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
