Недавнее падение огромного куска металла весом почти полтонны на кенийскую деревню Мукуку вновь напомнило землянам о том, что на околоземной орбите скопилось очень много космического мусора, который далеко не всегда сгорает в плотных слоях атмосферы, а вполне может долетать и до нас с вами. Ученые полагают, что проблему загрязнения орбиты необходимо решать как можно скорее, ведь сложившаяся ситуация не только мешает работе спутников и МКС, но и угрожает жителям планеты. Когда же начнут уборку в околоземном пространстве, и кто должен этим заниматься?

Откуда в космосе мусор и сколько его там?

Мусор в космосе появляется так же, как и на Земле, то есть его источником служит деятельность человека. Все искусственные спутники, которые уже вышли из строя, верхние ступени ракет, технические детали, аварийные обломки, потерянные космонавтами вещи и предметы, словом, все то, что уже никогда не принесет пользу человечеству – это и есть космический мусор. Запуск очередной ракеты к Международной космической станции (МКС) или новых спутников добавляет на околоземную свалку все новые и новые техногенные объекты, но наибольшую опасность несут аварийные ситуации на орбите. Один из случаев массового образования космического мусора – столкновение в 2009 году американского спутника Iridium-33 с российским «Космос-2251», на тот момент уже не действующим. Тогда околоземное пространство пополнилось сразу 2 300 техногенными обломками.

По данным корпорации «Роскосмос», на начало 2023 года в околоземном пространстве на разных высотах вращалось около 130 миллионов объектов размером более 1 мм, имеющих статус космического мусора. Эти же цифры подтверждают и отчеты NASA. А если говорить об общей массе всех антропогенных предметов на орбите, то мы увидим пугающую картину: на 2021 год масса функционирующих аппаратов составляла около 3 000 тонн, в то время как вес техногенного хлама оценивали в 9 200 тысяч тонн. Ведущие космические державы, такие как Россия, США, Европейский Союз и Китай, даже ведут каталоги, куда включены все наиболее крупные и опасные техногенные объекты, которые больше не контролируются с Земли. Одних только обломков, размеры которых превышают 10 сантиметров, обнаружено около 25 тысяч, и все это изобилие вращается на огромной скорости, от 7 до 30 км/час, в зависимости от массы и высоты.

Но не так важно количество отходов в космосе, как плотность их распределения. Ученые беспокоятся, что скоро жители нашей планеты станут свидетелями синдрома Кесслера – состояния околоземного пространства, когда оно будет настолько заполнено космическим мусором, что его больше нельзя будет использовать для работы всего полезного. Впервые перспективу такого будущего описал еще в 1978 году Дональд Кесслер – американский астрофизик и бортинженер космической станции, который предположил сценарий возможных столкновений из-за высокой плотности космического мусора. 

Ну а пока ведутся научные дискуссии о сроках катастрофы, космические державы стараются отсрочить неизбежную уборку и продолжают фиксировать аварийные ситуации, связанные с космическим мусором. А они регулярно случаются, как на Земле, так и на орбите.

Какие угрозы несет в себе космический мусор?

Падение обломка в Кении, конечно, не первая подобная авария, и вот лишь несколько случаев из истории освоения космоса.

• В 1978 году фрагменты советского аппарата с ядерным топливом «Космос-954» оказались в Канаде, где было зафиксировано радиационное заражение местности.  

• В 1979 году части американской орбитальной станции Skylab приземлились в Австралии.
• В 1991 году похожий случай произошел с советской «Салют-7», когда ее фрагменты долетели до Аргентины.

В космосе проблем от космического мусора еще больше, в том числе и у МКС. Мало того, что ее орбиту корректируют несколько раз в год из-за угрозы столкновения с обломками, так еще и отменяют запланированные работы по выходу в открытый космос. Один из таких случаев произошел в ноябре 2021 года, когда астронавты NASA Кайла Бэррон и Том Маршберн должны были произвести ремонт оборудования на внешнем корпусе станции.

