Готовится первый в мире эксперимент по отлову космического мусора неводом

Готовится первый в мире эксперимент по отлову космического мусора неводом

Так ли опасен космический мусор? С чего начинать чистку орбит? Какие для этого надо решить юридические проблемы? Какие проекты предлагаются? Об этом корреспондент "РГ" беседует с Владимиром Агаповым - старшим научным сотрудником Института прикладной математики им. М.В. Келдыша, который является головной организацией Российской академии наук по проблеме космического мусора.

Итак, ведущие космические державы от слов об опасности загрязнения космического пространства, наконец, решили перейти к делу. Первопроходцами станут японцы, которые уже в феврале испытают систему такой очистки. Но так ли это актуально? Ведь годы идут, об опасности мусора много говорят, но по большому счету никаких серьезных аварий из-за него не произошло. Может, пусть летает, и не надо тратить огромные деньги?

Владимир Агапов: Давайте для начала разберемся, о чем, собственно, идет речь. Что такое космический мусор? По оценкам специалистов, вокруг Земли вращается более 650 тысяч разных объектов размером более одного сантиметра. Из них в настоящее время отслеживаются только крупные, более 10 сантиметров, которых около 22 тысяч. Остальные сотни тысяч - это инкогнито, "мистеры икс". А ведь есть еще более мелкие, около миллиметра, их количество оценивается примерно в 3,5 миллиона объектов.


Готовится первый в мире эксперимент по отлову космического мусора неводом

Самое неприятное, что эта армада постоянно растет. Не только потому, что в космос отправляется все больше аппаратов, которые, в конце концов, тоже становятся мусором. Беда в том, что сама "грязь" не пассивна. Ведь летящие с огромной скоростью фрагменты сталкиваются друг с другом, разрушаются, порождая сотни и тысячи новых объектов много лет. Не случайно все чаще сообщается об уводе МКС и других космических аппаратов с курса вероятного столкновения с космической грязью.

Но когда говорят об уклонении от столкновений, то речь идет только о достаточно крупных фрагментах, которые постоянно отслеживаются специальными локаторами и телескопами. А ведь куда больше на орбите мелкой россыпи, которую никто отследить не может, но которая также крайне опасна. Известно, что в лобовых окнах ряда космических кораблей после посадки выявляли микротрещины столь критических размеров, что вот-вот могла произойти полная разгерметизация аппарата. Понимая все эти проблемы, космические державы сейчас резко активизировали работы по борьбе с космическим мусором. Здесь нельзя упускать время, доводить ситуацию до грани, когда проблема перезреет и будет уже поздно.

Но вот японцы уже готовы первыми начать чистку...

Владимир Агапов: Это не совсем так. Речь идет только об испытании одного из многих вариантов. Спору нет, он важен, но скорей все же, чтобы привлечь внимание к проблеме. На самом деле, прежде чем серьезно браться за конкретные проекты, надо провести инвентаризацию всего космического мусора. Где и что летает, насколько опасны эти объекты. На данный момент мы имеем далеко не полное представление. На низких орбитах, до трех тысяч километров над поверхностью Земли, "болтается" примерно 80 процентов мусора, на высоких, и прежде всего геостационарной, а это около 36 тысяч километров над Землей, и промежуточных эллиптических орбитах - остальные 20 процентов.

Казалось бы, надо срочно браться за низкие орбиты, где собралась львиная доля мусора. Но с другой стороны, для нас не менее важна и геостационарная орбита - ведь на ней сейчас работает около 430 аппаратов, каждый стоимостью в десятки, а то и сотни миллионов долларов. Благодаря им мы имеем Интернет, спутниковое телевидение и массу других удобств. И в отличие от низких орбит геостационарная всего одна, и такой уникальный природный ресурс мы не можем потерять.

То есть прежде чем браться за космическую швабру, надо определиться с приоритетами?

