кусок алюминия, оставшийся после запуска спутника Цзыюань-2B, упал на дерево, под которым играл мальчик. У Цзе получил перелом пальца на ноге и шишку на лбу.
• 31 июля 2022 года основная ступень ракеты Чанчжэн-5B совершила неконтролируемый вход в атмосферу над Индонезией и Малайзией. Никто не пострадал.

Как решить проблему с космическим мусором?

Обычно космический мусор находится на орбите Земли пока не войдет в атмосферу и не сгорит в ней. Однако то, через сколько это произойдет, зависит от высоты оъекта. Например, космический мусор ниже 600 км войдет в атмосферу после нескольких лет. Обломки на высоте 800 км могут кружить вокруг Земли веками; выше 1 000 км — продолжать вращаться вокруг нашей планеты на протяжении нескольких тысяч лет.

Но мы не можем просто прекратить запускать объекты в космос, чтобы очистить его от мусора. На орбите Земли уже так много всего, что даже без новых запусков, мусор будет множиться, сталкиваясь друг с другом. Согласно вычислениям, только количество объектов диаметром от 10 до 20 см увеличится в 3,2 раза.

Очевидно, что мы не можем ждать, пока весь космический мусор просто исчезнет. Сейчас компании разрабатывают новые проекты по утилизации вышедших из строя спутников — для этого их нужно притянуть обратно в атмосферу, где обломки сгорят. Такие проекты очень креативны и включают в себя использование гарпунов, сетей, магнитов и даже лазеров!

Первая миссия по утилизации космического мусора запланирована на 2025 год. ЕКА собирается запустить на орбиту аппарат, который уберет фрагмент обломка под названием Vespa. Согласно плану, четырехрукий аппарат приблизится к Vespa, захватит его и притянет обратно в атмосферу, где они оба сгорят. Эта миссия обойдется в 120 миллионов евро.

Еще один, более реалистичный и менее дорогостоящий способ по утилизации мусора — это не оставлять на орбите объекты вышедшие из эксплуатации. Существуют международные принципы предписанные Комитетом по координации космического мусора.

Карта космического мусора

Вы можете самостоятельно отслеживать космический мусор. Используйте карту космического мусора, которая показывает 3D модель Земли со всеми спутниками на ее орбите (включая обломки и неактивные спутники). Или скачайте приложение Satellite Tracker, которое помогает отслеживать некоторые обломки космических аппаратов. Вы можете найти их в разделе “Космический мусор” нажав на иконку спутника в правом верхнем углу на главном экране приложения. Также большинство обломков имеют подпись “DEB” (от англ. debris — обломки) в конце названия.

Подводим итог: Космический мусор — это искусственные объекты оставленные людьми в космосе. Объекты бывают разными — от неактивного спутника до зубной щетки. Если люди продолжат засорять орбиту Земли, в худшем случае, исследование космоса станет невозможным. Ученые по всему миру уже ищут решение этой проблемы.

Отходы отсюда: космический мусор уберёт с орбиты российский спутник-буксир | Статьи

Российские ученые предложили свое решение проблемы космического мусора. Ученые создают спутник, который сможет увести крупногабаритные отходы типа последних ступеней ракет с высоты наиболее используемых орбит. Предполагается, что устройство либо направит мусор на высоту более 3–5 тыс. км от Земли, либо столкнет его ниже, чтобы он сгорел в атмосфере. С помощью такого аппарата можно было бы расчищать траектории движения МКС, находящейся на высоте 350 км, и спутников на геостационарной орбите. В ближайшие годы ситуация с космическими отходами может стать критической и решать проблему действительно нужно, подчеркнули эксперты. По их словам, значительно повредить ту же МКС и более мелкие аппараты может даже небольшой мусор размером с теннисный мяч.

На подхвате

В Омском государственном техническом университете создают особый спутник, который сможет увести крупногабаритный космический мусор с высоты наиболее используемых орбит до 2 тыс. км. Согласно задумке, устройство будет или выталкивать отходы на высоту более 3–5 тыс. км от Земли, или сбивать их ниже, чтобы они сгорели в атмосфере.

Ученые ориентируются на работу с более или менее крупными объектами — это, например, разгонные блоки и фрагменты спутников после взрыва или столкновений. Размер объектов, с которыми сможет справиться проектируемый аппарат, составит до 2–3 м в диаметре и до 5 м высотой.

Для захвата космического мусора спутник будет оснащен роботом-манипулятором. Также разработчики думают о применении сети — такой вариант уже отрабатывают японские специалисты для некоторых военных дронов.

Фото: Global Look Press/ZUMA Press/NASA

Фотография космического пространства вокруг Земли с МКС

— Есть два варианта очистки орбиты от опасного мусора. Согласно первому, буксир будет уводить обломки далеко от Земли — на расстояние 5–6 тыс. км. Там еще нет и в ближайшее время не появится никаких нужных людям искусственных объектов, — рассказал «Известиям» профессор кафедры «Авиа- и ракетостроение» Омского государственного технического университета Валерий Трушляков. — Второй вариант заключается в том, что аппарат будет сталкивать обломки вниз, где они сгорят в атмосфере. Выбор будет зависеть от размера самого мусора и возможностей аппарата.

Сейчас в космосе находится почти около 34 тыс. частиц размером более 10 см. Конечно, все их последовательно убирать смысла не имеет, зато можно, по крайней мере, избавиться от представляющих угрозу для МКС обломков или важных объектов на геостационарной орбите.

Спутник-мусорщик будет размером около метра в диаметре. Запускать его на орбиту предполагается с помощью ракеты-носителя «Ангара», сообщили авторы проекта. Однако бороздить просторы космоса спутник будет с помощью собственного двигателя, основой топлива будет служить перекись водорода.

Ученые намерены обеспечить аппарат искусственным интеллектом, чтобы он смог действовать самостоятельно. Однако должна сохраняться и возможность управлять им извне, чтобы эти два режима можно было чередовать в зависимости от выполняемой задачи.

— Например, захватывать объекты спутник в идеале должен в автономном режиме, как сейчас стыкуются корабли с МКС, — считает Валерий Трушляков. — Сейчас уже существует каталог потенциально опасных объектов, и после запуска буксира можно будет начинать работать по этому списку.

Захвати и забудь

Фото: NASA

Мелочь — не мелочь

Крупный мусор представляет опасность для космических объектов, и разбираться с ним необходимо начать в ближайшее время, оценил актуальность разработки член Совета РАН по космосу, генеральный директор «СР климатическая мониторинговая система» (входит в Success Rockets) Валентин Уваров. Так, последнее сообщение об угрозе столкновения МКС с космическими отходами поступало в ноябре. Тогда экипаж укрылся в кораблях «Союз» и Crew Dragon, но ЧП в итоге не произошло. В других ситуациях такого рода приходилось менять орбиту МКС, чтобы избегать столкновений. Главный конструктор Системы контроля космического пространства Виталий Горючкин ранее заявлял, что в ближайшие 10 лет ситуация с космическим мусором может стать критической.

— Отправлять его на орбиту захоронения или направлять так, чтобы он сгорал в атмосфере, — задумка прекрасная. Однако вероятность столкновения крупных объектов, таких как верхние ступени ракеты спутниками или МКС, которая может сделать маневр уклонения, не так велика. В то время как даже небольшой мусор, размером с теннисный мяч, может причинить значительный вред космическим аппаратам. Поэтому возникает закономерный вопрос: кто купит этот аппарат? Если же целью этого уборщика мусора будет работа по очистке мусора на основе коллективного договора от мыслящих стран, то тогда это будет жизнеспособный бизнес, — прокомментировал Валентин Уваров.

В мире есть и другие проекты по борьбе с космическим мусором. Например, основатель SpaceX Илон Маск летом сообщал, что компания сможет решить проблему при помощи оборудования корабля Starship. Суть решения заключалась в том, что ракета должна была «пережевывать» космический мусор при помощи дверей головного обтекателя.

Захвати и забудь

Космический корабль SpaceX Starship

Фото: Global Look Press/SpaceX

— Прорабатывается несколько технических подходов по очистке околоземного космического пространства, — добавил член-корреспондент РАН, научный руководитель Института астрономии РАН, председатель экспертной группы по космическим угрозам при Совете РАН по космосу, профессор Борис Шустов. — Один из них — это буксиры, и их как раз рационально применять для крупных аппаратов. Хотелось бы заметить: выводить объект с низкой околоземной орбиты на высокую орбиту захоронения довольно накладно, энергетически выгоднее снижать высоту орбиты, чтобы объект сгорел в атмосфере.

Сейчас проект российских ученых находится на стадии включения в Федеральную космическую программу. По словам разработчиков, при выделении нужных средств готовый к запуску на орбиту прототип можно будет создать в течение четырех лет.

Космический мусор: кто уберется на орбите?

Фото: canva

Сколько космического мусора сейчас на орбите? 

О проблеме космического мусора впервые заговорили еще в 60-е годы, когда освоение космоса было новой темой. В 1971 году была принята Конвенция ООН о международной ответственности за ущерб, причиненный космическими объектами, а в 1999-м был опубликован Технический доклад о космическом мусоре Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях. В документе говорилось о том, что засоренность космического пространства может быть источником опасности для действующей техники на околоземной орбите, а в отдельных случаях — и для природных и техногенных объектов на Земле.

• 128 млн кусков мусора размером более 1 мм и 34 тыс. обломков размером более 10 см находится в ближнем космосе на данный момент

По подсчетам ученых, сейчас в космосе находится почти 128 млн кусков мусора размером более 1 мм и 34 тыс. обломков размером более 10 см. А частиц до 1 миллиметра в диаметре насчитываются уже триллионы. Раньше задача их обнаружения вообще казалась фактически невозможной, но с лета 2021 года благодаря радару, созданному американскими учеными, микрочастицы мусора стало возможно отслеживать в режиме реального времени.

Среди крупных объектов — пришедшие в негодность (в том числе вышедшие из строя из-за столкновений с космическим мусором) искусственные спутники Земли и их фрагменты, а также ступени ракет-носителей. Около 26 тысяч объектов отслеживается на интерактивной карте AstriaGraph, созданной учеными из Университета Техаса, и все они попали в околоземное пространство всего за 60 лет.

Скрин карты космического мусора AstriaGraph

В чем опасность космической свалки? 

Скорость крупных частиц может достигать 14 км/с, что делает их опасными для космических кораблей, аппаратов и орбитальных станций. Для повреждения противометеоритных защит достаточно даже столкновения с частицами менее 1 см, а после встречи с объектом от 10 см в диаметре искусственные космические объекты уничтожаются практически всегда. В мае 2016 года частица космического мусора размером всего в сотые доли миллиметра оставила на МКС 7-миллиметровый скол. С тех пор станция регулярно меняет свою орбиту во избежание трагических последствий.

Буквально недавно, в ноябре 2021 года, экипаж МКС подвергался угрозе столкновения с космическим мусором: за ситуацией следили эксперты NASA и Роскосмоса. В ночь на 12 ноября фрагмент китайского метеоспутника Fengyun-1C должен был оказаться в 600 метрах от МКС, и во избежание катастрофы орбиту станции подняли на 1200 метров, а экипаж укрылся в космических кораблях. Три дня спустя стало ясно, что столкновения удалось избежать, но гарантий, что ситуация не повторится, дать никто не может. По мнению экспертов, с каждым годом риск возникновения критической ситуации только растет.  