Космические ракеты часто сталкиваются с небольшими фрагментами мусора и получают повреждения обшивки, но в целом могут работать дальше. А вот когда небольшие по массе спутники встречаются с опасными обломками, то последствия всегда намного хуже: более мелкие объекты выходят из строя и сами становятся частью мусора. Пример такой аварии – встреча французского спутника с остатками разгонной ступени ракеты в 1996 году, когда Европейское космическое агентство потеряло не только научные и навигационные данные, которые нес спутник, но и более 350 миллионов долларов. Есть над чем задуматься. И возможно, пора принимать меры?

Какие есть идеи и планы по избавлению от космического мусора?

За крупным космическим мусором строго следят: вышедшие из эксплуатации орбитальные станции или опасные детали ракет своевременно удаляют с орбиты. Это управляемый процесс, в результате которого отработавшие свое объекты попадают на «кладбище космических кораблей» - точку Немо в Тихом океане. Это место в южной части океана называют еще полюсом недоступности, так как оно максимально удалено от суши: ближайшая к ней земная поверхность – остров Пасхи, до которого почти 2700 километров. Координаты точки Немо 48°52′31″ ю. ш. 123°23′33″ з. д. Здесь лежат остатки орбитальной станции «Мир» и кораблей «Прогресс», а также различные объекты NASA и Европейского космического агентства. Планируется, что в 2028 году здесь найдет свой последний приют и ныне работающая Международная космическая станция. К слову, иногда специалисты, отвечающие за направление объекта в точку НЕМО «промахиваются», как в вышеописанных случаях с «приземлением» объектов в Австралии и Аргентине. Как говорится, бывает недолет, а бывает и перелет.

А вот с мелкими объектами все намного сложнее: возиться с каждым куском ступени или отработавшим спутником слишком дорого и технически сложно. При этом проектов утилизации орбитального мусора существует множество: настоящий «клондайк» идей для сценаристов-фантастов. Здесь все, от атаки лазерами до воздействия мощных магнитов, которые будут отодвигать мусор подальше в безопасный космос.

Предлагают и более близкие к реальности варианты, например, превращение техногенного мусора в космическую пыль. Такой проект разработали инженеры из компании «Российские космические системы»: «спутник-охотник» будет собирать мусор на орбите при помощи сетей и прямо в космосе измельчать его до мелкодисперсного состояния.

Есть и проекты, на которые уже выделено финансирование, и даже назначены конкретные даты запуска. Например, Европейское космическое агентство разрабатывает спутник ClearSpace-1, который будет собирать мусор на орбите при помощи роботизированной руки. Отправка аппарата в космос запланирована на 2026 год и даже нашлись первые клиенты: Великобритания желает удалить свои неработающие спутники. Также известно о планах на 2028 год, когда японская компания Astroscale Japan собирается запустить аппарат для уборки крупного куска космического мусора – ступень японской ракеты H-2A. Но все это единичные примеры, которые не сильно улучшат ситуацию, а когда же космические державы всерьез займутся решением проблемы?

Грозит ли нам синдром Кесслера?

Не исключено, что наступит момент, когда очередное аварийное столкновение спутников оставит Землю без связи, метеоданных, навигационных приборов и сделает невозможной работу авиации. Скорее всего, в этот момент технологического коллапса человечество предпримет реальные шаги по уборке мусора. Вероятно, придется решать этот вопрос на международном уровне: у каждого крупного куска мусора есть своя страна-владелец, которая и должна будет в итоге выделять средства на его утилизацию. Будем надеяться, что успешные проекты найдут финансирование и будут реализованы, и с нашей планетой никогда не случится такая неприятность, как синдром Кесслера.  

Ольга Фролова

Изображение на обложке: Freepik

«Первым нашим университетом» назвал Михаила Ломоносова Александр Пушкин. В День студента и день 270-летия Московского университета, в основание которого Ломоносов внес огромный вклад, мы напомним несколько ярких цитат от Михаила Васильевича о науке, учебе и… просто о жизни.

О науке

«Наука есть ясное познание истины, просвещение разума, непорочное увеселение жизни, похвала юности, старости подпора, строительница градов, полков, крепость успеха в несчастии, в счастии – украшение, везде верный и безотлучный спутник».

