СВАЛКА НА ОРБИТАХ

Тема номера
№25 (373)


Со времени запуска первого спутника прошло 46 лет, но за этот сравнительно небольшой исторический период только в так называемом «ближнем» космосе оказалось более 25 000 крупных искусственных объектов. А всего за это время туда отправлено почти 5000 аппаратов различного назначения. Примерно половина из них все еще остается на орбитах, хотя продолжают функционировать лишь около 500. Остальные стали космическими «паразитами».
Что уж говорить о таких громадинах, если даже мельчайшие частицы космического «мусора» создают серьезную угрозу. В 1983 году кусочек краски диаметром в 0,2 миллиметра врезался в многослойное стекло иллюминатора шаттла «Челленджер» и оставил кратер глубиной 6 мм. Если бы это была не краска, а стальная гайка, то кораблю несдобровать. Сколько же таких фрагментов вращается на орбитах сегодня? Кроме самых крупных, насчитывается 120 000 обломков, имеющих габариты не менее 10 см, то есть таких, которые можно засечь при помощи электронно-оптических средств. Согласно же данным экспертов НАСА, общее количество объектов земного происхождения только в ближнем космосе превышает 4 000 000 и ежегодно увеличивается на 250-300 тыс. единиц.
Почти каждые 10 дней какой-нибудь отработавший свой срок спутник или другой крупный фрагмент, постепенно тормозясь в верхних слоях атмосферы, виток за витком, зарывается в нее и сгорает, не причиняя Земле вреда. В этом смысле образцово ведут себя разведывательные спутники, летающие на низких орбитах. Они тормозятся быстро и сгорают почти полностью. Но если что и не сгорит, то на Землю попадает совсем мало. Во всяком случае, пока эти обломки никаких трагедий не вызвали. А если сравнить их массу с теми тысячами тонн метеоритов, которые ежегодно падают на нашу планету, то, в сущности, вроде бы и проблем нет.
Но сгорает и падает, увы, не все. Те объекты, которые кружат вокруг Земли на высоте 600 км, существуют 25-30 лет, на высотах около 1000 км - два тысячелетия, а еще выше - практически вечно! Сегодня наиболее засоренными считаются высоты от 200 до 2000 км, где летает более трех тысяч тонн космического мусора. Особенно много его скопилось на так называемой геостационарной орбите, где спутники, вращаясь со скоростью нашей планеты, как бы висят над ее поверхностью в избранной точке. Это позволяет отслеживать каждое на ней перемещение, и поэтому она заселяется особенно интенсивно: к 2005 году ожидается, что на геостационарной орбите будет работать почти тысяча спутников.
Основных причин появления космического мусора на орбитах - две. Во-первых, это остающиеся там «мертвые» аппараты. Во-вторых, космические аварии. К примеру, в результате взрыва французской ракеты «Ариан» в 1986 году, образовалось около 3000 обломков с габаритами, которые можно проследить наземными средствами, а более мелких - неисчислимое количество. Когда падала американская орбитальная станция «Скайлэб» (1979г.), то она оставила «хвост» металлических и пластиковых осколков протяженностью более 1000 км. Чем не комета! Аварий только американских аппаратов было более десяти, в том числе такие крупные, как взрыв ракетной ступени «Эйбл стар», семь взрывов космического носителя «Дельта» и др. Что же касается советских и российских катастроф, то они намного перещеголяли американцев. Памятна история схода с орбиты и падения на Землю многотонной станции «Салют-7», спутников, оснащенных атомными реакторами, и др. А ведь были и другие аварии, о которых руководители СССР, Китая и Северной Кореи предпочли помалкивать.
Поскольку общее количество «космического мусора» растет в арифметической прогрессии, положение все обостряется и близки времена, когда на проблему засорения околоземного пространства уже нельзя будет махнуть рукой.
Пока нас спасает то, что соударения не столь часты и относительные скорости не столь велики, потому что все космические объекты запускают с учетом вращения Земли - с запада на восток. Таким образом, все космические объекты - и мусор в их числе - вращаются в одном направлении и встречных, на огромной скорости, соударений, пока не случалось.
Тем не менее уже и сегодня хватает эпизодов, вызывающих обоснованную тревогу. Несколько американских ракет взорвались, когда их топливные баки были пробиты блуждающими осколками. Французский спутник «Серис» был поврежден осколком от французской же ракеты «Ариан», запущенной за десять лет до того. В 1995 году «мертвый» американский спутник-разведчик «Кихол» прошел мимо российского «Мира» на расстоянии, которое чуть не привело к катастрофе станции. На деталях конструкции, снятых со спутника «Солар - макс», отработавшего более четырех лет, обнаружено около двух тысяч микрократеров. Подобные же кратеры увидели наши астронавты на солнечных батареях российского «Мира».
И хотя сегодня соударения еще не вызвали масштабных катастроф, есть реальная угроза, что процесс загрязнения космоса станет лавинообразным и необратимым. Специалисты НАСА аргументированно утверждают, что в таком случае человечеству будет закрыт путь в космос на протяжении 2-3 столетий. Ничего себе перспектива! Поскольку положение все больше обостряется, времена, когда на проблему засорения околоземного пространства можно было махнуть рукой, безвозвратно прошли.
Для начала совершенно необходимо создать систему постоянного контроля космического пространства. Сегодня только США и Россия имеют специальные службы, ведущие поиск и сопровождение космических объектов, которые способны установить их размеры, состояние и страну изготовления.
Станций слежения у Соединенных Штатов две. Они расположены на Гавайях и в штате Колорадо. В каталогах «Центра космического дозора», который находится в Шайенских горах, неподалеку от города Колорадо-Спрингс, содержатся сведения о более чем 9000 объектов. «Центр» отслеживает фрагменты размером от теннисного мяча и более. Его сотрудники могут обнаруживать и меньшие объекты, но проследить их траекторию с достаточной точностью - задача пока непосильная.
В 1998 году вступил в строй телескоп военно-воздушных сил, установленный на вершине горы Халеакака (шт. Гавайи). Это один из крупнейших в мире и самый мощный из находящихся в распоряжении НАСА. Его назвали «Глаз», и он позволяет рассмотреть на расстоянии около 200 миль космические объекты размером до 10 см. Еще более мощный оптико-электронный комплекс «Окно» для контроля космического пространства был изготовлен в начале 80-х годов в Советском Союзе. Он мог бы обнаруживать опасные для нашей планеты астероиды и кометы на расстоянии в миллионы километров и рассчитывать место и время столкновения. Его аппаратура позволяет также отслеживать фрагменты размером более 1 см на удалении до тысячи километров. Если бы только этот комплекс функционировал...
Комплекс «Окно» еще до развала СССР был смонтирован на Памире, вблизи города Нурек, в Таджикистане. В этом районе - наилучшие на планете условия для оптических наблюдений: большое количество безоблачных суток, высокая стабильность и чистота атмосферы. Была проведена настройка станций, начата их комплексная наладка... Однако резкое обострение обстановки в связи в гражданской войной в республике, по сути, прервали нормальное течение исследований. Бои с применением тяжелого оружия гремели в непосредственной близости от станций. Сегодня они утихли, но несвоевременное и скудное финансирование не позволяет ввести «Окно» в режим нормальной эксплуатации. Тем не менее сегодня только специалисты США и России (по усеченной программе) ведут каталоги на десятки тысяч космических объектов. А единого международного каталога пока не существует, так что сколько-нибудь объективных данных о «космическом мусоре» не имеется.
Ситуация на космической свалке между тем весьма остро ставит уже сегодня ряд проблем перед мировым сообществом. Угроза падения тяжелых космических объектов на города, промышленные предприятия, атомные энергостанции и армейские арсеналы вполне реальна. Такие случаи уже были, но, по счастью, непосредственных ударов по этим опасным целям не произошло. Не менее опасны и еще более возможны соударения в космосе, которые в единый миг могут разрушить самые мощные и дорогостоящие аппараты. А может быть, так и случилось с «Колумбией»?
Засорение космоса еще усугублено тем, что время существования этих фрагментов весьма растянуто. Есть уже и сейчас объекты, которые упадут на Землю в течение 100-300 лет. У низколетящих срок «жизни» намного меньше, и они поэтому еще опаснее, что и требует скорейшего разрешения проблем очистки околоземного пространства.
Итак, сегодня земная цивилизация стоит перед лицом двух вполне реальных угроз из космических глубин. Первая из них - глобальная, сулящая мировой катаклизм. Это возможность встречи нашей планеты с крупным астероидом, удар которого способен уничтожить на ней жизнь. Предложенные варианты отражения астероидной атаки в общем виде сводятся к перехвату космического скитальца еще на дальних подступах к Земле и «сталкиванию» его с опасной орбиты (смотри статью «Космический щит» в нашей газете за 1-7 мая 2003 года).