Фото: NASA

Еще одно существенное неудобство, связанное с космическим мусором — световое загрязнение космоса, мешающее исследованиям астрономов. Иногда ученые принимают свет от техногенных объектов за вспышки в далеких галактиках, а искусственные спутники, включая высокотехнологичные SpaceX, делают наблюдения за космосом невозможными, ухудшая обзор телескопов.

Часть космического мусора падает на Землю: по подсчетам специалистов, это порядка 150 тонн ежегодно. Для отработанных космических кораблей, не сгоревших в атмосфере, существует кладбище в южной части Тихого океана, в 4000 километрах от побережья Новой Зеландии. Несмотря на то, что морская фауна в этом месте традиционно считается бедной, всегда существует риск столкновения космического объекта с морскими животными. Пока эксперты считают вероятность таких событий достаточно низкой, но с ростом числа захороненных объектов растут и риски для Мирового океана и его обитателей. В целом, считается, что для поверхности Земли, для людей, а также флоры, фауны и наземной инфраструктуры опасность столкновения с космическим мусором не очень велика благодаря защите атмосферы, но опять же: со временем ситуация может усугубиться из-за увеличения количества обломков на орбите.  

Еще одна серьезная опасность — это захоронения военно-космической техники с ядерными установками на высоте от 650 до 1000 км, вопрос утилизации которых также никак не решен. В случае падения такого объекта на Землю последствия могут быть серьезными, вплоть до масштабной катастрофы с эвакуацией населения.

Определенную угрозу представляют и выхлопные газы от вышедших из строя космических кораблей, которые скапливаются на геостационарной орбите над экватором (поясе Кларка). Эта орбита наиболее удобна для запуска новых спутников, поэтому ее очистка становится задачей глобального масштаба. 

Эксперты предупреждают: рост количества мусора в космосе может привести к катастрофическим последствиям. Однажды его может стать так много, что Земля окажется окружена кольцом, похожим на кольцо Сатурна. Только состоять оно будет из вышедших из строя техногенных объектов и их обломков и мешать траекториям полета действующей техники. Если так пойдет дальше, то человечество больше не сможет запускать искусственные спутники. 

Время собирать мусор

«Ситуацию с мусором в космосе отчасти можно сравнить с ситуацией с мусором на Земле, — считает член Совета РАН по космосу Валентин Уваров. — И ту, и другую проблему нельзя решить частично: нельзя же, например, бороться с мусором на Земле, собирая только бумагу или только бутылки. И там, и там нужно действовать системно».

В целом, по мнению экспертов, проблему космического мусора можно разложить на две важные составляющие. Первая: необходимость прекратить рост объемов космического мусора. Для этого при запуске новых аппаратов нужно предусмотреть возможность их сгорания в атмосфере или выведения на орбиту захоронения, что требует многостороннего соглашения на международном уровне.  

«По законам большинства стран мира, владелец пришедшего в негодность автомобиля не может бросить его на улице, он обязан отправить его на утилизацию. Для космической техники такой нормы нет, и неплохо было бы ее создать», — отмечает Уваров. 

Вторая проблема состоит в том, как поступать с уже вышедшими из строя искусственными объектами в космосе. Эксперт РАН полагает, что для этого потребуется специальная международная организация, действующая в интересах трех ведущих космических держав — США, России и Китая. Она должна быть политически нейтральной (аналогично Красному Кресту), так как на околоземной орбите остаются вышедшие из строя аппараты, которые использовались в секретных целях.

Фото: SpaceX

«Важно не реализовывать политические амбиции той или иной страны, а решать задачу по уборке мусора, — говорит Уваров. — Сейчас для многих вопросов не проработаны правовые нормы: нет четкого понятия безопасного сближения, хотя в космосе находятся миллионы объектов, нет правил регулирования воздушного движения».  

Космические роботы-уборщики

Последнее время инженеры из разных стран мира предлагают все больше решений для борьбы с космическим мусором. В 2016-17 годах устройства для уборки мусора за пределами Земли анонсировали российские и японские специалисты.

А в 2018 году Россия объявила о строительстве станции слежения за космическим мусором в Чили, но в феврале 2021 года работы были заморожены. Тогда же ученые из России, Франции, Японии и Италии думали о применении лазерных технологий для очистки космоса. В 2019-м году Европа анонсировала разработку сборщика космического мусора к 2025 году, а в 2020-21 годах о тематических проектах говорили представители российских, японских и американских компаний, включая сооснователя Apple Стива Возняка. Но системного решения этой проблемы на международном уровне пока не существует.

• Проект аппарата для очистки орбиты от мусора, разработанный Европейским космическим агенством. Фото: ESA
• Проект робота-уборщика космоса, разработанный Федеральной политехнической школой Лозанны. Фото: EPFL

Какой должна быть космическая индустрия будущего, чтобы было меньше мусора? Уже очевидно, что нам необходимы правила утилизации и использования космических аппаратов, которые выводятся из строя. На Земле сейчас используются многоразовые контейнеры для перевозки грузов, которые рано или поздно утилизируются, но лишь после многократного использования. Правила использования средств доставки должны быть аналогичными и в космосе. Космос — тоже часть окружающей среды, и выбрасывать там можно только то, что мы точно не можем утилизировать: дело за техническим прогрессом и законодательной базой.

Свалка на орбите: почему космический мусор становится все опаснее

Миллионы рукотворных обломков угрожают работе спутников и МКС, но за последние годы появились технологии, которые позволят провести генеральную уборку околоземного пространства

29 апреля ракета-носитель «Чанчжэн-5B» (она же Long March 5B) вывела на орбиту базовый блок новой китайской орбитальной станции. Но затем произошло непредвиденное. Вторая ступень ракеты массой в несколько сотен килограммов стала снижаться по нерасчетной траектории. Управлять ею было невозможно — на борту просто не было подходящих систем.

Специалисты могли только предполагать, где объект войдет в атмосферу и долетят ли раскаленные обломки до поверхности Земли. Радары «Роскосмоса» и NASA непрерывно следили за падающим блоком ракеты, но никакой возможности повлиять на ситуацию не было. 9 мая злополучная ступень сгорела над Индийским океаном. Но всегда ли будет так везти?

Замусоренная Вселенная

В учебниках географии середины XX века писалось, что ресурсы Мирового океана практически неисчерпаемы. Вряд ли кому-то приходило в голову, что пластиковые бутылки или одноразовые зажигалки могут стать проблемой для необозримых водных просторов. А сегодня в северной части Тихого океана можно полюбоваться целым континентом мусора, раскинувшимся на сотни тысяч квадратных километров. Осваивая безграничные, казалось бы, орбитальные пространства, человечество снова недооценило свою способность пачкать и засорять.

Космическим мусором считаются любые рукотворные космические объекты, уже не служащие никакой полезной цели. Самые большие из них — отслужившие свой срок многотонные спутники. Самые миниатюрные — кусочки краски, отколотые от космических аппаратов микрометеоритами.

Все фрагменты космического мусора в околоземном пространстве размером более 10 сантиметров отслеживаются и заносятся в каталоги. Объекты с габаритами в несколько сантиметров или хотя бы миллиметров тоже могут быть замечены радарами, но полного их перечня не существует, только статистические оценки.

По подсчетам экспертов NASA, у нас над головой кружит 23 000 фрагментов космического мусора размером более десяти сантиметров, 500 000 — от одного до десяти сантиметров и 100 млн — от одного миллиметра до сантиметра. Общая масса этой космической свалки превышает 8000 тонн.

Регулировщик на орбите: как стартап из Калифорнии предотвращает космические ДТП

Под ударом из космоса

Уже полвека фрагменты космического мусора размером более 10 см входят в атмосферу Земли каждый день. Почти всегда они при этом полностью сгорают. Лишь крупные спутники, космические корабли и орбитальные станции достаточно массивны, чтобы часть раскаленных обломков достигла поверхности планеты. Их траектории просчитывают заранее, чтобы эти рукотворные метеориты падали на так называемом кладбище космических кораблей. Оно находится в удаленном от берегов и закрытом для судоходства районе Тихого океана. Именно там нашли свой последний приют многие орбитальные станции, в том числе прославленный «Мир» и космические грузовики, загруженные отходами жизнедеятельности космонавтов. Здесь же в свое время упокоятся и остатки МКС.

Правда, иногда возникает нештатная ситуация, и аппарат снижается по нерасчетной траектории. Так и случилось с верхней ступенью «Чанчжэн-5B», а до этого — с первой китайской орбитальной станцией «Тяньгун-1». В этом случае обломки теоретически могут упасть куда угодно.

Остатки «Тяньгун-1» в 2018 году рухнули в океан, но такие инциденты случались и над сушей. В 1979 году в Австралии упали фрагменты принадлежащей США орбитальной станции Skylab, в 1991 году в Аргентине — советской станции «Салют-7». Однако и тогда человечество отделалось легким испугом.

Дело в том, что большая часть поверхности планеты совершенно безлюдна: 70% ее покрыто водой, более 20% составляют пустыни, включая полярные, а есть еще тундра, горы, тайга… Крайне маловероятно, чтобы космический гость, будь он творением человека или природы, упал так неудачно, чтобы причинить кому-либо вред. Поэтому неудивительно, что космический мусор еще ни разу не привел к человеческим жертвам.

Правда, в 2007 году обломок сошедшего с орбиты российского спутника едва разминулся с самолетом. Впрочем, авиакомпания была предупреждена о месте и времени предполагаемого падения еще за две недели до этого происшествия.

Что до материального ущерба, то самый серьезный инцидент был связан с советским спутником «Космос-954». В 1978 году контроль над аппаратом был внезапно потерян, и операторы не смогли предотвратить падение. Дождь обломков над безлюдными просторами Северной Канады обошелся бы без последствий, не будь «Космос-954» оборудован ядерным реактором. Операция по ликвидации радиоактивного загрязнения растянулась на много месяцев. Канада предъявила СССР счет на более чем 6 млн канадских долларов, из которых было выплачено 3 млн.

Итак, опасности получить удар по голове каким-нибудь болтом от спутника практически нет. И даже если произойдет инцидент, он вряд ли затронет населенные территории.

Привет из зазеркалья: есть ли в космосе антизвезды

Выжить на орбите

А вот ситуация с безопасностью самих космических аппаратов далеко не так безоблачна. Известно как минимум о трех случаях столкновения спутников с космическим мусором, после чего они были выведены из строя. Поскольку количество запускаемых спутников непрерывно растет, эти происшествия вряд ли были последними.

Самое нашумевшее орбитальное ДТП произошло в 2009 году, когда в действовавший спутник связи Iridium 33 врезался нефункционирующий аппарат «Космос-2251». В результате оба объекта разлетелись на множество обломков.

Дело в том, что как действующие спутники, так и космический мусор движутся по низкой околоземной орбите со скоростью 7–8 км/с, то есть в несколько раз быстрее пули. При этом даже миллиметровый обломок металла превращается в убийственный снаряд.