«Краткое руководство к красноречию», 1765

Об учении

«Ничто на земли смертному выше и благороднее дано быть не может, как упражнение, в котором красота и важность, отнимая чувствие тягостного труда, некоторою сладостию ободряет; которое никого не оскорбляя, увеселяет неповинное сердце и, умножая других удовольствие, благодарностию оных возбуждает совершенную радость. Такое приятное, беспорочное и полезное упражнение где способнее, как в учении, сыскать можно? В нем открывается красота многообразных вещей и удивительная различность действий и свойств, чудным искусством и порядком от Всевышнего устроенных и расположенных. (…) В нем труды свои полагающий не токмо себе, но и целому обществу, а иногда и всему роду человеческому пользою служит».

«Слово о пользе химии», 1751

О просвещении

«Я бы охотно молчал и жил в покое, да боюсь наказания от правосудия и всемогущего промысла, который не лишил меня дарования и прилежания в учении и ныне дозволил случай, дал терпение и благородную упрямку и смелость к преодолению всех препятствий к распространению наук в отечестве, что мне всего в жизни моей дороже. (…)

За общую пользу, а особливо за утверждение науки в Отечестве, и против отца своего родного восстать за грех не ставлю. (…)

Что ж до меня надлежит, то я к сему себя посвятил, чтобы до гроба моего с неприятельми наук российских бороться, как уже борюсь двадцать лет; стоял за них смолода, на старость не покину».

Из письма Г. Теплову от 30 января 1761

О химии

«Когда от любви беспокоящийся жених желает познать прямо склонность к себе своей невесты, тогда, разговаривая с нею, примечает в лице перемены цвету, очей обращение и речей порядок; наблюдает ее дружества, обходительства и увеселения, выспрашивает рабынь, которые ей при возбуждении, при нарядах, при выездах и при домашних упражнениях служат, и так по всему тому точно уверяется о подлинном сердца ее состоянии. Равным образом прекрасные натуры рачительный любитель, желая испытать только глубоко сокровенное состояние первоначальных частиц, тела составляющих, должен высматривать все оных свойства и перемены, а особливо те, которые показывает ближайшая ее служительница и наперсница и в самые внутренние чертоги вход имеющая химия…».

«Слово о пользе химии», 1751

О физике

«…блаженства человеческие увеличены и в высшее достоинство приведены быть могут яснейшим и подробнейшим познанием натуры, которого источник есть натуральная философия, общеназываемая физика. Она разделяет смешение, различает сложение частей, составляющих натуральные вещи, усматривает в них взаимные действия и союз, показывает оных причины, описывает непоколебимо утвержденные от Создателя естественные уставы и в уме воображает, что́ от чувств наших долготою времени, дальностию расстояния или дебелостию великих тел закрыто, или для безмерной тонкости оным не подвержено».

«Программа при начале публичного чтения на российском языке изъяснения физики», 1746

О вере и научном знании

«У многих глубоко укоренилось убеждение, что метод философствования, опирающийся на атомы, либо не может объяснить происхождения вещей, либо, поскольку может, отвергает Бога как Творца. И в том, и в другом они, конечно, глубоко ошибаются, ибо нет никаких природных начал, которые могли бы яснее и полнее объяснить сущность материи и всеобщего движения, и никаких, которые с большей настоятельностью требовали бы существования всемогущего двигателя. (…) 

Создатель дал роду человеческому две книги. В одной показал свое величество, в другой - свою волю. Первая – видимый сей мир, им созданный, чтобы человек, смотря на огромность, красоту и стройность его зданий, признал божественное всемогущество, по мере себе дарованного понятия. Вторая книга – Священное писание. В ней показано Создателево благоволение к нашему спасению. В сих пророческих и апостольских богодохновенных книгах истолкователи и изъяснители суть великие церковные учители. А в оной книге сложения видимого мира сего суть физики, математики, астрономы и прочие изъяснители божественных, в натуру влиянных действий суть таковы, каковы в оной книге пророки, апостолы и церковные учители. Нездраворассудителен математик, ежели он хочет божескую волю измерять циркулом. Таков же и богословия учитель, если он думает, что по псалтире научиться можно астрономии или химии».