Владимир Агапов: Конечно. Причем совсем не обязательно начинать с крупной грязи. Может оказаться, что она летает там, где нет действующих аппаратов. Такие фрагменты в ближайшее время лучше не трогать, особенно если они между собой не столкнутся. Но мало выделить опасную группировку, надо уже в ней понять, что наиболее опасно. То есть построить дерево приоритетов. И только после этого начинать тратить деньги на чистку орбит. Иначе эффект всей этой уборки окажется мизерным.

А может, параллельно странам стоит договориться, чтобы вообще не сорить? Остановить загрязнение?

Владимир Агапов: По инициативе ООН разработан ряд таких мер, согласованных различными странами. Здесь есть несколько довольно очевидных идей. Скажем, если спутник или ступень ракеты отработала, то их нужно либо увести с данной орбиты на более низкую, откуда они за счет торможения опустятся и сгорят в атмосфере. Либо вообще утопить в океане. Это касается крупных объектов, но куда больше мелочи, которая отделяется при запусках аппаратов и в процессе эксплуатации - всяческие гайки, болты и.т.д. Очевидное решение: создавать такие конструкции, чтобы ничего не отделялось.

Но главный поставщик мусора - это взрывы на орбите. Причины самые разные. Чаще всего взрывается остаточное топливо. Дело в том, что после вывода спутника на орбиту в ступени ракеты остаются компоненты топлива, в том числе самовоспламеняющиеся. Пока баки целы, ничего страшного не происходит, но стоит, допустим, микрометеориту пробить стенку, происходит взрыв, и ступень разлетается на тысячи мелких кусочков. Поэтому после завершения программы полета рекомендуется открывать специальные клапаны, чтобы слить остатки топлива в виде газов.

Какие проекты сегодня предлагаются для того, чтобы убирать накопившегося мусор? Насколько эффективен метод, который будут испытывать японцы?

Владимир Агапов: В японском проекте предполагается, что специальный спутник выведет на орбиту и развернет электродинамический трал. Это металлическая сетка длиной 300 метров, шириной 30 сантиметров, а толщина нитей - около 1 миллиметра. Трал будет двигаться по орбите, генерируя магнитное поле и захватывая часть мелкого мусора. Через несколько месяцев "невод" с уловом под воздействием магнитного поля Земли изменит орбиту и войдет в плотные слои атмосферы, где и сгорит.

Проект довольно очевидный, но вопрос, много ли мусора такой трал соберет? Ведь в космических аппаратах применяется не так много материалов, которые намагничиваются, в основном используются немагнитные сплавы алюминия, различные диэлектрические пленки, а в последнее время -- композитные материалы. Сегодня рассматривается много других проектов. Например, предлагается применять лазеры. Но такой вариант сразу вызывает массу вопросов. Как наводить луч на мелкий объект, который никто не видит? Неясно. Говорят, будем бороться с видимыми. Скажем, направив на него луч лазера, мы объект подтолкнем. Но куда? Кто может спрогнозировать, куда он полетит, если не знаетет форму объекта, его массу, материал? В итоге такого воздействия объект может стать еще более опасным, столкнуться с каким-то работающим аппаратом.

На мой взгляд, одна из наиболее интересных идей - применение различных систем торможения. Скажем, после завершения срока работы спутник выбрасывает "парус", "парашют" или просто больших размеров шарик, который надувается газом. В итоге резко увеличивается площадь всей конструкции, что сильно ее тормозит. Аппарат быстро снизит высоту полета, войдет в плотные слои атмосферы и сгорит.

В фантастических фильмах на орбитах уже давно действуют различные манипуляторы, которые убирают и устанавливают спутники и другую технику. Такие проекты есть в портфеле ученых?

Владимир Агапов: Конечно. Но они технически, пожалуй, наиболее сложные. Ведь крупный объект мусора имеет массу до нескольких тонн и вращается сложным образом, он не управляем. Имеет огромную инерцию. Как его захватить и не разрушить при этом ни манипулятор, ни сам космический аппарат, на котором манипулятор установлен? Здесь надо решить сложные технические задачи.