Подобные происшествия угрожают и космонавтам. Примерно раз в год орбиту МКС приходится менять, чтобы избежать столкновения с очередным фрагментом мусора.

Беззащитные перед космосом: десятиметровый астероид прошел над Землей незамеченным ниже МКС

Там, где не сорят

Сегодня космические агентства России, США, Китая, Японии и Франции, а также Европейское космическое агентство (ЕSА) официально придерживаются принципов, которые кратко можно выразить так: «Мы больше не будем захламлять космос». При ООН существует Межагентский координационный комитет по космическому мусору — своего рода площадка для координации усилий разных игроков.

Правда, реальные действия некоторых космических держав не всегда соответствуют благозвучным декларациям. Так, в 2007 году Китай испытал противоспутниковое оружие на собственном выведенном из эксплуатации метеоспутнике Fengyun-1C. Аппарат разрушился на тысячи фрагментов, пополнивших собой «орбитальную свалку».

Как же человечество борется с превращением в космический мусор спутников, которые, кстати, запускаются сотнями в год? Есть две стратегии — для низкой околоземной орбиты и для высокой геостационарной.

Околоземные спутники после окончания эксплуатации переводятся на низкие «самоубийственные» орбиты. Заметим, что даже на высоте 600 км остатки воздуха достаточно сильно тормозят аппарат, чтобы всего через несколько лет он вошел в плотные слои атмосферы и сгорел. Такая судьба давно постигла бы и МКС, находящуюся в 400 км над Землей, если бы ее орбиту регулярно не поднимали. Однако большая часть обломков кружит на высоте 750–1000 км, а здесь объект может существовать веками и тысячелетиями. Так что важно вовремя спустить спутник пониже, чтобы он не провел эти века в качестве мусора.

Совсем по-другому борются с засорением геостационарной орбиты, расположенной в 36 000 км над Землей. Это слишком далеко, чтобы аппараты проделывали обратный путь до Земли ради очистительного огня атмосферы. Поэтому обычно их просто уводят на так называемую орбиту-кладбище. Она неудобна для работающих спутников, поэтому на ней и складируют будущий космический мусор.

Искатель жизни: чем уникальна новая марсианская миссия

В космос со шваброй

Однако перестать сорить — только полдела. Многие эксперты уверены, что количество космического мусора будет расти как снежный ком, даже если человечество больше не выведет на орбиту ни одного аппарата. Ведь каждый новый обломок, порожденный очередным космическим столкновением, в свою очередь превращается в «пушечное ядро» и может стать участником новых столкновений.

Это значит, что в космосе необходима уборка. И чем раньше мы сведем с востребованных орбит отслужившие свое спутники, тем меньше у нас будет проблем с нарастающей лавиной обломков.

Разрабатывается множество проектов по уборке космического мусора. Впрочем, основных подходов к устройству космического веника всего два. Во-первых, можно тормозить фрагменты мусора лучом лазера или струей плазмы. Тогда они потеряют скорость, перейдут на более низкую орбиту и сгорят в атмосфере. Правда, подобные технологии пока испытывались только в земных лабораториях. Во-вторых, аппарат-уборщик может прикрепляться к отработавшим спутникам и сходить с орбиты вместе с ними. Этакое самопожертвование ради чистоты космоса.

Между прочим, некоторые технологии механического захвата мусора уже прошли первые испытания на орбите. В 2018 году спутник RemoveDEBRIS, разработанный в Университете Суррея и запущенный астронавтами с МКС, поочередно опробовал два способа ловли космического мусора. Он успешно зацепил его гарпуном и поймал сетью. Правда, в этих тестах использовались специально выпущенные в космос объекты. Испытания на реальном космическом мусоре — дело будущего.

RemoveDEBRIS — это исследовательский проект, но космическая уборка уже стала предметом коммерции. Первым в истории контрактом на удаление космического мусора стал договор между Европейским космическим агентством и швейцарским стартапом ClearSpace. Исполнитель обязался разработать и построить робота-уборщика ClearSpace-1, который должен быть запущен в 2025 году. Цель этой пробной миссии — сжечь в атмосфере Земли один-единственный фрагмент космического мусора. Эта честь выпала отработанному элементу ракеты Vega, запущенной в 2013 году. Он представляет собой стокилограммовый полый конус, обращающийся вокруг Земли на высоте около 800 км.

Планируется, что ClearSpace-1 захватит «жертву» четырьмя манипуляторами. Крепко сцепившись с ней, чистильщик-камикадзе возьмет курс на самоуничтожение в атмосфере Земли.

Заметим, что ЕSА собирается заплатить за эту услугу €86,2 млн. Эта сумма сравнима со стоимостью запуска на орбиту нового спутника. Вот уж поистине королевский гонорар для любой уборщицы.

Вселенную лихорадит: температура космоса выросла в несколько раз и чем это может грозить

Покончить с расточительностью

Есть и еще один аспект проблемы. Спутники приходится запускать так часто, потому что до сих пор на орбите невозможны ни их дозаправка, ни сколь угодно мелкий ремонт. Немыслимо бросить автомобиль и купить новый, если у него просто закончился бензин или пробита шина. Но с космическими аппаратами стоимостью в сотни миллионов долларов поступают именно так. Само собой, эти брошенные спутники превращаются в космический мусор, а вслед за ними приходят новые, чтобы уже через 10–15 лет тоже пополнить собой космическую свалку.

Ситуация начала меняться с запуском проекта Mission extension vehicle (MEV), реализуемого Northrop Grumman Corporation и ее дочерней компанией SpaceLogistics LLC. Обычно спутники выводятся из эксплуатации не потому, что бортовые системы вышли из строя, а после завершения запасов топлива — нельзя корректировать орбиту и поддерживать нужную ориентацию в пространстве. Аппарат MEV стыкуется с таким спутником и берет эти функции на себя, фактически играя роль буксира. Это позволяет эксплуатировать спутник еще несколько лет, отсрочив его превращение в космический мусор. А после завершения миссии MEV может увести подопечного на орбиту-кладбище, где его разрушение не будет никому угрожать.

У Northrop Grumman есть контракт с телекоммуникационным гигантом Intelsat, под управлением которого находится 50 спутников связи на геостационарной орбите. На сегодняшний день аппараты серии MEV успешно продлили эксплуатацию уже двух спутников. Первая стыковка состоялась 25 февраля 2020 года. Она стала не только первым случаем продления жизни спутника, исчерпавшего топливо, но и вообще первой стыковкой коммерческих космических аппаратов. Вторая «спасательная операция» состоялась 12 апреля 2021-го.

MEV не позиционируется как уборщик мусора, его дело — продлевать эксплуатацию действующих аппаратов. Но, по заявлениям разработчиков, он может стыковаться со спутниками всех основных типов. А значит, теоретически его можно использовать и в качестве чистильщика.

Продление работы существующих спутников, заблаговременное сведение их с орбиты и уборка уже существующего мусора — три кита, на которых должна опираться чистота околоземного пространства. На этом пути еще многое предстоит сделать. Но шаг за шагом в космос приходит земной подход к экологии и логистике. Возможно, именно в этом и состоит настоящее освоение космического пространства.

Мнение редакции может не совпадать с позицией автора

Космические деньги: почему бизнесмены инвестируют в безвоздушное пространство

8 фото

Южный федеральный университет | Пресс-центр: Точка зрения: Космический мусор

Август в народе считается месяцем «звездопадов». Оказывается, каждый год метеорный поток Персеиды пролетает на близком расстоянии от Земли и проявляет наибольшую активность с 5 по 20 августа.

Его видно невооружённым глазом, и многие ждут этого события, чтобы без специальной техники увидеть падающие метеориты. А что, если мы не всегда видим именно метеориты? В последние годы всё чаще стали говорить о космическом мусоре, который уже заставляет спутники и космические станции менять свои орбиты. О том, насколько он опасен, можно ли его убирать и существуют ли какие-либо законы на эту тему, рассказали эксперты ЮФУ.

Инженер о космическом мусоре и возможности уборки в космосе

Антон Болдырев, директор ИРТСУ ЮФУ, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики ТТИ ЮФУ, рассказал о том, что такое космический мусор, какие от него существуют меры защиты и как его можно убирать.

Эксперт объяснил, что космический мусор — это объекты искусственного происхождения. Ими могут быть и отслужившие свой срок космические аппараты, и миниатюрные обломки, и даже кусочки краски.

«Объекты больше 10 см в состоянии вывести аппарат из строя, серьёзно повредить солнечные батареи, антенны, поэтому они отслеживаются и заносятся в каталоги специальными комитетами США, Европы и России», — отметил Антон Болдырев.  

Спикер также рассказал, что эффективных мер защиты от космического мусора размером более 1 см практически нет, однако корпуса МКС и «Мира» специально делались многослойными, чтобы создать так называемую броню.

«Что касается уборки и уничтожения мусора на высотах более 600 км, то здесь учёными рассматриваются и спутники, тормозящие обломки ионными пучками, и испаряющие их лазерным лучом. Тем не менее, это во многом лишь нереализованные проекты. При этом РФ к 2025 году планирует создать «уборщика» мусора, который будет каждые шесть месяцев переводить на орбиту захоронения до десятка объектов», — рассказал директор Института радиотехнических систем и управления ЮФУ Антон Болдырев.

Астрофизик о загрязнении космического пространства

Михаил Невский, заведующий обсерваторией ЮФУ, рассказал о космическом мусоре, о видах отходов, которые могут быть опасны для человека и объяснил, в чём заключается главная проблема, связанная с космическими отходами в наше время.

Эксперт отметил, что загрязнение окружающего нас земного пространства началось с момента запуска Первого искусственного спутника 4 октября 1957 года. Объектами отходов являются последние ступени запускаемых ракет, отработанные контейнеры, защитные обтекатели, сами спутники и их обломки.

«Ряд спутников находится на сравнительно низких орбитах, до 300 км и, вследствие торможения об весьма разреженные остатки атмосферы, тормозятся, опускаются в более плотные слои и, наконец, сгорают, рассыпаясь на мелкие обломки. Но на более высоких орбитах объекты сохраняются весьма продолжительное время, годами. Их орбиты неконтролируемы, подвержены различным гравитационным возмущениям, сталкиваются между собой, порождая при этом целые облака частиц различных размеров», — рассказал Михаил Невский.

Эксперт отметил, что по различным оценкам в сфере лунного радиуса находится несколько миллионов осколков самых различных размеров, от мелких – в несколько сантиметров и до осколков более крупных размеров. На близких расстояниях, около тысячи км, насчитывают несколько десятков тысяч подобных объектов. Для наблюдения за крупными обломками существуют специальные службы.

«Особое внимание уделяется возможности их столкновения с Международной космической станцией. Были случаи, когда по наблюдениям с Земли прогнозировался опасный подход тела к станции и приходилось дать команду на изменение орбиты станции. Большинство таких объектов уже не функционирует, неуправляемы, а их скорости превышают скорость полета винтовочной пули или снаряда», — отметил спикер.

Астрофизик объяснил, что в основном космический мусор представляет опасность для космических аппаратов. Для землян угроза может возникнуть только при условии, если с орбиты сойдёт крупный объект. Однако, такие сходы управляемы: их направляют в отведённое место в Тихом океане и затапливают. Также опасность могут представлять неконтролируемые падения при нештатных запусках ракет с ядовитыми компонентами топлива или ядерными установками.

