Галактическая атака: космический мусор будет валиться на головы

Человек настолько привык к таким обычным уже вещам, как Интернет, телевидение и сотовая связь, что совершенно не задумывается, за счет чего достигается весь этот технический прогресс.

А между тем, для того чтобы новенькие гаджеты исправно работали и передавали данные, в космос запускаются десятки спутников. Большинство из них через некоторое время вырабатывает свой ресурс, и некогда уникальный аппарат становится космическим мусором, болтающимся на орбите.

Невооруженным глазом космический мусор не разглядеть, но это не значит, что о нем можно забыть: ведь в любой момент очередной отработавший свое спутник того и гляди свалится на наши с вами головы. С каждым годом летающих по орбите аппаратов становится все больше, что добавляет проблем тем, кто разрабатывает траекторию полета космических кораблей и запускает новые аппараты. Бороться с засорением космоса практически невозможно, а опасность все время растет: ведь любое столкновение двух одиноко блуждающих орбитальных железяк может обернуться настоящей катастрофой. Однако от дальнейшего покорения космоса тоже никто не отказывается, а значит, в полный космический рост встает типично русский вопрос: что делать?

Откуда ни возьмись

Одним из достижений СССР можно считать то, что именно советские спутники положили начало засорению околоземной орбиты. После первых триумфальных запусков число производимых и отправляемых на орбиту аппаратов резко возросло. Например, только в 60-80-е гг. в СССР было осуществлено 268 успешных запусков космических аппаратов. При этом, запуская и проверяя возможности более современных спутников, разработчики мировых держав даже не задумывались, что же будет, когда места на орбите станет недостаточно для очередного пуска. 

Впервые о засорении космического пространства заговорили как о мировой проблеме в 80-х гг. Тогда специалисты, отвечающие за траекторию и размещение космических аппаратов, столкнулись с проблемой безопасного запуска новых спутников и задумались о том, куда же девать старые, уже нерабочие. В 1981г. NASA приняло десятилетнюю программу по изучению засоренности околоземных орбит и оценке исходящей от космического мусора опасности. Несколько позже Европейское космическое агентство (EKA) организовало рабочую группу по вопросу изучения космического мусора. 

Уже в 1993г. в Дармштадте (Германия) состоялась встреча представителей Европы, Америки, Японии и России, на которой был образован Межагентский комитет по космическому мусору (Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC). В настоящее время в его состав входят около 11 стран.

В июне 2007г. на заседании Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях были приняты Руководящие принципы предупреждения образования космического мусора. Предложенные принципы были одобрены на международном уровне. Документ носит рекомендательный характер, но впервые определяет «кодекс поведения в космосе».

Под космическим мусором подразумеваются не только аппараты, отслужившие свой срок и пришедшие в негодность, но и их фрагменты, осколки, которые образуются в процессе соударения. В настоящее время активно засоряются околоземная орбита (низкая опорная орбита), где размещается Международная космическая станция (МКС), и геостационарная орбита, предназначенная для спутников различного назначения. 

По подсчетам специалистов космической отрасли, сегодня на орбитах находится 21 тыс. крупных фрагментов космического мусора диаметром больше 10 см, и 500 тыс. диаметром до 10 см. Россия здесь уверенно входит в тройку лидеров: на космические отходы отечественного производства приходится 25,5% всех космических отбросов, еще 40% орбиты засоряет Китай, 27,5% США, и 7% - все остальные страны.

По данным Европейского космического агентства, 41% космического мусора составляют обломки, потерянные инструменты, 22% - отработавшие свой срок космические аппараты, 13% - последствия научных проектов и экспериментов, 7% - части ракет-носителей (ступеней). На работающие космические аппараты приходится только 7% отходов, связанных с освоением космоса человечеством. Получается, что 93% тел, болтающихся на орбите, как раз и являются мусором.

Космические атаки

Количество космического мусора ежегодно увеличивается в геометрической прогрессии не только потому, что на орбитах становится все больше неработающих аппаратов, но и потому, что любое столкновение двух железяк приводит к появлению десятков, сотен и тысяч обломков различного диаметра. Например, в 1996г. произошло столкновение французского спутника с фрагментом третьей ступени французской ракеты Arian, в 2009г. коммерческий американский спутник компании Iridium столкнулся с военным российским спутником связи «Космос-2251», запущенным в 1993г. и выведенным из эксплуатации в 1995г. 

Уникальный случай засорения космического пространства произошел в 70-80-х гг., когда китайская сторона намеренно провела акцию - запустила ракету в космос и в качестве полезной нагрузки выбросила несколько килограммов стальных иголок на орбиту. Если представить себе облако свободно летающих иголок, то столкновение с ним любого аппарата могло бы стать трагическим. 

Одним из первых пострадавших от космического мусора стал экипаж шаттла Challenger в 1983г., когда произошло соударение аппарата и микропесчинки (менее 1 мм в диаметре), в результате чего появилась трещина на иллюминаторе. Позже эксперты пришли к выводу, что это была всего лишь микрочастичка краски, отслоившаяся от какого-то космического аппарата. Пострадала от космического мусора и советская орбитальная станция «Салют-7», подвергнувшись соударению с микроскопическими частицами. Не стала исключением и станция «Мир», солнечная батарея которой в 90-е гг. была пробита куском космического мусора, после чего образовалась «рваная рана» диаметром более 10 см. 