«Явление Венеры на Солнце…», 1761 

О Петре I

«К великим своим намерениям премудрый монарх предусмотрел за необходимо нужное дело, чтобы всякаго рода знания распространить в отечестве и людей, искусных в высоких науках, также художников и ремесленников размножить…

Я в поле меж огнем, я в судных заседаниях меж трудными рассуждениями, я в разных художествах между многоразличными махинами, я при строении городов, пристаней, каналов, между бесчисленным народа множеством, я меж стенаниями валов Белаго, Чернаго, Балтийского, Каспийского моря и самаго Океана духом обращаюсь. Везде Петра Великаго вижу в поте, в пыли, в дыму, в пламени – и не могу сам себя уверить, что один везде Петр, но многие и некраткая жизнь, но лет тысяча».

«Слово похвальное блаженные памяти государю императору Петру Великому…», 1755

О слове

«Собраться рассеянным народам в общежития, созидать грады, строить храмы и корабли, ополчаться против неприятеля и другие нужные, союзных сил требующие дела производить как бы возможно было, если бы они способа не имели сообщать свои мысли друг другу? Того ради всевышняя премудрость к дарованию разума присовокупила человеку и слова дарование, в котором остроумные люди уже в древние времена приметили, что оно искусством увеличено и тем с вящею пользою употреблено быть может, и для того многое старание и неусыпные труды полагали, чтобы слово свое учением возвысить и украсить…»

«Краткое руководство к красноречию», 1748

О русском языке

«Язык, которым Российская держава великой части света повелевает, по ея могуществу имеет природное изобилие, красоту и силу, чем ни единому европейскому языку не уступает».

«Краткое руководство к красноречию», 1748

«Карл Пятый, римский император, говаривал, что ишпанским языком с богом, французским с друзьями, немецким – с неприятельми, италиянским - с женским полом говорить прилично. Но если бы он российскому языку был искусен, то, конечно, к тому присовокупил бы, что им со всеми оными говорить пристойно, ибо нашел бы в нем великолепие ишпанского, живость французского, крепость немецкого, нежность италиянского, сверх того богатство и сильную в изображениях краткость греческого и латинского языка. (…) Тончайшие философские воображения и рассуждения, многоразличные естественные свойства и перемены, бывающие в сем видимом строении мира и в человеческих обращениях, имеют у нас пристойные и вещь выражающие речи. И ежели чего точно изобразить не можем, не языку нашему, но недовольному своему в нем искусству приписывать долженствуем».

«Российская грамматика», 1755

О любви

«Любовь есть склонность духа к другому кому, чтобы из его благополучия иметь услаждение. Сия страсть по справедливости назваться может мать других страстей, ибо часто для любви веселимся, плачем, уповаем, боимся, негодуем, жалеем, стыдимся, раскаиваемся и прочая. Любовь сильна, как молния, но без грому проницает, и самые сильные ея удары приятны».

«Краткое руководство к красноречию», 1765

О разуме

«Велико есть дело достигать во глубину земную разумом, куда рукам и оку досягнуть возбраняет натура; странствовать размышлениями в преисподней, проникать рассуждением сквозь тесные расселины, и вечною ночью помраченные вещи и деяния выводить на солнечную ясность».

«О слоях земных», 1763

О себе

«Не токмо у стола знатных господ или у каких земных владетелей дураком быть не хочу, но ниже́ («даже». – Прим. ред.).у самого Господа Бога, который мне дал смысл, пока разве отнимет».

Из письма И. Шувалову от 19 января 1761

«…За то терплю, что стараюсь защитить труды Петра Великого, чтобы выучились россияне, чтобы показали свое достоинство pro aris etc. («pro aris et focis» - латинское выражение, означающее «за алтари и очаги», то есть ради самого дорогого. – Прим. ред.).

…Я не тужу о смерти: пожил, потерпел и знаю, что обо мне дети отечества пожалеют».

Из плана разговора с Екатериной II, 1765

О человеческом духе

«…простираясь к единому славному и полезному делу, не долженствует дать ниже́ (даже. – Прим. ред.) малейшего места раздружию, но паче взаимно спомоществовать и защищать друг друга каждый, равно как сам себя… и помнить, что всеми прежде бывшими… трудами мужеству и бодрости человеческого духа и проницательству смысла последний предел еще не поставлен и что много может еще преодолеть и открыть осторожная… смелость и благородная непоколебимость сердца».