«Астрономам приходится мириться с крайне неприятным фактом, когда снимок далекой галактики, на который потрачено много усилий, вдруг оказывается перечеркнутым жирной чертой пролетевшего спутника. Особенно вредят в этом случае серии спутников, запускаемые Илоном Маском для обеспечения устойчивым интернетом всей поверхности Земли», — рассказал спикер.

Таких спутников в настоящее время запущено более 5 тысяч, а общее число предполагается довести до 40 тысяч. За наиболее «густонаселёнными областями ведётся постоянный мониторинг, но каталогизировано менее 10 % объектов.

«Экономически пригодных методов очистки окружающего Землю пространства не существует и это остается неразрешимой проблемой настоящего времени и, по крайней мере, ближайшего будущего», — заключил Михаил Невский.

Юрист о правовом статусе космоса и ответственности за его загрязнение

Анна Тарасова, заведующая кафедрой международного права, к.ю.н., рассказала о правовом статусе в космосе, регулировании деятельности государств по его изучению и ответственности за производство отходов в космическом пространстве.

Эксперт в первую очередь отметила международно-правовой статус космического пространства. С момента первого полета человека в космос на международном уровне были закреплены общие принципы деятельности государств в космосе. Так, была принята «Декларация правовых принципов, регулирующих деятельность государств по исследованию и использованию космического пространства» от 1963 года.

«Примечательно, что, согласно данным общепринятым принципам, государства рассматривают космонавтов как посланцев человечества в космос. Таким образом, национальность космонавтов, первооткрывательство небесных тел и освоения космического пространства не должны влиять на международный правовой режим космоса», – отметила Анна Тарасова.

Однако, по словам юриста, декларации в международном праве не имеют обязательной силы. Поэтому на основе её принципов в 1967 году был принят так называемый Договор о космосе. В нем закреплены общие положения о недопустимости загрязнения космического пространства: участники Договора должны избегать загрязнения при изучении и исследовании космического пространства.

Если государство имеет основания полагать, что его деятельность по изучению космоса создаст вредные помехи деятельности других государств, то оно должно провести международные консультации перед началом миссии. Подобные консультации являются единственным международно-правовым механизмом, предусмотренным сегодня на уровне обязательных норм международного права. А специальный международный космический суд для разрешения споров в области освоения космоса и деятельности в космическом пространстве пока не учрежден.

«Развитие технологий освоения исследования космического пространства и небесных тел послужило формированию целой отрасли международного права – международного космического права. И одним из актуальных направлений современного международного космического права выступает проблема космического мусора», – прокомментировала Анна Тарасова.  

Большую роль в развитии международного права в космической отрасли играет Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях (COPUOS). Например, им были разработаны Руководящие принципы по использованию космического пространства в мирных целях по предупреждению образования космического мусора.

Однако данные принципы являются добровольными для исполнения. Тем не менее государства стремятся соблюдать общие положения. Но встречаются и предложения по формированию дифференцированной ответственности государств, учитывая возможности развивающихся стран, наследие космической деятельности основных космических держав за космический мусор, а также сообразно космической деятельности каждого государства.

«Международные акты создаются ввиду того, что проблема космического мусора носит глобальный международный характер, в отличие от проблемы мусора на Земле, где, прежде всего, ее можно разделить по территориальному принципу, определяя ответственность с учетом суверенитета каждого государства над своей территорией.

Развивается частная космическая деятельность (космический туризм, современные услуги спутниковой связи, коммерческие научно-исследовательские полетные миссии), которая напрямую не регламентирована обязательными соглашениями в сфере космоса», – объяснила Анна Тарасова.

В заключение, специалист отметила, что в направлении решения проблемы космического мусора развивается и международное, и национальное право. На международном уровне речь идет преимущественно о мягком праве (рекомендательных актах, общих принципах и т.д.). По мнению юриста, есть ряд перспективных направлений развития международного-правового регулирования космического пространства. Среди них: принятие обязательного международного акта о космическом мусоре, установление принципов ответственности за создание отходов в космосе, установление правил утилизации и использования космических аппаратов, которые выводятся из строя и другие.

Таким образом, проблема загрязнения космического пространства становится все более актуальной в дни, когда полеты в космос превращаются в обыденность. Поэтому очень важно следить за состоянием не только нашей планеты, но и пространства вокруг нее.  

Авторы текста: Даниил Скрягин и Анастасия Дашевская

Что такое космический мусор и почему это проблема?

С начала космической эры в 1950-х годах мы запустили тысячи ракет и отправили на орбиту еще больше спутников. Многие все еще там, и мы сталкиваемся с постоянно растущим риском столкновения по мере того, как мы запускаем больше.

Пока люди исследуют космос, мы также создаем небольшой беспорядок. Вокруг нашей планеты вращаются тысячи мертвых спутников, а также обломки всех ракет, которые мы запускали за эти годы. Однажды это может стать проблемой.

Что такое космический мусор?

Космический мусор или космический мусор — это любое оборудование или мусор, оставленный людьми в космосе.

Это может относиться к большим объектам, таким как мертвые спутники, которые вышли из строя или остались на орбите в конце своей миссии. Это также может относиться к более мелким вещам, таким как обломки или пятна краски, упавшие с ракеты.

На Луне тоже остался некоторый искусственный мусор.

Видео GoPro о том, как ракета отделяется от

Ракеты могут выбрасывать множество мелких обломков, таких как пятна краски, когда они достигают космоса, как показано в этом видео GoPro
 

Сколько там космического мусора?

В настоящее время около 2000 активных спутников вращаются вокруг Земли, а также 3000 мертвых спутников засоряют космос. Более того, существует около 34 000 фрагментов космического мусора размером более 10 сантиметров и миллионы более мелких фрагментов, которые, тем не менее, могут оказаться катастрофическими, если они столкнутся с чем-то еще.

Первый в мире спутник «Спутник-1» был запущен Советским Союзом 4 октября 1957 года. Фото: NSSDC, NASA через Wikimedia Commons.

Как космический мусор попадает в космос?

Весь космический мусор является результатом того, что мы запускаем объекты с Земли, и он остается на орбите, пока не войдет в атмосферу.

Некоторые объекты на более низких орбитах в несколько сотен километров могут быстро вернуться. Они часто возвращаются в атмосферу через несколько лет и по большей части сгорают, поэтому не достигают земли. Но обломки или спутники, оставленные на больших высотах в 36 000 километров, где спутники связи и метеорологические спутники часто размещаются на геостационарных орбитах, могут продолжать вращаться вокруг Земли в течение сотен или даже тысяч лет.

Более 5000 запусков ракет вывели спутники на орбиту с начала космической эры в 1957 году © SpaceX (CC BY-NC 2.0) через Flickr

Некоторый космический мусор возникает в результате столкновений или противоспутниковых испытаний на орбите. Когда два спутника сталкиваются, они могут разбиться на тысячи новых частей, создавая множество новых обломков. Это редкость, но несколько стран, включая США, Китай и Индию, использовали ракеты, чтобы практиковаться в подрыве собственных спутников. Это создает тысячи новых фрагментов опасного мусора.

Какие риски представляет космический мусор для освоения космоса?

К счастью, на данный момент космический мусор не представляет большой опасности для наших исследований. Наибольшую опасность он представляет для других спутников на орбите.

Эти спутники должны уйти с пути всего этого приближающегося космического мусора, чтобы быть уверенными, что они не будут поражены и потенциально повреждены или уничтожены.

Всего на всех спутниках ежегодно выполняются сотни маневров по предотвращению столкновений, в том числе на Международной космической станции (МКС), где живут астронавты.

МКС должна выполнить маневры по предотвращению столкновений, чтобы избежать повреждения космическим мусором. Кредит: НАСА.

К счастью, столкновения случаются редко: китайский спутник распался в марте 2021 года после столкновения. До этого последний спутник, который столкнулся и был уничтожен космическим мусором, был в 2009 году. И когда дело доходит до исследования за пределами земной орбиты, ни один из ограниченного количества космического мусора не представляет проблемы.

Как убрать космический мусор?

Организация Объединенных Наций просит все компании убрать свои спутники с орбиты в течение 25 лет после окончания их миссии. Однако это сложно обеспечить, потому что спутники могут (и часто бывают) выходить из строя. Чтобы решить эту проблему, несколько компаний по всему миру придумали новые решения.

Сюда входит снятие мертвых спутников с орбиты и перетаскивание их обратно в атмосферу, где они сгорят. Способы, которыми мы могли бы сделать это, включают использование гарпуна для захвата спутника, ловлю его в огромной сети, использование магнитов для захвата или даже запуск лазеров для нагрева спутника, увеличивая его атмосферное сопротивление, так что он падает с орбиты.

Миссия RemoveDEBRIS

В 2018 году миссия Surrey Satellite Technology по RemoveDEBRIS практиковалась в захвате спутника гигантской сетью. Посмотрите кадры из команды доставки миссии Surrey Nanosats SSC.
 

Однако эти методы применимы только для крупных спутников, вращающихся вокруг Земли. На самом деле у нас нет возможности собирать более мелкие кусочки мусора, такие как кусочки краски и металла. Нам просто нужно дождаться, когда они естественным образом снова войдут в атмосферу Земли.

Что такое синдром Кесслера?

Эту идею предложил ученый НАСА Дональд Кесслер в 1978 году. Он сказал, что если на орбите будет слишком много космического мусора, это может привести к цепной реакции, когда все больше и больше объектов сталкиваются и создают новый космический мусор в процессе. до точки, где орбита Земли стала непригодной для использования.

Такая ситуация была бы экстремальной, но некоторые эксперты опасаются, что один из вариантов может когда-нибудь стать проблемой, и необходимо принять меры, чтобы этого никогда не произошло. Эта идея также была популяризирована в фильме «Гравитация».

Будет ли космический мусор проблемой в будущем?

Вполне может быть. Несколько компаний планируют создать новые огромные группы спутников, называемые мегасозвездиями, которые будут передавать интернет на Землю. Эти компании, в том числе SpaceX и Amazon, планируют запустить тысячи спутников для обеспечения глобального спутникового интернет-покрытия. В случае успеха на орбите могут находиться еще 50 000 спутников. Это также означает, что потребуется выполнить гораздо больше маневров для предотвращения столкновений.

Спутники SpaceX Starlink входят в число нескольких запланированных мегасозвездий спутников © SpaceX (CC BY-NC 2.0), через Flickr

В сентябре 2019 года Европейское космическое агентство провело свой первый спутниковый маневр, чтобы избежать столкновения с мегасозвездием. Необычно избегать активных спутников.

Убедившись, что спутники удаляются с орбиты в разумные сроки после того, как они перестанут быть активными, мы сможем смягчить проблему космического мусора в будущем.

Орбита Земли позволяет нам изучать нашу планету, отправлять сообщения и многое другое. Важно, чтобы мы использовали его устойчиво, позволяя будущим поколениям также пользоваться его преимуществами.

Люди преднамеренно и непреднамеренно оставляли вещи на Луне. Предоставлено: Р. Карковски, через Pixabay.