Сейчас МКС удается маневрировать, чтобы избежать возможных столкновений с космическим мусором, однако за сохранность этой станции специалистам приходилось не раз поволноваться. Так, в 1999г. МКС чуть не столкнулась с обломком разгонного блока от ракеты, давно блуждающего в космосе. В 2001г. станция имела шанс столкнуться с семикилограммовым прибором, потерянным американскими астронавтами во время выхода в открытый космос. Исходя из этого опыта, в настоящее время коррекция орбиты станции и ее маневры проводятся регулярно. 

Помимо того, что космический мусор представляет опасность для покорителей космоса, он также небезопасен для жителей планеты Земля, потому что может свалиться на голову в буквальном смысле этого слова. Достаточно вспомнить падение с орбиты космической станции Skylab на территорию Австралии. К счастью, тогда обошлось без человеческих жертв, в результате инцидента погибла только корова. В 1991г. советская станция «Салют-7», которой и так немало досталось, распалась на фрагменты над Аргентиной. 

Особенную опасность представляет та разновидность космического мусора, которая содержит в себе радиоактивные материалы. Именно таким был советский спутник «Космос-594», упавший в 1978г. на севере Канады «на радость» местным властям и экологам. 

Кроме того, были зафиксированы случаи, когда фрагменты космического мусора, не сгоревшие при входе в атмосферу, при падении ранили людей. Например, в 1997г. обломок второй ступени ракеты-носителя Delta повредил женщине плечо.

Поэтому в космосе и на Земле теперь как на войне: и люди, и спутники находятся под постоянным обстрелом мусора, и один неверный расчет, уклон от осколка не в ту сторону может привести к катастрофическим последствиям. 

Фантастические варианты

За последние 30 лет найти способ безопасного удаления космического мусора с орбиты так и не удалось. Однако главное, что поняли специалисты космической отрасли, это то, что процесс засорения космоса имеет глобальный характер и отсидеться в стороне не удастся никому. Периодически ученые рассматривают и прорабатывают возможные способы решения данной проблемы, но на сегодняшний день все предложенные варианты либо из области фантастики, либо слишком дорогостоящие. 

По мнению специалистов космической отрасли, для удаления мелких частей космического мусора (1 см) возможно использование лазерного луча с Земли, который бы расстреливал частицы. Таким образом, часть массы мусора будет испаряться, скорость его движения замедлится и он сгорит в атмосфере. Избавляться от крупных обломков можно было бы с помощью твердотопливных двигателей или солнечных парусов, которые бы выводили космический мусор на такие орбиты, где бы он сгорал.

Также специалисты EKA считают, что для удаления из космоса спутников отработавших свой ресурс и верхних ступеней ракет можно использовать специальные тросы, длиной в несколько километров по направлению к центру Земли. По задумке ученых, во время движения по околоземной орбите в результате взаимодействия с ее магнитным полем возникнет эффект торможения, что приведет к падению троса вместе с отслужившим свой век спутником.

«Рассматривались и такие экзотические способы уборки космического мусора, как шаттлы или бураны, т.е. космический корабль который взлетает с большим контейнером и манипулятором собирает мусор, грузит в свой контейнер, привозит на Землю и здесь его утилизируют», - рассказывает летчик-космонавт, советник президента ракетно-космической корпорации «Энергия» им.Королева Александр Александров. 

Очередной способ борьбы с космическим мусором был предложен совсем недавно учеными из политехнической школы Лозанны (Швейцария). Проект под названием CleanSpace One предусматривает создание маленького спутника-уборщика на ионных двигателях. Такой мусорщик должен сводить с орбиты неработающие аппараты или их фрагменты, т.е. космический мусор, и топить их в океане. Проектирование, постройка и первый старт аппарата CleanSpace One обойдутся в 10 млн швейцарских франков (10,8 млн долл.). В зависимости от поступления денежных средств и подключения к проекту инвесторов запуск может состояться в 2015-2016гг.

Что день грядущий нам готовит

Космические просторы Вселенной велики, но здесь, как и у себя дома, нужно наводить порядок, выбрасывать старые вещи, покупать новые и следить за тем, чтобы «космический шкаф» в один прекрасный день не переполнился. На сегодняшний день проблема космического мусора является одной из самых острых, которую не может решить ни одна отдельно взятая страна. Однако как политики, так и ученые космической отрасли едины в одном: контроль за космическим мусором необходим для обеспечения космической деятельности в будущем.

«Нужно садиться за круглый стол и обсуждать, каким образом ограничить поставку в космос, на орбиту, таких спутников, которые в результате окончания своей работы разваливаются и превращаются в мусор, а потом обязывают думать, как его ликвидировать», - отмечает советник президента ракетно-космической корпорации «Энергия» им.Королева А.Александров. 

Мнения ученых и специалистов космической отрасли сходятся лишь в том, что проведение любых мер по очистке орбит от космического мусора технически и материально очень затратное занятие. Самым верным решением было бы предварительное оснащение всех спутников и космических аппаратов системами самоликвидации, т.е. после завершения срока службы они контролируемо сгорали бы в атмосфере или же автоматически выводились на очень высокую «орбиту-кладбище». Но пока и это самое простое решение считается нереализуемым. 

Вот и получается, что никому не хочется быть мировым мусорщиком, брать на себя обязанности и отвечать за всех, кто насорил. С такими темпами общечеловеческой халатности сюжет мультика «Валли» перестанет быть выдумкой Disney и окажется вполне реальным в будущем. А на Земле среди груды всякого рода мусора останется любознательный робот, все стремления которого будут направлены на исправление ошибок человечества.

Анастасия Жидкова, РБК