Ученые предложили способы борьбы с космическим мусором
За 70 лет освоения космоса человечество вывело на орбиту тысячи спутников, которые обеспечивают связь, навигацию, прогнозирование погоды и научные исследования. Но вместе с новыми аппаратами вокруг Земли постепенно накапливаются и те, что давно перестали работать. Сегодня общая масса космического мусора уже превышает 13 тыс. т, а количество обломков продолжает расти с каждым новым запуском. Ученые предупреждают, что проблема перестала быть исключительно космической: она уже влияет на безопасность орбитальных полетов и может стать одним из главных вызовов для будущего освоения космоса. О том, откуда берутся тысячи тонн мусора над нашей планетой и можно ли очистить околоземную орбиту, — в материале «Известий».
Что считается космическим мусором
Под космическим мусором ученые понимают любые искусственные объекты на орбите, которые больше не выполняют никакой функции. Это отработанные ступени ракет, неработающие спутники, фрагменты после столкновений и взрывов, а также бесчисленное количество мелких частиц вплоть до микроскопических фрагментов краски и металла.
По оценкам исследователей, сейчас вокруг Земли находится около 36 тыс. объектов размером более 10 см, а если учитывать более мелкие обломки, их число исчисляется десятками миллионов. Общая масса всего этого мусора достигает 13 486 т — авторы исследования сравнивают ее с весом примерно 13 млн взрослых тростниковых жаб.
Главная опасность заключается не в размерах обломков, а в их скорости. В среднем космический мусор движется по низкой околоземной орбите со скоростью около 7 км/с. Даже небольшой фрагмент способен серьезно повредить действующий спутник, а крупное столкновение неизбежно порождает тысячи новых обломков.
Почему ученые боятся «эффекта домино»
Наиболее опасным сценарием специалисты считают так называемый синдром Кесслера. Его суть заключается в цепной реакции: столкновение двух объектов образует множество новых обломков, которые в свою очередь сталкиваются с другими аппаратами. В результате количество мусора начинает расти лавинообразно, а отдельные области орбиты могут стать практически непригодными для дальнейшего использования.
Последствия этой проблемы уже ощущаются сегодня. Например, Международная космическая станция регулярно отслеживает опасные объекты и как минимум раз в год вынуждена менять орбиту, чтобы избежать возможного столкновения.
Самый распространенный способ избавляться от старых спутников сегодня — постепенно сводить их с орбиты, чтобы они сгорели в атмосфере. Именно так поступают, например, со спутниками Starlink: по данным исследователей, как минимум один аппарат ежедневно входит в атмосферу и полностью разрушается. Однако и этот метод оказался неидеальным. При сгорании космической техники в верхних слоях атмосферы образуются частицы сажи и оксида алюминия, которые, как показывают исследования, могут влиять на состояние озонового слоя.
Сети, гарпуны и деревянные спутники: как предлагают очищать орбиту
По мнению авторов исследования, решить проблему можно только одновременно по нескольким направлениям: совершенствовать технологии, менять международные правила и пересматривать сам подход к использованию космоса.
Среди технических решений рассматриваются самые разные идеи. Одни проекты предлагают активно удалять старые спутники, отправляя их в атмосферу или на специальные «кладбищенские орбиты». Для этого инженеры разрабатывают сети, гарпуны, магнитные захваты, тросовые системы, солнечные паруса и даже своеобразные космические «рогатки». Правда, большинство подобных технологий пока существует лишь в виде экспериментальных проектов.
Одновременно меняется и подход к проектированию новых аппаратов. Одни специалисты предлагают делать спутники максимально долговечными, чтобы реже запускать новые, другие, наоборот, разрабатывать конструкции, которые будут быстрее и безопаснее сгорать после завершения миссии. Среди самых необычных проектов — испытания деревянных спутников, которые сейчас проводит Япония. Кроме того, всё больше внимания уделяется технологиям дозаправки космических аппаратов прямо на орбите, чтобы продлить срок их службы.
Проблема не только технологий, но и отношения к космосу
Авторы статьи считают, что одних инженерных решений уже недостаточно. За десятилетия освоения космоса человечество привыкло воспринимать околоземную орбиту как практически бесконечный ресурс, где можно беспрепятственно запускать новые аппараты. Однако сегодня становится очевидно, что космическое пространство тоже нуждается в защите.
По мнению исследователей, необходимо развивать международные правила управления космическим движением, которые будут регулировать количество новых запусков, обмен информацией между операторами спутников и меры по предотвращению образования новых обломков. Пока подобной глобальной системы не существует.
Ученые подчеркивают, что Землю, атмосферу и космос больше нельзя рассматривать как отдельные среды. Все они образуют единую систему, и последствия деятельности человека в космосе неизбежно возвращаются обратно на планету. Именно поэтому проблема космического мусора сегодня перестала быть исключительно задачей инженеров и постепенно превращается в один из главных экологических вызовов космической эпохи.