Синдром Кесслера и проблема космического мусора

Художественная иллюстрация явления образования мусора на околоземной орбите, которое может вызвать синдром Кесслера.
(Изображение предоставлено ЕКА)

Синдром Кесслера — это явление, при котором количество мусора на орбите вокруг Земли достигает точки, когда он просто создает все больше и больше космического мусора, создавая большие проблемы для спутников, астронавтов и планировщиков миссий.

Рассмотрим такой сценарий: уничтожение мертвого спутника-шпиона порождает рой обломков на околоземной орбите, который сеет все возрастающий хаос по мере того, как приближается к нашей планете.

Облако уничтожает несколько спутников связи, образуя все больше и больше мусора с каждым сильным столкновением. Он выводит из строя культовый космический телескоп Хаббла и космический шаттл НАСА, убивая нескольких членов экипажа на борту крылатого корабля. Затем он выстраивает в прицел Международную космическую станцию ​​(МКС), уничтожая орбитальную лабораторию стоимостью 100 миллиардов долларов градом быстро летящих осколков.

Эта драматическая сцена, конечно же, вымышлена; он взят из отмеченного наградами научно-фантастического фильма 2013 года « Гравитация ». Но многие операторы спутников, планировщики миссий и защитники исследований опасаются, что это может быть темным окном в будущее, которое слишком реально из-за синдрома Кесслера.

Читайте дальше, чтобы узнать больше об этом внушающем страх явлении, которое описывает лавинообразный каскад космического мусора.

Похожие: Худшие случаи космического мусора всех времен

Синдром Кесслера: предсказание провидца космического мусора

Синдром Кесслера назван в честь бывшего ученого НАСА Дональда Кесслера, который изложил основную идею в основополагающей статье 1978 года.

В этом исследовании под названием «Частота столкновений искусственных спутников : создание пояса мусора (открывается в новой вкладке)» Кесслер и соавтор Бертон Кур-Пале отметили, что вероятность столкновений спутников возрастает по мере увеличения и больше космических кораблей выведено на орбиту. И каждое такое столкновение будет иметь огромное влияние на орбитальную среду.

«Столкновения спутников будут производить орбитальные фрагменты, каждый из которых увеличит вероятность дальнейших столкновений, что приведет к росту пояса обломков вокруг Земли», — написал дуэт. «Поток мусора в таком поясе, вращающемся вокруг Земли, может превысить естественный поток метеороидов, что повлияет на будущие конструкции космических кораблей».

Синдром Кесслера описывает и предупреждает о каскаде орбитального мусора, который потенциально может помешать космическим амбициям и деятельности человечества в будущем. Первоначальная статья предсказывала, что 9Столкновения спутников 0087 и станут источником космического мусора к 2000 году, если не раньше, если человечество не изменит способ вывода полезной нагрузки на орбиту. Но временная шкала не является существенной для основной идеи.

«Это никогда не означало, что каскадирование будет происходить в течение периода времени, равного дням или месяцам. Это также не было предсказанием того, что текущая среда превысит некоторый критический порог», — написал Кесслер в статье 2009 года . (откроется в новой вкладке), в котором разъяснялось определение синдрома Кесслера и обсуждались его последствия.

«Синдром Кесслера» предназначался для описания явления, при котором случайные столкновения между объектами, достаточно большими, чтобы их можно было занести в каталог, создают опасность для космического корабля из-за мелких обломков, которая больше, чем естественная метеорная среда», — добавил он. «Кроме того, поскольку частота случайных столкновений нелинейна скорости накопления мусора, это явление в конечном итоге станет наиболее важным долговременным источником мусора, если только скорость накопления более крупных неработающих объектов (например, неработающих полезная нагрузка и корпуса разгонных ступеней ракет) на околоземной орбите были значительно уменьшены».

И Кесслер не назвал этот сценарий своим именем. В этой статье 2009 года он объяснил, что «синдром Кесслера», по-видимому, возник у Джона Габбарда, ученого из Командования воздушно-космической обороны Северной Америки (NORAD), который вел неофициальный отчет о разрушениях больших спутников на орбите.

Габбард использовал этот термин в разговоре с репортером вскоре после публикации исследования 1978 года. Затем синдром Кесслера проник в общественное сознание, «став частью сюжетной линии в некоторых научно-фантастических произведениях и резюме из трех слов, описывающих проблемы орбитального мусора», — писал Кесслер в 2009 году.бумага.

Чтобы дать вам еще одно представление о том, какое влияние оказало исследование 1978 года: год спустя НАСА создало Офис программы по орбитальному мусору в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне и назначило Кесслера его главой. (Кесслер, родившийся в 1940 г., , ушел из НАСА в 1996 г. со званием старшего научного сотрудника по исследованию орбитального мусора. Но и сегодня он остается активным участником сообщества по исследованию мусора.)

Синдром Кесслера. пункт: Насколько все плохо сейчас?

С годами орбита Земли становится все более и более заполненной.

Человечество запустило около 12 170 спутников с начала космической эры в 1957 году, по данным Европейского космического агентства (ESA), и 7630 из них остаются на орбите сегодня, но только около 4700 находятся на орбите. все еще в рабочем состоянии.

Это означает, что около 3000 вышедших из строя космических кораблей летят вокруг Земли на огромных скоростях, наряду с другими большими и опасными обломками, такими как корпуса ракет верхней ступени. Например, орбитальная скорость на высоте 250 миль (400 километров), на которой летит МКС, составляет около 17 100 миль в час (27 500 км в час).

На таких скоростях даже крохотный осколок может нанести серьезный урон космическому кораблю — и вокруг нашей планеты летает огромное количество таких осколочных пуль. По оценкам ЕКА, на околоземной орбите находится не менее 36 500 объектов мусора шириной более 4 дюймов (10 сантиметров), 1 миллион объектов размером от 0,4 дюйма до 4 дюймов (от 1 до 10 см) и ошеломляющие 330 миллионов объектов размером менее 0,4 дюйма. (1 см), но больше 0,04 дюйма (1 мм).

Эти объекты представляют не только гипотетическую угрозу. с 19Например, с 99 по май 2021 года МКС провела 29 маневров по предотвращению обломков, в том числе три только в 2020 году, , по словам официальных лиц НАСА, . И это число продолжает расти; например, станция выполнила еще один такой ход в ноябре 2021 года .

Многие из более мелких фрагментов космического мусора образовались в результате взрыва отработавших корпусов ракет на орбите, но другие размещались более активно. В январе 2007 года, например, Китай преднамеренно уничтожил один из своих вышедших из строя метеоспутников в ходе широко критикуемого испытания противоспутниковой технологии, в ходе которого было произведено более 3000 отслеживаемых объектов обломков (открывается в новой вкладке) и, возможно, 32 000 других объектов, которые слишком малы, чтобы их можно было обнаружить. Эксперты говорят, что подавляющее большинство этого мусора остается на орбите сегодня.

Космические корабли также сталкивались друг с другом на орбите. Самый известный такой инцидент произошел в феврале 2009 года, когда российский спутник «Космос-2251» врезался в оперативный корабль связи «Иридиум-33», в результате чего образовалось почти 2000 обломков , размером больше мяча для софтбола.

Катастрофа 2009 года может свидетельствовать о том, что синдром Кесслера уже наступил, хотя до катаклизма масштабов «гравитации» еще далеко.

«Каскадный процесс можно более точно рассматривать как непрерывный и уже начавшийся, когда каждое столкновение или взрыв на орбите медленно приводит к увеличению частоты будущих столкновений», Кесслер сказал журналу Space Safety Magazine в 2012 году (opens в новой вкладке).

Связанный: Кто решит проблему космического мусора?

Что мы можем сделать, чтобы избежать синдрома Кесслера?

Истории по теме:

В наши дни космическое сообщество все более серьезно относится к угрозе орбитального мусора, и не только из-за потрясений, вызванных китайскими испытаниями противоспутниковой системы и аварией Иридиум-Космос. Несколько спутниковых «мегасозвездий» находятся в разработке, что делает управление космическим движением и борьбу с космическим мусором более насущными проблемами, чем когда-либо. (Такие сети могли бы также преобразить ночное небо для профессиональных астрономов и астрономов-любителей, что является отдельной, но также важной проблемой.)

Например, SpaceX уже запустила более 1700 спутников для своей широкополосной группировки Starlink, которая в конечном итоге может состоять из более чем 40 000 аппаратов. OneWeb подняла более половины спутников для своей запланированной группировки из 648 членов, которая со временем также может вырасти за пределы этого первоначального числа.

Amazon планирует создать собственную интернет-спутниковую сеть, которая будет состоять из более чем 3200 космических аппаратов. А в ноябре 2021 года стартап Astra, занимающийся запуском в Bay Area, подал заявку в Федеральную комиссию по связи США на создание собственной широкополосной группировки из 13 600 спутников.

Кроме того, затраты на запуск и строительство спутников продолжают падать, что позволяет все большему количеству людей запускать спутники и управлять ими, включая людей с очень небольшим опытом в этой области. Большинство экспертов считают, что открытие последнего рубежа — это, в целом, хорошо, но оно еще больше подчеркивает необходимость предусмотрительности и ответственных действий, когда речь идет об эксплуатации спутников.

В 2019 году, например, Коалиция по космической безопасности (SSC) изложила ряд предлагаемых добровольных руководящих принципов, призванных сдержать синдром Кесслера и космический мусор в целом в ближайшие годы.

Одна из рекомендаций состоит в том, что все спутники, работающие на высоте более 250 миль (400 км), должны быть оснащены двигательными установками, позволяющими им маневрировать вдали от возможных столкновений. Согласно SSC, проведение линии здесь имеет смысл по нескольким причинам: это высота, на которой летает МКС, и спутники, вращающиеся ниже этой границы, как правило, сталкиваются с достаточным атмосферным сопротивлением, чтобы падать с орбиты относительно скоро после того, как срок их эксплуатации подходит к концу. конец.

SSC также рекомендует разработчикам спутников подумать о встраивании систем шифрования в командные системы своих кораблей, чтобы хакерам, стремящимся к хаосу, было труднее их взломать. А операторы, управляющие спутниками на низкой околоземной орбите, должны включать в свои контракты на запуск требование об утилизации верхних ступеней ракеты в атмосфере вскоре после старта.

Связанный: 7 диких способов уничтожения орбитального мусора

Более активные стратегии борьбы с мусором также могут быть частью решения. Ежегодное удаление всего нескольких корпусов ракет или больших мертвых спутников может помочь нам держать под контролем проблему космического мусора, согласно некоторым исследованиям . И исследователи во всем мире разрабатывают и тестируют способов сделать это, используя сети, гарпуны и другие методы.

Такая деятельность должна быть тщательно скоординирована и продумана. Космические объекты, в том числе мусор, такой как отработавшие корпуса ракет, принадлежат стране, которая их запустила, поэтому правительство США или американская компания не могут просто в одностороннем порядке вывести с орбиты кучу отработавших корпусов российских ракет (или наоборот). Такие действия могут спровоцировать международный инцидент, не в последнюю очередь потому, что технология удаления мусора может также рассматриваться как потенциальное космическое оружие, способное вывести из строя работающие спутники.

Но проблема космического мусора глобальна, поэтому правительства всего мира уже должны вести содержательные разговоры о том, как с этим бороться. Будем надеяться, что переговоры, решения и технологии опередят проблему ради всех нас.

