Что такое «космический мусор»?

26.07.2022
0
6 мин
177
Что такое «космический мусор»?

Здравствуйте, друзья!

В этой статье разговор пойдет о космическом мусоре и что мы с ним делаем.

Запуск российской противоспутниковой ракеты привел к выходу 1500 единиц «космического мусора» на орбиту Земли, которую НАСА называет «самой большой в мире мусорной свалкой».

Официальные лица США раскритиковали Москву за запуск ракеты ранее, которая взорвала российский спутник и создала массу космического мусора, создавшего угрозу для экипажа Международной космической станции.

Противоспутниковые ракетные удары, подобные этому, вносят в космос наибольшее количество мусора, поскольку тысячи обломков выбрасываются на орбиту Земли.

По данным НАСА, всего два отдельных события — уничтожение китайского космического корабля «Fengyun-1C» в 2007 году и случайное столкновение американского и российского космических кораблей в 2009 году — увеличили количество орбитального мусора на 70 процентов.

Приблизительно 190 000 кг обломков, включая разбившиеся зонды, остались даже на Луне.

Но что такое космический мусор и что мы можем с этим поделать?

Опасный мусор

«Космический мусор» определяется как искусственные объекты, оставленные людьми в космосе и которые больше не служат полезной цели.

С другой стороны, «космический мусор» — это более общий термин, относящийся как к метеороидам, так и к орбитальному мусору.

По данным Европейского космического агентства, в настоящее время на орбите Земли находится более 9300 тонн материалов, накопленных за 60 лет космической деятельности.

Некоторые из этого хлама размером с мертвые спутники, а некоторые размером с пятна краски, упавшие с ракеты во время запуска.

Согласно Wired, эта плавающая куча мусора включает в себя даже причудливые предметы, такие как шпатель.

Опасности заключаются в накоплении космического мусора.

Ученый НАСА Дональд Кесслер (Donald Kessler) предупредил об этом еще в 1978 году, когда сказал, что обломки будут продолжать размножаться по мере того, как объекты сталкиваются и создают новые части.

Согласно «синдрому Кесслера», если эта цепная реакция продолжится, орбита Земли станет непригодной для использования.

Орбитальная свалка

Большая часть космического мусора окружает планету на так называемой низкой околоземной орбите (НОО), на высоте от 160 до 1000 километров над землей.

Из-за своей близости к Земле НОО чаще всего используется для спутниковой съемки и является домом для Международной космической станции (МКС).

Однако НАСА описывает НОО как «орбитальную космическую свалку», которая представляет один из самых высоких рисков для МКС из-за потенциальных «катастрофических» столкновений.

В настоящее время на этой «космической свалке» находится более 4550 рабочих спутников и 3000 мертвых.

Сейчас существуют системы мониторинга для предотвращения столкновений.

Министерство обороны США отслеживает более 29 000 занесенных в каталог объектов с помощью комбинации оптических и радиолокационных датчиков, известной как Сеть космического наблюдения (SSN).

По данным ESA, около 24 процентов объектов, занесенных в каталог SSN, являются спутниками, при этом менее трети из них находятся в рабочем состоянии.

Чтобы помочь в мониторинге и обеспечении безопасности экипажа МКС, НАСА запустило процесс предотвращения столкновений с орбитальным мусором МКС в 1979 году.

Согласно плану, Объединенный центр космических операций (JSpOC) отслеживает обломки на основе радиолокационного слежения с использованием SSN и проверяет траекторию МКС несколько раз в день.

Орбитальная свалка

В настоящее время на этой «космической свалке» находится более 4550 рабочих спутников и 3000 мертвых.

От пятна краски до пули

Однако система может обнаруживать только объекты размером более 5–10 сантиметров на НОО и от 30 сантиметров до 1 метра на геостационарных (ГСО) высотах.

По оценкам ЕКА, в настоящее время более 36 500 объектов на орбите имеют размер более 10 сантиметров, один миллион — от 1 до 10 сантиметров и 330 миллионов — от 1 до 10 миллиметров.

По данным НАСА, космический мусор движется с опасной скоростью, максимальная скорость которой превышает 28 968 километров в час, что почти в семь раз быстрее пули.

Из-за высокой скорости и количества плавающего мусора даже мельчайшие частицы могут «повреждать, разрушать или уничтожать космический корабль», что представляет серьезную угрозу для будущих космических исследований и операций.