«Примерная инструкция морским командующим офицерам…», 1764-1765

Составила Ирина Кравченко

Изображение на обложке: Кузьмичёнок Василий/Агентство «Москва»

В ясном ночном небе часто можно увидеть захватывающую картину — блестящие точки звезд как бы «падают», оставляя за собой яркий светящийся след, а затем исчезаю с небосклона. Конечно,  звезды в строго научном понимании никуда не падают, ведь они представляют собой огромные раскаленные шары, такие же, как Солнце, только находящиеся еще дальше  от нас. А «падающими звездами» мы, как правило, называем метеоры — каменные или металлические фрагменты, которые входят в атмосферу Земли и ярко вспыхивают в ней. Сегодня мы поговорим о том, как и почему на нашу планету падают звезды, долетают ли они до поверхности и куда пропадают, если не долетают. Также мы вспомним самые интересные примеры упоминания падающих звезд в книгах и узнаем, какие  поверья связаны с этим красивым явлением.

Почему падают звезды?

Очень давно, когда Солнечная система только формировалась, вокруг еще не родившейся звезды вращалось облако из маленьких частичек пыли и газа. Под действием силы притяжения они сцеплялись друг с другом, становясь все больше и больше. Некоторые фрагменты выросли до таких размеров, что из них сформировались планеты, другие же остались маленькими и продолжили свой путь вокруг Солнца в виде астероидов, комет и метеороидов.

Мы с вами поговорим о самых маленьких небесных телах — метеороидах, осколках из камня или железа. Чаще всего они выглядят как песчинки, но иногда их размеры могут достигать нескольких метров. Когда метеороиды пролетают близко к Земле, наша планета притягивает их к себе силой гравитации. Фрагменты входят в земную атмосферу на очень высокой скорости — от 42 000 до 150 000 км/ч, во много раз быстрее, чем летают реактивные самолеты.

Как мы знаем, воздух на нашей планете состоит из разных газов. Встречаясь с молекулами этих газов на такой высокой скорости, твердые фрагменты начинают тереться об них, из-за чего сильно разогреваются и начинают плавиться. Тогда мы говорим, что метеороид стал метеором, а мы с поверхности Земли видим его как «падающую звезду».

Когда падает звезда, долетает ли она до земли?

Некоторые падающие звезды достаточно большие, чтобы хотя бы частично сохраниться после прохождения всех слоев атмосферы и долететь до поверхности Земли. В таких случаях метеоры распадаются на отдельные фрагменты и падают вниз, уже как метеориты. Иногда метеориты похожи на небольшие камушки, а иногда — на большие валуны, которые весят несколько десятков тонн, как крупные тягачи или карьерные самосвалы. Почти все метеориты падают в океан, а те, что достигают суши, обычно имеют небольшие размеры и не представляют опасности для людей.

Почему пропадают звезды?

Мы можем  увидеть как «падающую звезду» метеоры размером всего несколько сантиметров. Но при этом их размера не хватает, чтобы долететь до поверхности. Пока фрагменты плавятся из-за трения о воздух, они постепенно теряют массу и в результате полностью сгорают. Таким образом, мы можем сказать, что падающие звезды пропадают. Однако они не исчезают совсем — расплавленные частички пород и металлов остывают и все-таки падают на поверхность, в виде микроскопической космической пыли.

Как часто падают звезды?

«Звезды» падают на нашу планету постоянно. Чувствительные научные приборы фиксируют, что каждый день в атмосферу Земли входит несколько миллионов метеоров. Однако большинство из них имеют размеры не больше одного миллиметра, поэтому увидеть их след невооруженным глазом не получится. Если же говорить о более крупных фрагментах, то каждый час в атмосфере вспыхивает около 20 метеоров. Днем увидеть их почти невозможно из-за яркости освещенного Солнцем неба, поэтому ждать появления падающих звезд лучше всего на вечернем или ночном небе, в ясную безоблачную погоду, вдали от фонарей и огней городов.

Когда летом падают звезды?