Дополнительные ресурсы

• Космический мусор и пилотируемые космические корабли (НАСА) (открывается в новой вкладке)
• Офис программы НАСА по орбитальному мусору (открывается в новой вкладке)
• Исследования космического мусора и обновления от Европейского космического агентства

Майк Уолл является автором книги « Out There » (Grand Central Publishing, 2018; иллюстрировано Карлом Тейтом) о поисках инопланетной жизни. Подпишитесь на него в Твиттере @michaeldwall (откроется в новой вкладке) . Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom (открывается в новой вкладке) или в Facebook (открывается в новой вкладке) .

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Майкл Уолл — старший космический писатель Space.com (открывается в новой вкладке) , присоединился к команде в 2010 году. В основном он освещает экзопланеты, космические полеты и военный космос, но, как известно, увлекается космическим искусством. Его книга о поисках инопланетной жизни «Out There» была опубликована 13 ноября 2018 года. Прежде чем стать научным писателем, Майкл работал герпетологом и биологом дикой природы. У него есть докторская степень. по эволюционной биологии Сиднейского университета, Австралия, степень бакалавра Аризонского университета и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз. Чтобы узнать, какой у него последний проект, вы можете подписаться на Майкла в Твиттере.

Текущее состояние космического мусора

Космическая безопасность

10.12.2020
41781 просмотров
170 лайков

Вихревые фрагменты прошлых космических полетов застряли на орбите вокруг Земли, угрожая нашему будущему в космосе. Со временем количество, масса и площадь этих обломков неуклонно растут, что повышает риск для функционирующих спутников.

Управление космического мусора ЕКА постоянно отслеживает эту постоянно меняющуюся ситуацию с мусором и каждый год публикует отчет о текущем состоянии окружающей среды.

С начала космической эры в 1957 году в космос было запущено тонны ракет, космических кораблей и приборов. Изначально не было никакого плана, что делать с ними в конце их жизни. С тех пор их число продолжает расти, а взрывы и столкновения в космосе породили сотни тысяч осколков опасного мусора.

«Самый большой вклад в текущую проблему космического мусора вносят взрывы на орбите, вызванные остаточной энергией — топливом и батареями — на борту космических кораблей и ракет. Несмотря на то, что в течение многих лет принимаются меры по предотвращению этого, мы не видим снижения количества таких событий. Тенденции к утилизации после завершения миссии улучшаются, но медленными темпами», — объясняет Хольгер Краг, руководитель Программы космической безопасности.

Уменьшение образования мусора

«Учитывая постоянное увеличение космического трафика, нам необходимо разработать и предоставить технологии, которые сделают меры по предотвращению засорения безотказными, и ЕКА делает именно это в рамках своей Программы космической безопасности. Параллельно регулирующие органы должны более внимательно следить за состоянием космических систем, а также за глобальным соблюдением мер по уменьшению засорения, находящихся под их юрисдикцией».

В настоящее время существуют международные руководящие принципы и стандарты, разъясняющие, как мы можем достичь устойчивого использования космоса:

• Проектировать ракеты и космические корабли таким образом, чтобы свести к минимуму количество «просыпаний» – материала, отделяющегося во время запуска и эксплуатации из-за суровых условий. пространства
• Предотвращать взрывы, высвобождая накопленную энергию, «пассивируя» космические корабли один раз в конце их жизни
• Убрать несуществующие миссии с пути работающих спутников — либо сведя их с орбиты, либо переведя на «кладбищную орбиту»
• Предотвратите аварии в космосе за счет тщательного выбора орбит и выполнения «маневров предотвращения столкновений».

Многие космические агентства, частные компании и другие космические субъекты меняют свое поведение, чтобы следовать этим рекомендациям — но достаточно ли этого?

Тревожные тенденции

Объекты, которые мы отправили на орбиту, занимают место, как и создаваемый ими мусор. Увеличение площади объектов в космосе резко увеличивает вероятность столкновений. Красный (PL) = полезная нагрузка; Оранжевый (RB) = корпус ракеты; Темно-зеленый (RM) = объект, связанный с ракетной миссией.

Мы производим все больше и больше обломков

Количество объектов обломков, их общая масса и общая площадь, которую они занимают, неуклонно растут с начала космической эры. Этому также способствует большое количество поломок на орбите космических кораблей и ступеней ракет.

Общая площадь, которую занимает космический мусор, важна, поскольку она напрямую связана с тем, сколько столкновений мы ожидаем в будущем. При нынешнем положении дел столкновения между обломками и работающими спутниками, по прогнозам, превзойдут взрывы как основной источник обломков.

Существует множество способов образования мусора в космосе. За каждое «событие фрагментации» на орбиту Земли могут добавляться тысячи осколков опасного мусора.

События с образованием мусора стали более частыми

В среднем за последние два десятилетия каждый год в космосе происходит 12 случайных «фрагментаций» — и эта тенденция, к сожалению, увеличивается. События фрагментации описывают моменты, когда обломки образуются из-за столкновений, взрывов, проблем с электричеством и даже просто отрыва объектов из-за суровых условий в космосе.

На светлой стороне

Больше спутников или «полезных нагрузок», отправленных на низкую околоземную орбиту, пытаются устойчиво соблюдать меры по уменьшению засорения, чем 20 лет назад. Однако прогресс все еще слишком медленный.

Предпринимаются попытки следовать правилам (еще недостаточно)

Хотя в настоящее время не все спутники соответствуют международным правилам, все больше и больше космических игроков пытаются придерживаться правил. За последнее десятилетие 15-30% объектов или «полезных нагрузок», выведенных на несоответствующие орбиты в районе низкой околоземной орбиты (за исключением космических аппаратов, связанных с пилотируемыми космическими полетами), пытались соблюдать меры по уменьшению засорения. От 5% до 20% сделали это успешно, достигнув пика в 35% в 2018 году из-за активного ухода с орбиты из созвездия Иридиум.

80% запущенных ракет сейчас пытаются «очистить» низкую околоземную орбиту — подавляющее большинство из которых делает это успешно — по сравнению с чуть более чем 20% в начале тысячелетия.

Все больше ракет безопасно утилизируется 

Когда дело доходит до ракет, все больше и больше ракет утилизируется экологически безопасным образом. От 40 до 80% тех, кто находился на низкой околоземной орбите, не отвечающей требованиям, в этом десятилетии пытались соблюдать меры по уменьшению засорения. В целом 30-70% естественно несоответствующих ракет успешно ушли с низкой околоземной орбиты.

Из всех запущенных за последнее десятилетие ракет 60-80% (по массе) соответствовали мерам по смягчению последствий. Некоторые ракеты находятся на низких околоземных орбитах, что приводит к их естественному распаду в атмосфере Земли, но значительное количество ракет направляется обратно в атмосферу Земли, где они либо сгорают, либо возвращаются в атмосферу над необитаемыми районами. Такая практика растет: с 2017 года около 30% ракет безопасно и контролируемо возвращаются в атмосферу.

Это очень хорошая новость. Корпуса ракет являются одними из самых крупных объектов, которые мы отправляем в космос, и они подвержены высокому риску катастрофических столкновений. Все шаги, направленные на то, чтобы они не задерживались на орбите максимум через 24 часа после запуска, должны соблюдаться.

Количество малых спутников, выведенных на околоземную орбиту, резко возросло за последние 10 лет, отчасти из-за появления группировок спутников.

Больше спутников, выводимых на низкие орбиты, где они естественным образом сгорают

Объем «трафика», выводимого в защищенную область низкой околоземной орбиты — до 2000 км по высоте — существенно меняется, в частности, из-за к распространению малых спутников и созвездий.

Около 88% небольших полезных грузов, запущенных в этот регион, естественным образом будут соответствовать мерам по уменьшению космического мусора из-за их малой высоты, то есть они разобьются в атмосфере Земли.

По той же причине от 30 до 60% всей массы спутников (исключая пилотируемые космические полеты) соответствуют рекомендациям по окончанию срока службы.

«Ускоряющееся увеличение количества спутников, запускаемых на низкую околоземную орбиту, отчетливо видно в нашем последнем отчете», — объясняет Тим ​​Флорер, глава отдела космического мусора ЕКА.

«Мы наблюдаем фундаментальные изменения в том, как мы используем пространство. Чтобы продолжать получать пользу от науки, технологий и данных, которые приносит работа в космосе, жизненно важно, чтобы мы добивались лучшего соблюдения существующих руководящих принципов по уменьшению космического мусора при проектировании и эксплуатации космических аппаратов. Это невозможно переоценить – это необходимо для рационального использования космоса».

Несколько раз в последние годы все спутники на геостационарной орбите пытались ответственно уйти в сторону, когда они достигли конца своей миссии.

Высокие показатели уменьшения засорения на геостационарной орбите

Спутники, запущенные в геостационарную защищенную область на высоте 35 586–35 986 км, имеют очень высокие показатели соблюдения мер по уменьшению засорения. От 85% до 100% тех, кто достиг конца своей жизни в этом десятилетии, пытались соблюдать эти меры, из которых 60-90% сделали это успешно.

На геостационарной орбите операторы явно заинтересованы в том, чтобы на их пути не было неработающих спутников и мусора – если этого не сделать, их космический аппарат и итоговая прибыль будут подвергнуты серьезному риску.

Что теперь?

Систематический анализ изменения поведения в космосе, когда речь идет о принятии мер по уменьшению засорения, дает основания для осторожного оптимизма — десять лет назад этого не было.

В случае быстрого принятия устойчивые инвестиции в новые технологии пассивации и ликвидации миссий позволят нашей среде справляться с продолжающимся увеличением космического трафика и все более сложными операциями.

Распределение космического мусора вокруг Земли

Мы должны думать о космической среде как об общем и ограниченном природном ресурсе. Продолжающееся образование космического мусора приведет к синдрому Кесслера, когда плотность объектов на низкой околоземной орбите настолько высока, что столкновения между объектами и обломками создают каскадный эффект, при котором каждое столкновение создает обломки, что затем увеличивает вероятность дальнейших столкновений. В этот момент некоторые орбиты вокруг Земли станут совершенно негостеприимными.

ЕКА активно работает над поддержкой руководящих принципов долгосрочной устойчивости космической деятельности Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях, включая финансирование первой в мире миссии по удалению обломков с орбиты, помощь в создании международный рейтинг космической устойчивости и разработка технологий для автоматизации предотвращения столкновений и снижения воздействия космических полетов на окружающую среду.

Узнайте больше об отделах космического мусора и чистого космоса ЕКА, которые являются частью Программы космической безопасности, а также о предстоящей конференции Агентства по космическому мусору — крупнейшей в мире по этой теме — которая состоится в апреле 2021 года.

Спасибо за лайк

Вам уже понравилась эта страница, вы можете поставить лайк только один раз!