Фактически, первый задокументированный пример повреждения космического челнока обломками был вызван пятном краски размером 0,2 миллиметра в 1983 году, которое попало в самолет STS-7, создав дыру во внешней оконной панели.

С 1961 года произошло более 560 случаев осколков, большинство из которых произошло из-за взрывов космических кораблей и ракет на верхних ступенях запуска.

От пятна краски до пули

По словам НАСА, космический мусор движется с опасной скоростью, достигая в большинстве случаев 18 000 миль в час, что почти в семь раз быстрее пули.

Космическая устойчивость

Космический мусор останется на орбите до тех пор, пока он не войдет в атмосферу Земли, не будет разрушен суровыми космическими условиями или не будет удален вручную.

Некоторые объекты на более низких орбитах могут вернуться через несколько лет и в основном сгорят, прежде чем достигнут земли.

Однако любой космический мусор на высоте более 36 000 километров «может продолжать вращаться вокруг Земли сотни или даже тысячи лет».

Быстро удаляя спутники с орбиты после завершения их миссии, мы можем предотвратить риск столкновений, приводящих к дальнейшему образованию космического мусора.

Один из способов убрать эти неактивные спутники с орбиты — опустить их в атмосферу Земли, где они сгорят.

Для этого ЕКА разработало «космический коготь», известный как ClearSpace-1, который будет запущен в 2025 году и предназначен для захвата и утилизации космического мусора.

Процесс удаления также может быть выполнен с помощью магнитов.

Японская компания по удалению орбитального мусора «Astroscle» разработала Elsa-D (демонстрационный сервис «End-of-Life Service»), который состоит из двух космических кораблей, которые работают вместе, чтобы цепляться за застрявшие на орбите фрагменты мусора.

Благодаря успешной демонстрации «Elsa-D» 25 августа 2021 года «Astroscale» помогает решить одну из основных проблем удаления мусора: стыковку с объектом на орбите или его захват.

Другая система активного удаления мусора (ADR) использует лазеры для нагрева спутника и увеличения его атмосферного сопротивления или отталкивания мусора с пути.

Ранее в этом году австралийская компания «Electro Optic Systems» (EOS) представила лазерную технологию, которая «вытолкнет» мусор с орбиты.

Однако большинство этих процессов удаления ADR дороги и полезны только для более крупных фрагментов мусора, таких как вышедшие из строя спутники.

На самом деле, в настоящее время нет способа убрать крошечные кусочки мусора, поэтому мы можем только ждать, пока они естественным образом снова войдут в атмосферу Земли.

Поэтому лучший способ борьбы с этой проблемой включает глобальные превентивные меры против накопления мусора.

Глобальное сотрудничество

Ведущим техническим органом по космическому мусору является Межведомственный координационный комитет по космическому мусору, частью которого являются НАСА и Европейское космическое агентство.

IADC был создан в 1993 году для изучения космического мусора и достижения консенсуса.

Он включает в себя сотрудничество 11 стран и их космических агентств: России, Китая, Великобритании, Италии, Франции, Канады, Германии, Индии, Японии, Украины и Южной Кореи.

IADC проводит кампании по обзору усилий по исследованию мусора.

Он также предоставляет государствам-членам возможность сотрудничать в усилиях по очистке.

Тем временем ученые и глобальные инициативы пытаются бороться с космическими отходами другими способами.

Лаборатория космических отходов стремится перерабатывать космический мусор, создавая художественные инсталляции, такие как «Падающие звезды», 3D-печать мест обитания на Луне и солнечный отражатель для борьбы с изменением климата.

Тем не менее, Димитар Саселов (Dimitar Sasselov), профессор астрономии Гарварда и соавтор миссии НАСА «Кеплер», сказал «TRT World», что, по его мнению, недостаточно усилий направлено на очистку.

«Это дорого, и мне кажется, что пока космический мусор не станет гораздо более серьезным препятствием, ни одно правительство (или компания) не будет тратить деньги», — сказал Саселов.

Практика очистки становится все более важной, поскольку новые космические проекты, такие как мегасозвездия SpaceX и Amazon, продолжают загромождать орбиту Земли.

Чтобы сохранить космос для будущих поколений исследователей, каждая страна должна начать более серьезно относиться к проблеме космического мусора.

Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.

До скорых встреч! Заходите!

Средний балл: 0