Космический мусор — как мы засоряем космос

~5 min
Темы:Космические миссии
Space junk
©Vito Technology, Inc.

С начала космической эры в 1950-х, мы заполняем космос ракетами, спутниками и мусором. Однажды нам придется встретиться с последствиями. Что нас ждет и можем ли мы прекратить загрязнять космос? Давайте выясним.

Содержание

Что такое космический мусор?

Космический мусор — это ненужные объекты и материалы оставленные людьми в космосе, вроде обломков вышедших из строя спутников. Вот примеры космического мусора найденного в космосе:

  • Ступени ракет;
  • Гайки и болты;
  • Кусочки слезшей краски;
  • Перчатка;
  • Одеяло;
  • Зубная щетка;
  • Плоскогубцы;
  • Сумка для инструментов.

В основном под космическим мусором подразумеваются объекты на орбите Земли, но люди умудряются оставлять мусор повсюду — например, на Луне.

Сколько в космосе мусора?

По данным на август 2022 года, Европейское космическое агентство сообщило о 31 870 фрагментах космического мусора, постоянно отслеживаемых Сетью Космического Наблюдения. Но не весь космический мусор можно отследить или внести в каталог. Наши системы наблюдения могут засечь только объекты размером более 10 см на низкой околоземной орбите и более 1 м на геостационарной орбите. На основе статистических моделей можно сделать вывод, что в космосе сейчас находится примерно 131 миллион фрагментов не отслеживаемого мусора (большинство из них размером от 1 мм до 1 см).

Рост космического мусора в цифрах

Количество отслеживаемых объектов на орбите Земли увеличивалось в течение последних нескольких десятилетий. Вот приблизительные данные на основе отчета IAA.

  • 1993 г.: 7 700 объектов
  • 2001 г.: 8 700 объектов
  • 2005 г.: 10 300 объектов
  • 2013 г.: 16 600 объектов
  • 2016 г.: 17 700 объектов
  • 2022 г.: 31 870 объектов

Откуда берется космический мусор?

Космический мусор — это результат запуска людьми ракет и спутников в космос. При запуске ракет ускорители, обтекатели, промежуточные ступени и другие объекты остаются на орбите Земли. Срок жизни спутников ограничен и в итоге они перестают функционировать, превращаясь в куски металла плавающие в космосе. Астронавты теряют в космосе вещи — например, свои инструменты во время починки аппаратов.

Частично космический мусор появляется в результате столкновения спутников. При столкновении они могут разбиться на тысячи обломков, создавая новый мусор. К тому же США, Индия, Китай и Россия взрывали собственные спутники с помощью противоспутникового оружия — из-за этого тоже возникло множество новых обломков.

Чем опасен космический мусор?

Сейчас самая большая угроза от космического мусора — это потенциальный ущерб действующим спутникам на орбите и МКС. При этом прогнозы о его возможном вреде для освоения космоса пока расходятся.

Количество космического мусора растет в основном на низкой околоземной орбите. Человечество постоянно увеличивает число спутников там, из-за чего так же растет и вероятность столкновений. Чтобы избежать столкновения, спутникам приходится уходить с траектории движения обломков. Ежегодно все спутники, включая МКС, совершают сотни маневров, чтобы избежать столкновений.

Некоторые источники утверждают, что растущее количество объектов затруднит любые манипуляции на орбите и сделает их более дорогостоящими. Спутникам придется совершать больше маневров, что сделает их более сложными в управлении. Им также потребуется дополнительное топливо для таких маневров и, возможно, “щиты” для защиты от космического мусора.

Другие исследователи считают, что после 2055 года космический мусор станет серьезной проблемой и сделает освоение космоса в будущем практически невозможным. По их мнению, количество обломков на низкой околоземной орбите вырастет настолько, что меры направленные на их уменьшение, окажутся бесполезными.

Синдром Кесслера

Синдром (эффект) Кесслера — это теоретический сценарий, при котором на земной орбите окажется слишком много космического мусора, что приведет к более частым столкновениям и появлению еще большего количества обломков. Следовательно вероятность будущих столкновений вырастет. В конечном итоге это приведет к тому, что орбита Земли станет непригодной для практического использования. Некое воплощение этой теории можно увидеть в фильме “Гравитация”. Синдром Кесслера назван в честь ученого НАСА, Дональда Кесслера, который предложил эту идею в 1978 году.

Столкновения с космическим мусором

Теперь, когда мы знаем теоретическую часть, давайте рассмотрим реальные случаи столкновения космического мусора с другими объектами в космосе и падения обломков на поверхность нашей планеты.