космического мусора | Факты, удаление и примеры

космический мусор

Смотреть все СМИ

Связанные темы:

Земля
планета

Просмотреть весь связанный контент →

космический мусор , также называемый космическим мусором , искусственный материал, который находится на орбите Земли, но больше не функционирует. Этот материал может быть размером с выброшенную ступень ракеты или размером с микроскопический кусочек краски. Большая часть мусора находится на низкой околоземной орбите, в пределах 2000 км (1200 миль) от поверхности Земли, хотя некоторые обломки можно найти на геостационарной орбите на высоте 35 786 км (22 236 миль) над экватором. По состоянию на 2021 год Сеть космического наблюдения США отслеживала более 15 000 фрагментов космического мусора размером более 10 см (4 дюйма). По оценкам, существует около 200 000 кусочков размером от 1 до 10 см (от 0,4 до 4 дюймов) в поперечнике и могут быть миллионы кусочков меньше 1 см. Сколько времени требуется куску космического мусора, чтобы упасть обратно на Землю, зависит от его высоты. Объекты ниже 600 км (375 миль) обращаются по орбите за несколько лет до повторного входа в атмосферу Земли. Объекты выше 1000 км (600 миль) будут вращаться по орбите в течение столетий.

Из-за высоких скоростей, с которыми объекты вращаются вокруг Земли (до 8 км [5 миль] в секунду), столкновение даже с небольшим куском космического мусора может повредить космический корабль. Например, окна космических челноков часто приходилось заменять из-за повреждений от столкновений с обломками размером менее 1 мм (0,04 дюйма). (На орбите космический шаттл летел хвостом вперед, чтобы защитить передний отсек экипажа.)

Викторина «Британника»

Космос: правда или вымысел?

Марс и Млечный Путь больше, чем просто шоколадные батончики! Узнайте, насколько больше вы знаете о космосе, с помощью этого теста.

Узнайте, как спутники могут быть уничтожены космическим мусором размером с мошеннический винт

Посмотреть все видео к этой статье

Количество мусора в космосе угрожает как пилотируемым, так и беспилотным космическим полетам. Риск катастрофического столкновения космического корабля «Шаттл» с куском космического мусора составлял 1 к 300. (Для полетов на космический телескоп Хаббл с его более высокой и заполненной обломками орбитой риск составлял 1 к 185). вероятность столкновения известного обломка с Международной космической станцией (МКС) составляет более 1 из 100 000, астронавты выполняют маневр уклонения от обломков, при котором орбита МКС поднимается, чтобы избежать столкновения. В особо опасных случаях, например, в ноябре 2021 года, когда МКС прошла сквозь облако обломков российского противоспутникового испытания, космонавты закрывают люки станции и укрываются в своих космических кораблях.

24 июля 1996 года при первом столкновении работающего спутника с куском космического мусора фрагмент верхней ступени европейской ракеты Ariane столкнулся с французским микроспутником Cerise. Cerise был поврежден, но продолжал функционировать. Первое столкновение, уничтожившее действующий спутник, произошло 10 февраля 2009 года, когда спутник связи Iridium 33, принадлежащий американской компании Motorola, столкнулся с неактивным российским спутником связи Cosmos 2251 примерно в 760 км (470 миль) над северной широтой. Сибирь, разбив оба спутника.

Самое страшное событие с космическим мусором произошло 11 января 2007 года, когда китайские военные уничтожили метеоспутник Fengyun-1C при испытании противоспутниковой системы, создав более 3000 фрагментов, или более 20 процентов всего космического пространства. обломки. В течение двух лет эти фрагменты распространились с первоначальной орбиты Fengyun-1C, образовав облако обломков, которое полностью окружило Землю и не попадет в атмосферу в течение десятилетий. 22 января 2013 года российский спутник лазерной локации БЛИТС (Шаровая линза в космосе) испытал внезапное изменение своей орбиты и вращения, из-за чего ученые отказались от миссии. Считалось, что причиной стало столкновение с обломком Fengyun-1C. Фрагменты Fengyun-1C, Iridium 33 и Cosmos 2251 составляют около половины всего мусора на высоте менее 1000 км (620 миль).

С увеличением количества космического мусора и появлением мегасозвездий из тысяч спутников есть опасения, что столкновения, подобные столкновению между Иридиум 33 и Космос 2251, могут вызвать цепную реакцию (названную синдромом Кесслера в честь американского ученого Дональда Кесслера), в результате чего космический мусор уничтожит другие спутники и так далее, а низкая околоземная орбита в конечном итоге станет непригодной для использования. Чтобы предотвратить такое накопление мусора, космические агентства начали предпринимать шаги по смягчению проблемы, например, сжигать все топливо в ступени ракеты, чтобы она не взорвалась позже, или экономить достаточно топлива для вывода спутника с орбиты в конце его миссии. Британский спутник RemoveDEBRIS, запущенный в 2018 году и развернутый с МКС, опробовал две разные технологии удаления космического мусора: захват сачком и захват гарпуном. RemoveDEBRIS также попытался протестировать драг-парус, чтобы замедлить спутник, чтобы он мог снова войти в атмосферу, но парус не раскрылся. Спутники на геостационарной орбите, которые подходят к концу своей миссии, иногда переводят на «кладбищную» орбиту на 300 км (200 миль) выше, а в январе 2022 года китайский спутник «Шицзянь-21» вытащил несуществующий «Бэйдоу-2 G2» далеко за пределы обычного орбиту кладбища на новую орбиту на 3000 км (2000 миль) выше пояса геостационарных спутников.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Эрик Грегерсен

Удаление космического мусора идет не гладко

«Общественная трагедия» космической эры разворачивается прямо у нас под носом — или, точнее, прямо у нас над головой — и пока нет единого мнения о том, как остановить это. Уже более полувека люди выбрасывают объекты на низкую околоземную орбиту в постоянно растущем количестве. И с небольшими значимыми ограничениями на дальнейшие запуски в эту все более перегруженную область преобладающее отношение было постоянно снисходительным: кажется, что на орбите всегда есть место для еще одного.

После стольких десятилетий накопления высокоскоростных помех в виде отработавших ступеней ракеты, случайных болтов и обломков краски, шлака от твердотопливных двигателей, мертвых или умирающих спутников и разбросанных фрагментов от противоспутниковых испытаний — всего, что могут повредить или уничтожить другие активы по отдельности — низкая околоземная орбита, наконец, на грани того, чтобы стать слишком тесной для комфорта. И проблема теперь может стать намного хуже из-за роста спутниковых «мегасозвездий», требующих тысяч космических аппаратов, таких как Starlink от SpaceX, широкополосная интернет-сеть. Starlink — лишь один из многих подобных проектов: уже развернуто еще одно мегасозвездие от компании OneWeb. А Amazon Project Kuiper стремится в ближайшем будущем создать мегасозвездие из 3200 спутников.

По мере того, как росла загруженность, также возникали тесные связи между орбитальными объектами. Международная космическая станция, например, регулярно меняет свою орбиту, чтобы избежать потенциально опасных обломков. Что еще хуже, увеличилась угроза полномасштабных столкновений, которые порождают опасные отходы, усугубляющие и без того плохую ситуацию. Рассмотрим стыковку в феврале 2009 года между мертвым российским спутником «Космос» и коммерческим космическим кораблем «Иридиум», в результате которого образовалось огромное количество мусора.

Поиск способов удалить хотя бы часть всего этого космического мусора должен стать главным глобальным приоритетом, говорит Дональд Кесслер, старший научный сотрудник НАСА в отставке, занимающийся исследованием орбитального мусора. В конце 1970-х он предсказал возможность сценария, который получил название синдрома Кесслера: по мере увеличения плотности космического мусора может возникнуть каскадный, самоподдерживающийся неуправляемый цикл столкновений, образующих мусор, который в конечном итоге может привести к тому, что низкая околоземная орбита слишком опасны, чтобы поддерживать большинство космических операций.

«В настоящее время в сообществе существует согласие в том, что среда с обломками достигла «переломного момента», когда обломки будут продолжать расти, даже если все запуски будут остановлены», — говорит Кесслер. «Чтобы привлечь всеобщее внимание, требуется столкновение типа «Иридиум-Космос». Вот к чему все сводится… И мы запоздали, чтобы что-то подобное произошло».

Что касается синдрома Кесслера, то «он уже начался», говорит специалист по мусору. «Все время происходят столкновения — менее драматичные и не в больших масштабах», — добавляет Кесслер.

Вверх и наружу

Кошмарный сценарий Кесслера не привел к недостатку возможных решений для смывания мусора: сети, лазерные лучи, гарпуны, гигантские пенопластовые шары, потоки воздуха, привязи и солнечные паруса, а также роботизированные руки для сбора мусора и щупальца — все они были предложены в качестве решения для удаления нашего орбитального мусора.

Новым игроком в борьбе с этим тревожным положением дел является только что запущенная миссия End-of-Life Services by Astroscale Demonstration (ELSA-d). ELSA-d — это двухспутниковая миссия, разработанная Astroscale, японской компанией, предоставляющей спутниковые услуги: она состоит из «сервисного» спутника, предназначенного для безопасного удаления мусора с орбиты, и «клиентского», который также служит объектом интереса. Проект направлен на демонстрацию магнитной системы, которая может захватывать устойчивые и даже падающие объекты, будь то для утилизации или обслуживания на орбите. Следуя многоэтапной программе испытаний, сервисер и клиент вместе сходят с орбиты, распадаясь во время огненного погружения в атмосферу Земли.

ELSA-d сейчас находится на околоземной орбите. Миссия была запущена 22 марта с помощью российской ракеты «Союз», которая забросила в космос несколько других автостопов. После старта основатель и генеральный директор Astroscale Нобу Окада сказал, что ELSA-d продемонстрирует возможности удаления мусора и «будет стимулировать нормативные изменения и продвигать экономическое обоснование услуг по удалению активного мусора и окончанию срока службы». Запуск — это шаг к реализации «безопасного и устойчивого освоения космоса на благо будущих поколений», — сказал он.

Хотя ELSA-d и другие подобные технологические демонстрации, безусловно, являются положительными разработками для очистки орбитального мусора, их не следует принимать за панацею. Несмотря на свои скромные успехи, такие миссии не решают стоящей перед ними динамической дилеммы, и распространение космического мусора продолжается, по сути, неуклонно.

Универсальное решение?

«С моей точки зрения, лучшее решение проблемы космического мусора — это вообще не создавать его», — говорит Т. С. Келсо, ученый из CelesTrak, аналитической группы, которая следит за объектами на околоземной орбите. «Как и в случае с любой другой экологической проблемой, предотвратить загрязнение проще и дешевле, чем потом его устранять. Прекратите оставлять вещи на орбите после того, как они выполнили свою миссию».

Просто не существует универсального решения проблемы космического мусора, говорит Келсо. Он отмечает, что удаление больших корпусов ракет — это существенно другая задача, чем удаление эквивалентной массы гораздо большего количества меньших объектов, находящихся на самых разных орбитах. Между тем, инновации таких компаний, как SpaceX, значительно снижают стоимость запуска, открывая шлюзы для гораздо большего количества спутников, достигающих низкой околоземной орбиты, где некоторые из них неизбежно выйдут из строя и станут дрейфующими опасностями, создающими мусор (если только они не будут удалены с помощью ELSA-d-). как космические буксиры). «Многие из этих операторов начинают понимать сложность и сложность дальнейшего уклонения от растущего количества мусора».

