Что такое космический мусор кратко
Обновлено: 08.07.2024
Космический мусор — это все созданные человеком объекты и их части в космосе, которые уже не приносят никакой пользы, однако являются опасными для космических аппаратов, спутников, МКС, космонавтов.
Среди такого мусора в космосе существуют довольно большие или те, которые несут в себе довольно страшные для жизни (ядерные, токсичные и т. п.) материалы. Такие объекты несут потенциальную опасность для нашей планеты. Например, если случайно сойдут со своей орбиты, или будет неполное сгорание при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и попадании обломков на объекты жизнедеятельности людей.
Размер и количество их примерно подсчитаны, около 22 тысячи единиц диаметром 5-10 см, и больше полумиллиона 0.25-0.90 см.
Встречи с космическим мусором
К сожалению, не удалось избежать в космосе аварий, виновником которых выступил космический мусор. В иллюминаторе образовалась трещина от столкновения с мелким объектом, похожим на отслоившуюся часть краски или маленький металлический фрагмент размером всего несколько тысячных миллиметра.
Печально, что при столкновении космических объектов с мусором нередко образуется новый мусор (синдром Кесслера), что приводит к неподвластному контролю роста засорённости космоса.
Авария при столкновении МКС с космическим мусором.
МКС движется по орбите со скоростью 7,66 км/с (27600 км/ч), так что любой встречный предмет может привести к повреждениям. Сегодня уже учитывается возможность встречи с космическим мусором и иллюминаторы станции изготавливаются из многослойного кварцевого и боросиликатного стекла, чтобы в случае столкновения с мельчайшими фрагментами это никак не сказалось.
Последствия встречи с космическим мусором
Однако фрагменты диаметром до 1 см уже довольно опасны, а любой фрагмент диаметром более 10 см может разнести на куски спутник или космический корабль. МКС уже приходилось маневрировать, чтобы уклониться от крупных и довольно опасных фрагментов космического мусора.
Так, в 2014 года орбиту космической станции перенесли практически на километр, чтобы не пересекаться с расчётной траекторией спускающегося фрагмента ступени, который принадлежал старой европейской ракете Ariane 5.
А вот 2021 год для мкс чуть не стал фатальным, когда на пути движения оказалось скопление фрагментов космического мусора. Ситуация оказалась внештатной, космонавты были подняты по тревоге для подготовки к эвакуации, но совместно с командным центром управления на земле провели расчеты и моделирование уклонения, а затем смогли успешно это воплотить.
Мусор усложняет научную работу проводимую на МКС и работу спутников, отвечающие за нашу современную жизнедеятельность (карты, связь, наблюдение за атмосферой, вулканами, движением тектонических плит и предупреждением о чрезвычайных ситуациях на планете Земля).
Также объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для жителей планеты — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации.
Если в темную ночь в безоблачное небо посмотреть на звезды, можно заметить яркие вспышки. Большинство называют это звездопадом, в реальности же, это космический мусор входит в атмосферу и сгорает, вызвав такую реакцию.
Меры против космического мусора
Что касается проектов по удалению с орбиты уже накопившегося мусора, то большинство из них существуют, к сожалению, только на бумаге и не имеют финансирования для полноценных лётных испытаний.
Космические аппараты с сетями либо с манипуляторами для сбора космического мусора
Так, в сентябре 2018 года был проведён эксперимент со спутником RemoveDebris, разработанным британской компанией SSTL. Запущенный на грузовом корабле на МКС, он был выпущен за борт вместе с имитатором космического мусора. Во время испытаний аппарат успешно поймал в сеть свою цель. В будущем такие спутники смогут ловить неуправляемые обломки и сводить их в атмосферу.
Международный поиск и отслеживание космического мусора
Вместе с тем стремительно растёт актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю.
Международное сотрудничество по решению проблемы космического мусора развивается по следующим приоритетным направлениям:
- Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО) — наблюдение за космическим мусором и ведение каталога объектов космического мусора.
- Математическое моделирование космического мусора и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и её опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения космического мусора и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.
- Разработка способов и средств защиты космических аппаратов. Разработка и внедрение мероприятий, для снижения засоренности ОКП.
Любое человеческое внимание важно этой для проблемы уже сегодня! Детей завораживают звёзды и Луна, когда смотришь в телескоп, открывается большой и неизведанный мир для будущего человеческой цивилизации.