Вторая угроза исходит из ближнего космоса и заключается в неисчислимом количестве технологического «мусора», доставленного туда землянами и вращающегося вокруг нашей планеты. К сожалению, пока каких-либо полностью реальных и экономически оправданных программ не существует. Хотя «мусорная», так сказать, угроза злободневнее, чем астероидная.
Предложенные проекты вроде «траловых сетей», «магнитных ловушек», «космических буксиров» рождены скорее воображением фантастов, чем трезвыми расчетами специалистов. Более или менее реальным представляется проект профессора Аризонского университета Кумара Рамоалли, который предложил очищать космос с помощью солнечной энергии. Однако значительно ближе к выполнению американо-российский проект, предусматривающий перевод самых опасных объектов из ближнего космоса на более высокие орбиты, где они могут оставаться сотни и даже тысячи лет. Это вполне выполнимая программа, хотя и очень дорогостоящая.


Комментарии (Всего: 1)

Думаю, выгоднее всего беспилотный мусорщик с электрореактивным двигателем, подбирающий осколки с орбит, близких к своей. Здесь математика рулит. Если никуда не спешить, то за десятки лет он может задешево набрать их очень много. ЭРД может быть экономичен по рабочему телу, питать его лучше стационарным излучателем с земли или с каких станций с нормальными солнечными батареями, или с большими антеннами. При особо извращенной фантазии можно использовать собранный мусор как рабочее тело ЭРД. Солнечный парус - тоже может иметь смысл.
Потом набранный пакован осколков можно снабдить небольшим двигателем, который и столкнет его с орбиты. Оставлять это болтаться на любых орбитах - имхо, последнее дело. Ключевое свойство здесь - длительность работы. Чтобы было выгодно и меньше мусорить - годы и десятки лет. Так можно использовать солнечные паруса и ЭРД, дающие маленькое ускорение.
Можно также не ловить осколки, особенно мелкие, а обстреливать ускоренными частицами, чтобы они постепенно затормозились и упали в атмосферу.

Редактировать комментарий

Ваше имя: Тема: Комментарий: *