Домой Разное Как околоземная орбита превращается в помойку

Как околоземная орбита превращается в помойку

15
0

Как околоземная орбита превращается в помойкуМусорный след человека давно протянулся за пределы планеты, далеко в космос. Пока активисты и политики решают, куда девать бытовые отходы на Земле, на орбитах скапливаются тонны отработавшей ресурс техники.Разбираемся из чего состоят космические свалки, где они находятся и может ли «небесный» мусор рухнуть на наши головы (спойлер: такое уже случалось).

Какой мусор летает в космосе

С запуска первого искусственного спутника в 1957 году началась космическая эра. С тех пор человечество запустило множество ракет и вывело на орбиты почти 11 тыс. спутников. В последние годы число космических миссий резко возросло. Теперь околоземное пространство осваивают не только государства — к делу подключились частные фирмы и некоммерческие организации. Загруженность орбит растет.

Как менялось количество объектов в околоземном пространстве

Как околоземная орбита превращается в помойкуОднако спутники, как и любая другая техника, ломаются и устаревают. Их заменяют новые устройства, а вышедшие из строя аппараты вынуждены доживать свой век на орбите в виде металлолома. В ближних и дальних окрестностях нашей планеты появились «свалки».К космическому мусору относят все неработоспособные технические объекты и их фрагменты. Бо́льшую его часть составляют отработанные ступени ракет, старые спутники и их фрагменты. Несмотря на постоянные запуски новых устройств, работающих спутников на орбитах гораздо меньше, чем «отходов». По оценкам Европейского космического агентства (ЕКА), в околоземном пространстве находится 128 млн крошечных обломков, размер которых не превышает сантиметра, 900 тыс. фрагментов от 1 до 10 см и 34 тыс. — более 10 см. Для сравнения: работающих спутников всего 3,9 тыс.Наиболее активно человечество использует низкую околоземную орбиту (200-2000 км над уровнем моря). Эта часть космического пространства — самая «густонаселенная» и одновременно самая «грязная». На высотах 650-1000 км расположена первая «свалка» — здесь «обитают» старые аппараты, разнокалиберные обломки и военные спутники с ядерными установками. Такие высоты для складирования потенциально опасных объектов выбраны не случайно: там они могут находиться около двух тысяч лет. Второй официальный «полигон» расположен на высоте примерно 36 тыс. км — туда отправляются все отслужившие спутники с геостационарной орбиты.Однако космический мусор «летает» не только в специально отведенных для него местах. Столкновение с обломками в околоземном пространстве может произойти где угодно, ведь предугадать движение небольших частиц практически невозможно. А вот от крупных фрагментов увернуться реально — за большинством из них наблюдают мировые космические агентства. Если в ближайшие годы такие компании, как SpaceX, OneWeb и Amazon, развернут над Землей многотысячные группировки спутников связи, специалистам придется следить за движением на орбитах гораздо тщательнее, чтобы избежать аварий.

Кто следит за мусором в космосе

По информации ЕКА, сети космического наблюдения регулярно отслеживают лишь 28 тысяч особо крупных обломков. Организация US Space Surveillance Network — одна из главных служб, занимающихся анализом траекторий космического мусора. Специалисты ведут каталог, куда заносят объекты крупнее 5-10 сантиметров с низкой околоземной орбиты и мусор размером от 30 сантиметров, располагающийся вблизи геостационара.В США есть и другие центры, которые собирают и обрабатывают данные не только об «отходах», но и о действующих аппаратах. Их геолокации публикуются в открытом доступе на ресурсе Space Track, а из твиттера 18-й эскадрильи контроля космического пространства можно узнать о разрушении тех или иных аппаратов. На основе этих сведений была создана онлайн-карта Stuff in Space, которая в режиме реального времени показывает положение спутников (красные точки), корпусов ракет (синие) и космического мусора (серые). Карта обновляется каждый день и наглядно демонстрирует тесные «отношения» действующих аппаратов и «отходов».Страны Европы, Россия и Китай тоже наблюдают за движением на космических «трассах» с помощью телескопов или геостационарных радаров. Благодаря работе служб, рассчитывающих вероятность крушений, столкновения на орбите происходят редко.

Откуда берется космический мусор

Несмотря на то, что столкновения в космосе — явление нечастое, они серьезно влияют на рост «небесных свалок». Одно из самых серьезных космических ДТП произошло в 2009 году: не смогли разойтись американский спутник связи Iridium и неработающий российский военный аппарат «Космос-2251». Их «встреча» породила большое облако мелких обломков и более 1,5 тысяч крупных фрагментов, которые и по сей день остаются в околоземном пространстве.