Космический мусор варьируется от наночастиц до целых космических аппаратов, таких как Envisat Европейского космического агентства, который имеет размер двухэтажного автобуса и находится в верхней части списка объектов для удаления, говорит Элис Горман, космический археолог и эксперт по космическому мусору из Университет Флиндерс в Австралии.

Существуют также такие предметы, как гири, представляющие собой твердые куски металла, и термоодеяла толщиной с бумагу. «Они наносят разные типы повреждений, и для их устранения могут потребоваться разные стратегии. Универсальный подход не поможет», — говорит Горман 9.0211 .

Наиболее серьезные риски, по ее словам, исходят от частиц мусора размером от одного до 10 сантиметров. «Их гораздо больше, чем целых вышедших из строя космических кораблей, и вероятность столкновения гораздо выше», — говорит Горман. «Хотя обломки такого размера могут не вызвать катастрофического разрушения, столкновение с ними, безусловно, может повредить работающие спутники и создать новые частицы мусора».

Обращая внимание на спутниковые мегасозвездия, Горман беспокоится об их влиянии на низкую околоземную орбиту, которая уже перегружена. «Мы также знаем, что орбитальная динамика может быть непредсказуемой», — говорит она. «Я хочу, чтобы некоторые из этих операторов мегасозвездий выпустили свои долгосрочные модели столкновений по мере того, как запускается все больше и больше спутников».

Нет никаких сомнений в том, что активное удаление орбитального мусора технически сложно, говорит Горман. «Однако большая проблема заключается в том, что любая успешная технология, которая может удалить существующий фрагмент мусора, также может быть использована в качестве противоспутникового оружия», — говорит она. «Это совсем другая проблема, требующая дипломатии и переговоров и, самое главное, доверия на международном уровне».

В самом деле, способность подстраиваться под космические корабли на орбите и выполнять обслуживание или саботаж в последние годы вызвала значительный интерес со стороны военных планировщиков, говорит Мариэль Боровиц, доцент Школы международных отношений Сэма Нанна при Технологическом институте Джорджии. «Эти быстро развивающиеся технологии могут быть использованы для мирной космической деятельности или для ведения боевых действий в космосе», — говорит она. «Учитывая двойное назначение их возможностей, невозможно заранее знать наверняка, как они будут использоваться в тот или иной день».

Захват космоса

На данный момент, по словам Морибы Джа, эксперта по орбитальному мусору из Техасского университета в Остине, бизнес-кейс по удалению космического мусора не может быть монетизирован и представляет собой скорее «разговор в PowerPoint», чем реальную торговую площадку.

«Я думаю, что люди надеются, что правительство в основном придет к какому-то здравому смыслу, чтобы помочь создать и установить рынок для отраслей, чтобы заниматься такого рода деятельностью», — говорит Джа. Он считает, что для того, чтобы это произошло, космические державы должны согласиться с тем, что околоземное пространство является такой же экосистемой, как земля, воздух и океан. «Это не бесконечно, поэтому нам нужна защита окружающей среды», — говорит он.

Джа имеет в виду показатели космической устойчивости, сродни углеродному следу. «Давайте назовем это «следом космического движения», — говорит он. «Нам нужен способ количественной оценки того, в какой момент «орбитальное шоссе» перенасыщается трафиком, чтобы его нельзя было использовать. Затем вы можете назначить награду за объекты и поговорить об удалении мусора без согласия. Может быть, есть штраф для суверенного владельца их мертвого актива, который занимает емкость орбиты. Это определенно может создать рынок, на котором могут процветать технологии удаления космических объектов».

Также необходима схема классификации космических объектов. Наличие такой таксономии, по словам Джа, помогло бы разобраться, какие типы технологий необходимы для устранения различных видов орбитальных помех.

Что касается общей картины, Джа говорит, что это простая игра с числами: скорость запусков превышает скорость повторного входа космических объектов в атмосферу Земли. «Это не лучший вид энергетического баланса», — добавляет он.

Увы, говорит Джа, политики все еще вяло реагируют на проблему. Ведь хотя такие события, как 2009 г.Столкновение Космос-Иридиум приводит к образованию огромного количества обломков, но пока что они довольно редки.

«На мой взгляд, это столкновение в 2009 году было равносильно тому, что пассажиры Титаника почувствовали удар айсберга, а затем на палубе играет оркестр», — говорит Джа. «Что касается опасного орбитального мусора, дела уже идут пагубно, потому что мы не изменили свое поведение».

ОБ АВТОРЕ(АХ)

Леонард Дэвид является автором Лунная лихорадка: Новая космическая гонка (National Geographic, 2019) и Марс: Наше будущее на Красной планете (National Geographic, 2016). Он пишет о космической отрасли более пяти десятилетий. Авторы и права: Ник Хиггинс

Факты и информация о космическом мусоре

70 процентов известного и отслеживаемого космического мусора находится на низкой околоземной орбите, которая простирается примерно на 1250 миль (2000 км) над поверхностью Земли. Поле обломков, показанное на изображении выше, — это впечатление художника, основанное на реальных данных.

Фотография ESA

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

В 2009 году почти в 500 милях над Сибирью два спутника столкнулись на скорости около 22 300 миль в час, превратившись в облако из тысяч осколков. Виновниками этой высокоскоростной аварии были бездействующий российский спутник «Космос 2251» и активный американский спутник связи «Иридиум 33». Их катастрофический конец стал первым известным случаем столкновения двух спутников в космосе и поразительным напоминанием о растущей проблеме космический мусор.

Более 23 000 известных искусственных фрагментов размером более 4 дюймов, что немного шире двух мячей для гольфа в поперечнике, летают по нашей планете. Но это лишь фрагменты, достаточно большие, чтобы их можно было отследить. Приблизительно 500 000 кусочков размером от 0,4 до 4 дюймов в поперечнике соединяются с этими более крупными фрагментами.

Большая часть этого мусора находится в пределах 1250 миль от поверхности Земли на так называемой низкой околоземной орбите, где находится множество спутников, таких как флот Системы наблюдения за Землей НАСА и Международная космическая станция. И хотя космос велик — даже 23 000 фрагментов, как правило, находятся далеко друг от друга, — даже мельчайшие кусочки рукотворного обломка могут быть проблематичными для активных околоземных орбитальных аппаратов из-за их головокружительной скорости.

Космический мусор может столкнуться с другими объектами на скорости более 22 300 миль в час, быстрее летящей пули. Столкновения с этими крошечными кусочками часто оставляют ямы и вмятины на многих спутниках, телескопах и других объектах, вращающихся вокруг нашей планеты. В 2006 году, например, крошечный кусок космического мусора столкнулся с Международной космической станцией, выбив чип из усиленного окна.

Что это за мусор?

Космический мусор накапливается с тех пор, как 4 октября 19 октября первый искусственный спутник «Спутник-1» вырвался из-под действия гравитационного притяжения Земли.57. Это знаменательное событие ознаменовало начало космической эры, когда люди начали исследовать все дальше от нашего родного мира, и этот подвиг был повторен более чем в 4700 запусках по всему миру. Но это также означает, что мы оставили свой след в космосе в виде мусора.

Мусор включает в себя ступени ракет, которые сбрасывают спутники на орбиту, и сами спутники, когда они умирают. Но это также включает в себя более мелкие детали, потерянные в космосе, включая кусочки краски, которые отслаиваются от внешних частей устройств, гаек и болтов, мешков для мусора, крышки объектива, отвертки и даже шпателя.

Но это число резко возросло за последние десятилетия как из-за столкновения спутников в 2009 году, так и из-за уничтожения Китаем метеорологического спутника Fengyun-1C в 2007 году во время испытаний противоспутниковой ракеты. 27 марта 2019 года Индия объявила, что она также успешно завершила испытание противоспутниковой ракеты, создав новое облако из не менее 400 обломков, что увеличило риск столкновения с МКС примерно на 44 процента в течение 10 дней. период. (МКС можно маневрировать, если она в опасности.)

Однако у этого конкретного облака космического мусора есть и несколько плюсов. В отличие от высотных испытаний Китая в 2007 году, считается, что индийская ракета нацелилась на низколетящий спутник Microsat-R, а это означает, что большая часть этого мусора, как ожидается, со временем снова войдет в атмосферу Земли. Тем не менее, в ратуше после этого события администратор НАСА Джим Брайденстайн назвал создание облака обломков «неприемлемым» и добавил, что «когда одна страна делает это, то и другие страны чувствуют, что они должны сделать то же самое».

По мере того, как в небе становится все больше и больше научных и коммерческих орбитальных аппаратов, все страны должны принять участие, чтобы подавить растущую проблему.

Откуда мы знаем, что там?

Министерство обороны США следит за обломками с помощью Сети космического наблюдения. Группе поручено обнаруживать, отслеживать и каталогизировать множество искусственных предметов, вращающихся по всей планете, с помощью глобальной сети телескопов.

Объекты размером около 4 дюймов и больше каталогизируются и регулярно отслеживаются. Объекты размером всего 0,12 дюйма могут быть идентифицированы наземными радарами, что позволяет ученым оценивать численность населения с помощью статистики. Оценки еще меньшего материала получены в результате изучения выбоин и ям на возвращающихся космических кораблях, которые работали на малых высотах.

Можем ли мы перестать запускать вещи в космос?

Хотя часть хлама со временем потеряет высоту и сгорит в земной атмосфере, наверху его много. Даже без новых запусков или крупных взрывов космический мусор, уже находящийся на низкой околоземной орбите, настолько велик, что он, вероятно, будет продолжать размножаться на протяжении столетий по мере столкновения орбитальных частей.

Компьютерное моделирование следующих 200 лет предполагает, что за это время количество мусора размером более 8 дюймов в поперечнике увеличится в 1,5 раза. Но более мелкие частицы будут увеличиваться еще больше. Ожидается, что количество мусора размером от 4 до 8 дюймов увеличится в 3,2 раза, а количество мусора менее 4 дюймов увеличится в 13–20 раз. Один обзор состояния космического мусора, опубликованный в Science отмечает: «В действительности ситуация, несомненно, будет хуже, потому что космические корабли и их орбитальные ступени будут продолжать запускаться».

Мы все больше полагаемся на растущую группировку спутников наверху. Они не только бесценны для науки, мы используем их для связи, навигации, прогнозирования погоды и многого другого. Поэтому вместо того, чтобы останавливать будущие запуски, исследователи изучают множество методов как удаления, так и уменьшения количества космического мусора.

Что делается?

Разрабатываемые концепции управления космическим мусором часто больше походят на научную фантастику, чем на реальность. JAXA, японское космическое агентство, тестирует электронный космический хлыст длиной шесть футбольных полей, известный как электродинамический трос (EDT). Электрифицированная линия длиной почти 2300 футов имеет груз весом 44 фунта. При развертывании он предназначен для того, чтобы сбивать обломки с орбиты, отправляя их сгорать в атмосферу Земли.

И это далеко не единственный вариант. Другие предложения включают в себя гигантские магниты, гарпуны и сети, чтобы безопасно уничтожать растущее облако мусора. Многие страны решают эту проблему с другой стороны уравнения, гарантируя, что любые будущие искусственные орбитальные аппараты, отправленные парить над поверхностью Земли, будут иметь соответствующий план окончания срока службы, чтобы ограничить растущее облако мусора, которое окутывает нашу родную планету.