3,5 миллиона различного космического мусора вращается вокруг Земли

Но помимо чисто научно-технических здесь есть и другие проблемы. Ведь таким способом можно убирать не только мусор, но и чужие космические аппараты, даже работающие. То есть по сути это системы двойного применения - гражданского и военного. Поэтому в борьбе с космическим мусором есть важный юридический аспект. С одной стороны, на орбите летает космический мусор, но с другой - даже "мертвые", отработавшие свой срок объекты кому-то принадлежат. И попытка одной из стран пусть даже из самых лучших побуждений удалить чужой объект, может привести к очень серьезным конфликтам. Значит, такие операции должны выполняться скоординировано со всеми участниками, чтобы не возникли дополнительные риски. Над этими вопросами сегодня работает мировое сообщество, потому что все понимают: любое резкое движение может привести к неприятным последствиям для всех. Кстати, даже если мы вдруг вообще прекратим летать в космос, то количество мусора будет все равно нарастать. Оценки показывают, что только из-за взаимных столкновений уже летающих фрагментов через 20-30 лет прирост мусора превысит его убыль в результате естественных процессов торможения в верхней атмосфере и схода с орбиты.

Справка

Сегодня общая масса находящегося на орбитах космического мусора составляет около 6700 тонн. Его плотность на высотах 800-1000 километров достигла критического уровня. Из-за столкновения с ним вероятность потери космического аппарата за период 10-15 лет уже выше, чем вероятность потери аппарата из-за отказа бортовых систем. Вероятность столкновения двух крупных объектов на низких орбитах оценивается как одно событие в 15 лет. Еще 10 лет назад эта цифра в 4 раза ниже.
Автор: Юрий Медведев
Первоисточник: http://www.rg.ru/


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 8
  1. Володя Сибиряк 3 февраля 2014 09:15
    Вышел старик в открытый космос, закинул невод...
    Володя Сибиряк
    1. unclevad 3 февраля 2014 13:03
      Смех - смехом, а для крупного мусора (вышедшие из строя спутники) можно разработать небольшие уводящие модули, которые смогут захватить, сориентировать и столкнуть его в нужное время в плотные слои атмосферы, а самому - отстыковаться. Космический управляемый с Земли или со станции робот-ассенизатор. wink Антропоморфных роботов-манипуляторов стали же для станций делать.
      1. Geisenberg 3 февраля 2014 17:55
        Цитата: unclevad
        Смех - смехом, а для крупного мусора (вышедшие из строя спутники) можно


        Можно конечно, только никому неохота. Америкосы с китайцами так откровенно сидят и ждут когда кто ни будь начнет ближний космос чистить, а они будут только указания давать где мести чище. Вот полетает этот трал и посмотрим сколько чего он натралит и не затралит ли случайно лишнего.
    2. AVV 3 февраля 2014 13:37
      Цитата: Володя Сибиряк
      Вышел старик в открытый космос, закинул невод...

      Пора уж открывать космические приемники цветного металла!!!На сотни миллионов баксов цвет мета крутится просто так без дела !Собирать и продавать !!! Только как сделать проект рентабельным вот над чем конструктора должны работать!!!
      AVV
  2. А Нас Рать 3 февраля 2014 10:26
    Да, пора уборку делать what
  3. Tektor 3 февраля 2014 11:30
    . Самый эффективный способ уничтожения мусора - сведение его с орбиты под воздействием реактивной тяги от испарений при облучении лазерным лучом. Нужен лазерный модуль до 100 кВт на орбите до 1000 км.
    1. грозный 3 февраля 2014 18:04
      )уборщик 2го назначения
  4. Адмирал 013 3 февраля 2014 11:37
    Рано или поздно эта проблема станет довольно серьезной или даже опасной для экипажа мкс. Так что пробовать, проверять и выбирать лучший и менее затратный способ.
    Адмирал 013
  5. Сашкессс 3 февраля 2014 14:54
    Японцы? Чистка? Пусть у себя разберутся с Фукусимой, тогда можно будет им доверять. Сейчас же они не смогут ничего грамотного сделать, я уверен
    1. askold 3 февраля 2014 16:12
      Согласен,согласен и теперь в Голливуде могут начинать "Гравитацию-2" снимать.Только теперь,вместо нашего спутника-мишени в роли главного виновника и зачинателя всех бед,выступит японский спутник-пылесос,у которого оторвалась 300метровая магнитная сеть увешанная кучей мелких обломков.И все это удовольствие, летит на новейший, только что выведенный на орбиту, американский космический корабль "Орион".
      1. Сашкессс 3 февраля 2014 19:06
        Который отправился на Марс насаживать демократию
  6. Волхов 3 февраля 2014 15:27
    Проверенное временем устройство для чистки неба.
    Волхов
  7. Evrepid 3 февраля 2014 18:02
    Шатлы могли забирать с орбиты старые отработанные спутники, чем работали на очистку орбиты, теоретически правда.