В некоторые периоды времени падающие звезды можно видеть гораздо чаще, чем в обычно. Такие массовые падения «звезд»  называют метеорными потоками, или метеоритными дождями. Каждый год наша планета по нескольку раз проходит через крупные скопления метеороидов, которые называют роем метеорных тел. Такие скопления представляют собой части хвостов комет или обломки столкнувшихся астероидов, вращающихся вокруг Солнца.

Летом удобнее всего наблюдать метеорный поток Персеиды, который длится с середины июля до конца августа. Пик Персеид обычно приходится на 11, 12 или 13 августа. В этот день рядом с созвездием Персея можно видеть как минимум по одной «падающей звезде» каждую минуту, а иногда и больше. Некоторые метеоры вспыхивают так сильно, что на время становятся самыми яркими объектами в ночном небе после Луны.

Когда еще падают звезды?

Помимо Персеид, часто «падающие звезды» можно увидеть во время следующих метеорных потоков:

• Лириды — во второй половине апреля в созвездии Лиры;
• Эта-Аквариды — с 19 апреля по 28 мая в созвездии Водолея;
• Ориониды — со 2 октября по 7 ноября в созвездии Ориона.

Одним из самых мощных метеорных потоков считаются Геминиды, которые продолжаются с 4 по 17 декабря. Если в ночь с 14 на 15 декабря погода остается безоблачной, рядом с созвездием Близнецов можно видеть от 150 до 200 падающих звезд каждый час. Иногда, чтобы посмотреть на метеоритные дожди, люди отправляются в путешествия в горы. На высоте больше 2,5 километров над уровнем моря воздух прозрачнее, чем внизу, а световое загрязнение от городских огней не мешает наслаждаться удивительным космическим явлением.

Как объяснить ребенку, что такое падающие звезды?

Чтобы объяснить ребенку, что такое падающие звезды, вы можете воспользоваться информацией из этой статьи. Расскажите ему о небольших небесных телах, которые блуждают в космическом пространстве много лет, пока не встретятся с нашей планетой и не вспыхнут в ее атмосфере. Старайтесь не использовать трудных для понимания терминов, заменяя их более простыми словами. Объяснить природу сопротивления воздуха можно с помощью аналогий. Например, парашютисты медленно планируют к земле благодаря объемному куполу, заполненному воздухом. Силу трения, из-за которой вспыхивают метеоры, можно объяснить с помощью обыкновенной спички. Во время контакта головки с шероховатой поверхностью коробка́ выделяется тепло, и спичка воспламеняется. Если какие-то вопросы вызывают у вас затруднения, купите ребенку специальное астрономическое пособие для дошкольников. Например, в книге Елены Качур «Увлекательная астрономия» метеоритам и метеорам посвящен целый раздел.

Падающие звезды в литературе

В поэзии «падающие звезды» часто становились ярким образом, обретая некий  философский смысл. В стихотворении Сергея Есенина «Гори, звезда моя, не падай» лирический герой ассоциирует звезду с человеческой жизнью, а падение звезды — с ее окончанием. Трагические мотивы прослеживаются и в стихотворении Владимира Высоцкого «Звезды», в котором ярко вспыхивающие и угасающие метеоры сравниваются с павшими в бою солдатами. Падение звезд отражает мимолетность человеческого бытия также в творчестве Александра Пушкина, Михаила Лермонтова и Афанасия Фета.

Почему, когда падает звезда, надо загадывать желание?

Обычай загадывать желание во время падения звезды есть в культуре самых разных народов мира. Считается, что он зародился  еще в далекие времена античности. Древние греки почитали Астерию — покровительницу звезд. Спасаясь от Зевса, она сама обратилась в звезду и упала на Землю, став пустынным островом. Люди считали, что во время метеорных потоков связь между мирами усиливается, и боги могут слышать их потаенные желания. Чтобы желание сбылось, его нужно было успеть мысленно сформулировать за несколько секунд, в течение которых свет от вспышки виден на небе.

Удивительно, что даже самые небольшие фрагменты космической материи размером всего в несколько сантиметров могут оставлять в небе яркие линии. Если вы никогда не видели падающую звезду, обязательно отправьтесь в путешествие на природу во время пика потока Персеиды, ведь мало что может сравниться по красоте с яркими метеорами, загорающимися на фоне чистого звездного неба.

Иван Стефанов

Изображение на обложке: Freepik