Столкновения космического мусора с МКС

С 1999 года Международная космическая станция более 25 раз меняла направление движения, чтобы избежать столкновений с космическим мусором. Однако, это не помогло МКС остаться полностью невредимой. К 2019 году было зарегистрировано более 1 400 случаев столкновения МКС с метеороидами и космическим мусором. В результате пострадали солнечные батареи, иллюминаторы российского и американского сегментов, радиаторы и другие части станции.

Столкновение космического мусора с Луной

В 2022 году фрагмент космического мусора впервые врезался в лунную поверхность. Верхняя ступень предположительно китайской ракеты, запущенной в 2014 году, упала на обратную сторону Луны 4 марта 2022 года. Никто не наблюдал за столкновением, но, согласно рассчетам, часть ракеты упала рядом с кратером Герцшпрунг и должна была оставить после себя кратер диаметром около 20 м.

Падение космического мусора на Землю

Несмотря на то, что большая часть космического мусора сгорает в атмосфере, обломки космических аппаратов неоднократно падали на поверхность Земли. Однако никакого значительно вреда они не принесли. Вот несколько примеров:

  • Один из самых ранних зарегистрированных случаев произошел 5 сентября 1962 года, когда фрагмент Спутника-4 упал в округе Манитовок в штате Висконсин. Размер фрагмента составлял 0,15 м, а вес — 9,5 кг.
  • Первым человеком, пострадавшим от (почти) прямого попадания космического мусора стал 6-летний мальчик из Китая по имени У Цзе в 2002 году. 10-килограммовый кусок алюминия, оставшийся после запуска спутника Цзыюань-2B, упал на дерево, под которым играл мальчик. У Цзе получил перелом пальца на ноге и шишку на лбу.
  • 31 июля 2022 года основная ступень ракеты Чанчжэн-5B совершила неконтролируемый вход в атмосферу над Индонезией и Малайзией. Никто не пострадал.

Как решить проблему с космическим мусором?

Обычно космический мусор находится на орбите Земли пока не войдет в атмосферу и не сгорит в ней. Однако то, через сколько это произойдет, зависит от высоты оъекта. Например, космический мусор ниже 600 км войдет в атмосферу после нескольких лет. Обломки на высоте 800 км могут кружить вокруг Земли веками; выше 1 000 км — продолжать вращаться вокруг нашей планеты на протяжении нескольких тысяч лет.

Но мы не можем просто прекратить запускать объекты в космос, чтобы очистить его от мусора. На орбите Земли уже так много всего, что даже без новых запусков, мусор будет множиться, сталкиваясь друг с другом. Согласно вычислениям, только количество объектов диаметром от 10 до 20 см увеличится в 3,2 раза.

Очевидно, что мы не можем ждать, пока весь космический мусор просто исчезнет. Сейчас компании разрабатывают новые проекты по утилизации вышедших из строя спутников — для этого их нужно притянуть обратно в атмосферу, где обломки сгорят. Такие проекты очень креативны и включают в себя использование гарпунов, сетей, магнитов и даже лазеров!

Первая миссия по утилизации космического мусора запланирована на 2025 год. ЕКА собирается запустить на орбиту аппарат, который уберет фрагмент обломка под названием Vespa. Согласно плану, четырехрукий аппарат приблизится к Vespa, захватит его и притянет обратно в атмосферу, где они оба сгорят. Эта миссия обойдется в 120 миллионов евро.

Еще один, более реалистичный и менее дорогостоящий способ по утилизации мусора — это не оставлять на орбите объекты вышедшие из эксплуатации. Существуют международные принципы предписанные Комитетом по координации космического мусора.

Карта космического мусора

Вы можете самостоятельно отслеживать космический мусор. Используйте карту космического мусора, которая показывает 3D модель Земли со всеми спутниками на ее орбите (включая обломки и неактивные спутники). Или скачайте приложение Satellite Tracker, которое помогает отслеживать некоторые обломки космических аппаратов. Вы можете найти их в разделе “Космический мусор” нажав на иконку спутника в правом верхнем углу на главном экране приложения. Также большинство обломков имеют подпись “DEB” (от англ. debris — обломки) в конце названия.

Подводим итог: Космический мусор — это искусственные объекты оставленные людьми в космосе. Объекты бывают разными — от неактивного спутника до зубной щетки. Если люди продолжат засорять орбиту Земли, в худшем случае, исследование космоса станет невозможным. Ученые по всему миру уже ищут решение этой проблемы.

Источник текста:
Темы:Космические миссии
Trustpilot