    Но больше проблем доставляют именно мелкие фрагменты, сеть для их сборки идея интересная, но вот какой должна быть ячейка что бы собрать миллиметровые осколки..
    Думаю что это назрело, но только вот решение не фонтан.

    У американцев есть кресло для полетов в космосе. можно им воспользоваться, для сбора мусора... Утопическая конечно мысль. но поди не чем не хуже японской.
  8. почтальон 3 февраля 2014 18:18
    Первый в истории "уборщик" космического мусора, возможно, будет запущен в 2016 году с помощью многоразовой космической системы, которую разрабатывает компания Swiss Space Systems.

    Спутник-"уборщик" будет с помощью специального манипулятора собирать космический мусор в отсек внутри себя. Когда отсек будет заполнен, спутник вернется в земную атмосферу, где сгорит при падении вместе с космическим мусор







    Для того, чтобы избежать юридических претензий со стороны других государств, первой "целью" уборщика станет SwissCube - первый спутник, целиком сконструированный в Швейцарии - в политехнической школе Лозанны, и запущенный в 2009 году.


    НАСА собирается сбивать космический мусор с помощью наземного лазера.





    Предполагаемая мощность полярного лазера составляет всего 5 киловатт, такой мощности вполне хватит, что бы столкнуть с орбиты до 10 объектов в сутки.
    Длительное воздействие, в течение часа или двух, вполне может передвинуть обломки на безопасную траекторию или траекторию ,ведущую к саморазрушению в атмосфере.
    почтальон
    1. Сашкессс 3 февраля 2014 19:08
      Последний напомнил Технодром из Черепашек-ниндзя :D
    2. unclevad 4 февраля 2014 17:59
      Этот лазер не столько столкнет, сколько наделает еще больше мелкого мусора. А куда он полетит никому не известно - космос, невесомость...
      1. Комментарий был удален.
      2. почтальон 5 февраля 2014 01:39
        Цитата: unclevad
        Этот лазер не столько столкнет


        5КВт лазер? На расстоянии 200км?
        СВЕТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ (Давление электромагнитного излучения, давление света — давление, которое оказывает световое (и вообще электромагнитное) излучение, падающее на поверхность тела.)
        как пример
        Лазерный луч с длиной волны 663 нм падает нормально на летящую в стратосфере головную часть ракеты, обладающую зеркальной поверхностью (коэффициент отражения близок к 1). Сила, с которой он воздействует на головную часть, если поверхность сечения луча составляет 1 см2, а интенсивность лазерного излучения равна 1030 Вт/м2.

        Он (луч лазера) затормозит космический объект(мусор),уменьшит его скорость менее 1ой космической, и объект войдет в плотные слои атмосферы(разрушится или сгорит)
        почтальон
  9. Cила 3 февраля 2014 23:41
    А где наш великий НАНО разводящий Чубайс? Почему до сих пор не разработал нано невод? Заодно могли бы им гольфстрим завернуть. Показать Бритам и прочим пригревшимся "русскую зиму" в натуре.
    Cила

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня