Осадочек остался: раскрыта загадка происхождения пыли на МКС
Российские ученые впервые выяснили, откуда берется пыль на космических орбитальных аппаратах, в том числе на МКС. Согласно данным, полученным специалистами Объединенного института ядерных исследований, у этой пыли три источника: метеориты, корпуса самих аппаратов и вулканические частицы, поднимающиеся с Земли. Опрошенные «Известиями» эксперты согласились с упомянутыми выводами. При этом они считают, что такая пыль практически безвредна для стенок космической техники. Защищать от нее необходимо только оптические приборы, но их уже и так ограждают с помощью специальных экранов.
В космосе не чисто
Со временем на космических аппаратах, находящихся на орбите, появляется осадок. Загрязнена и поверхность международной космической станции (МКС).
Сотрудники лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) провели работу с целью выяснить, что это за пыль и чем она может быть опасна. Ученые провели анализ состава пыли и на основе этой информации выявили основные источники происхождения субстанции. Об этом «Известиям» рассказали в пресс-службе ОИЯИ.
Чтобы собрать пыль, обитатели МКС осуществили космический эксперимент. 10 марта 2009 года на внешней поверхности МКС был размещен рулон хлопчатобумажной ткани (полотенце) — россиянин Юрий Лончаков и американец Майкл Финк закрепили его на одном из кронштейнов. Спустя 10 лет, 29 мая 2019-го, уже другие космонавты — Олег Кононенко и Алексей Овчинин — сняли его и прямо в открытом космосе поместили в герметичный пакет. В сентябре того же года сверток вернулся на Землю, где его начали исследовать, в том числе и в лаборатории нейтронной физики ОИЯИ.
Ученые сравнивали внешний и внутренний фрагменты свернутой ткани. Они отличались даже визуально: внешний был желтым, а внутренний сохранил белый цвет. Исследователям удалось определить, что загрязненная часть полотенца содержит 20 элементов, которых нет в чистой.
Три источника пыли
Исходя из состава пыли, ученые пришли к выводу, что источников ее может быть несколько. Первый — это частицы космических тел, главным образом метеоритов.
— Большая часть метеоритов — это хондриты (то есть содержащие хондры — сферические или эллиптические образования преимущественно силикатного состава. — «Известия»). Они составляют до 85% от общего числа метеоритов, — рассказала начальник сектора нейтронного активационного анализа и прикладных исследований лаборатории нейтронной физики ОИЯИ Инга Зиньковская. — У них особый состав и соотношение элементов. Изучив количественное соотношение элементов на загрязненной ткани и сравнив их с тем, что характерно для хондритов, мы сделали вывод, что магний, кремний, железо, уран и торий на ткани имеют космическое происхождение.
Второй источник — это сам корпус станции. Поскольку МКС в основном построена из алюминия, а трубопроводы изготовлены из коррозионно-стойких сталей и титановых сплавов, станцию сочли основным источником данных элементов на изучаемой ткани.
Третьим источником попадания чужеродных элементов на полотенце ученые назвали частицы, поднимающиеся с Земли, а именно вулканический пепел. В нем содержатся металлы барий, цирконий, рений, стронций, рубидий и редкоземельные элементы. Основную роль в переносе частиц на высоту орбиты МКС играет грозовая активность в период развития тайфунов и вулканических извержений — то есть молнии.
— Пыль от разных источников находится в космосе и оседает на поверхности космических аппаратов точно так же, как на поверхностях на Земле, — резюмировала Инга Зиньковская.
Уборка не требуется
Опрошенные «Известиями» эксперты положительно оценили проведенную работу и согласились со сделанными выводами.
— В космосе пыли действительно очень много, и в этом нет ничего удивительного, — сообщил профессор НИТУ «МИСиС» Александр Громов. — Однако сама работа ученых очень интересная, так как точный элементный состав такой пыли ранее был неизвестен. Кстати, одна из теорий глобального потепления говорит о том, что оно произошло из-за выхода Солнечной системы из пояса пыли. В итоге выросло количество радиации, которая попадает на нашу планету.
Ученые из ОИЯИ отметили, что пыль может причинять вред стенкам космических аппаратов. Мелкие частицы, движущиеся с космической скоростью, способны взаимодействовать с алюминиевыми корпусами модулей станции и другими конструктивными элементами. И если пыль на Земле легко протереть тряпкой, применительно к космической технике уборку осуществить намного сложнее.
Однако эксперты считают, что особой опасности такая пыль ни для МКС, ни для спутников не представляет и защищаться от нее не нужно.
— Защитить от пыли космические аппараты невозможно — примерно так же, как и автомобиль, на который налипает пыль из воздуха, — отметил Александр Громов. — Однако размер этих частиц очень маленький — они нано- и микромасштаба. Более крупные будут просто слетать с поверхности аппарата при его движении. А мелкая пыль особого вреда наносить не будет (скажем, трещины на МКС — точно не следствие ее существования). Она просто немного «изнашивает» поверхность.
Доцент кафедры космических систем и ракетостроения Московского авиационного института Алена Моржухина добавила, что концентрация пыли очень мала: на кубометр пространства попадаются одна-две частички.
— Учитывая такое малое количество пыли, надо, чтобы аппарат десятки лет находился на орбите, и только тогда пыль как-то может повлиять на состояние его поверхности, — сообщила эксперт. — Единственное, для чего она может представлять опасность, — это оптические приборы. Пылинки хоть и микроскопические, но движутся с высокой скоростью и могут поцарапать оптику. Но на нее в связи с этой проблемой уже и так ставят специальные защитные экраны.