Основной же причиной образования космического мусора исследователи называют взрывы. Чаще всего они происходят из-за утечки или нагрева топлива, которое остается в баках уже отработавших разгонных блоков, последних ступеней ракет и спутников. Техника взрывается из-за недостатков конструкции или воздействия суровой космической среды. Например, в 2018 году на орбите потерпели крушение российские и американские разгонные блоки «Фрегат» и «Центавр», в 2012-м разлетелся на осколки наш «Бриз-М». В марте 2021-го взорвался старый метеорологический спутник США, а год назад ступень советской ракеты «Циклон-3», которая пробыла в околоземном пространстве 29 лет, превратилась в 75 дрейфующих фрагментов.Большой мусорный след оставляют испытания противоспутникового оружия. В 2007-м Китай уничтожил собственный аппарат Fengyun-1C ракетой средней дальности на высоте 865 км. Образовалось около 3,5 тыс. крупных объектов и несчетное множество осколков до 5 сантиметров. В 2019 году Индия тоже пульнула ракетой по своему спутнику — около 400 обломков разлетелись по орбитам высотой от 200 до 1600 км.Специалисты ЕКА проанализировали более 560 случаев деструкции аппаратов. Как они отмечают, на орбитах есть и другие причины образования космического мусора. Нередко от аппарата отсоединяются некоторые его части, он разрушается из-за несовершенств конструкции или выходит из строя при взаимодействии с атмосферой Земли.

Причины разрушения космических аппаратов

Как околоземная орбита превращается в помойкуВ 2020 году специалисты компании RS Components проанализировали, кто из космических держав намусорил в космосе сильнее других. Оказалось, что наибольшая часть отслеживаемых сегодня обломков принадлежит России и странам СНГ — 14 403 фрагмента. На втором месте — США (8734), на третьем — Китай (4688).

Чем опасны космические свалки

Современные спутники оборудованы защитой от микрометеоритов и частиц космического мусора, но «броня» спасает не всегда. Обломки, образовавшиеся при взрыве, продолжают двигаться с начальной скоростью. Поскольку в космосе нет ощутимой силы трения и не действует привычная сила тяжести, они практически не замедляются.Их скорость может достигать 8-10 км/с, что почти в семь раз быстрее пули. Фатальными могут оказаться и удары более «медленных» фрагментов. Куски размером свыше 10 см способны полностью разрушить летательные аппараты. Столкновения с осколками более 1 см нарушают работу космического корабля или вызывают взрывы недействующих объектов. Миллиметровые частицы в большинстве случаев оставляют трещины и сколы на корпусах.В 2016 году крошечный осколок размером с пылинку оставил на стекле иллюминатора МКС вмятину диаметром 7 мм. Столкновения с любыми фрагментами мусора опасны для космической станции, ведь она движется по орбите со скоростью более 7,6 км/с. МКС регулярно выполняет маневры уклонения и корректирует свою орбиту: противометеоритные панели не способны защитить экипаж при столкновении с крупными обломками. Иногда космонавты вынуждены эвакуироваться со станции и пережидать момент опасного сближения с космическим мусором в корабле «Союз», чтобы при необходимости быстро покинуть «тонущий корабль».Бо́льшая часть маневров космических кораблей проводится, чтобы избежать «встреч» с мусором. Эти действия обходятся дорого. Специалисты часами рассчитывают риски и планируют новую траекторию движения. В момент маневра расходуется топливо, которое приходится брать с собой «про запас», а приборы «простаивают» — не передают необходимые для исследователей данные.Для тех, кто на Земле, космический мусор не представляет серьезной угрозы. Мелкие аппараты успевают сгореть в атмосфере, а крупные отработавшие части ракет или спутники, как правило, спускают по заданной траектории в Тихий океан или на незаселенные территории в Казахстане. Лишь однажды рукотворный космический мусор попал в человека. В 1997 году на жительницу штата Оклахома Лотти Уильямс свалился обломок американской ракеты-носителя Delta II. Девушка была разочарована, узнав, что ей на плечо упал не кусочек звезды, а фрагмент топливного бака.Научный консультант NASA Дональд Кесслер в 1978 году сделал неприятный прогноз. Впоследствии описанное им явление назвали «синдромом Кесслера». По мнению астрофизика, однажды концентрация «отходов» в космосе увеличится настолько, что число аварий начнет неконтролируемо расти. Мусор будет врезаться в летательные аппараты, а те — разрываться на части и «атаковать» другие объекты. Горы металлолома сделают нижние орбиты непригодными для использования, а вокруг Земли появится мусорный пояс, напоминающий кольца Сатурна. Некоторые эксперты считают, что критическая концентрация рукотворных объектов на орбите уже достигнута.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here