Космический мусор может стать новой глобальной проблемой. Когда-то в космосе его станет так много, что мы больше не сможем запускать новые спутники. Разбираемся, что представляет собой космический мусор
Что такое космический мусор
Космический мусор представляет собой твердые отходы космической деятельности. Сюда относятся неработоспособные спутники, запущенные человеком за 60 лет освоения космоса, вторая и третья ступени ракета-носителя (первая обычно падает в Тихий океан), разгонные блоки и фрагменты спутников после взрыва или столкновений, например, фрагменты обшивки — так появляется космический мусор.
Ученые подсчитали, что сейчас в космосе находится почти 128 млн кусков космического мусора размером более 1 мм и 34 тыс. частиц размером более 10 см. Все, что меньше 1 мм подсчитать крайне трудно, некоторые ученые говорят о триллионах таких частиц. Около 3 тыс. спутников вышли из строя из-за мусора и сами превратились в космический мусор.
Астрономы могут отследить только крупные фрагменты, так как скорость частиц может доходить до 14 км/с (зависит от орбиты). Россия и США сейчас наблюдают за 23 тыс. космических объектов размером от 10 см, каталогизировано же и того меньше — 17 тыс. При этом 95% каталога космических объектов составляет космический мусор.
Проблемы и угрозы
Степень опасности космического мусора определяется в основном тремя факторами:
- как долго космический мусор находится на орбите;
- какова скорость движения;
- велика ли сложность утилизации космического мусора.
Главная проблема мусорного кризиса в космосе — выход из строя работающих спутников при столкновении с космическим мусором. Из-за больших скоростей опасность представляют даже частицы менее 1 см, они могут пробить противометеоритную защиту орбитальной станции. При столкновении с объектом более 10 см любой космический аппарат или станция гарантированно уничтожаются.
В мае 2016 года в Международную космическую станцию (МКС) влетела частица космического мусора размером в сотые доли миллиметра и оставила на МКС скол диаметром около 7 мм. Чтобы не допустить более разрушительных последствий МКС приходится регулярно менять свою орбиту, уворачиваясь от мусора.
Хоть мелкий мусор и не влечет за собой катастрофических последствий, однако его опасность заключается в гигантском объеме, неконтролируемом распределении в пространстве, огромной скорости и абсолютной непредсказуемости столкновений.
Сейчас около 99% потенциально опасных объектов вовсе не контролируется из-за их малых размеров и огромных скоростей.
Что такое синдром Кесслера и при чем он здесь
Ученые предполагают, что в какой-то момент мы больше не сможем выводить новые спутники на орбиты, так как они будут полностью заняты космическим мусором. Это может произойти из-за каскадного эффекта, который называется синдромом Кесслера:
стремительно растущий объем космического мусора будет производить другой мусор, а он, в свою очередь, по цепной реакции — новый мусор.
Общий характер каскадного эффекта такой же, как и у ядерной цепной реакции. Таким образом орбиты будут заняты, и человек больше не сможет запускать летательные аппараты по причине неконтролируемых столкновений.
Вероятность столкновений на любой орбите растет приблизительно пропорционально квадрату количества космических объектов. Есть ученые, которые считают, что каскадный эффект уже начался в некоторых орбитальных областях и для некоторых классов космического мусора (на высотах 900–1000 км и 1500 км).
Наиль Бахтигараев, старший научный сотрудник Института астрономии РАН:
Впрочем, на сегодняшний день столкновения работающих летательных аппаратов с космическим мусором на орбите происходят довольно редко благодаря работающим системам слежения. Существует другая проблема — взрывы старых спутников, на борту которых осталось топливо и отработанные аккумуляторы. Под различного рода воздействием они могут повреждать работающие спутники сильнее, чем обычные столкновения.
Утилизация космического мусора
Так как существующие технологии не способны избавить космос от мусора, то космические агентства начали уделять внимание профилактике. Для новых аппаратов предъявляют стандарты, например, на борту космических аппаратов закладывают ресурс, чтобы они могли уходить от столкновений с мусором. Также их снабжают броней, которая защищает космического мусора, но только от мелкого.
На сегодняшний день работающей технологией по утилизации космического мусора является увод старых спутников на соседние орбиты. Это можно сделать с помощью аппаратов-захватчиков, которые буксируют мусор на орбиты для захоронения. Также отработанные спутники могут сами уходить со своих мест на остатках топлива. Но массово эти методы не применяются.
Считается, что космический мусор не падает на Землю, но это не совсем так. Для отработанных крупных спутников и грузовых кораблей на Земле в Тихом океане существует свое кладбище, где их затапливают, так как они не сгорают в атмосфере. Это место расположено в южной части Тихого океана около точки Немо, самого удаленного от суши места на Земле. Над этим местом запрещено летать и проплывать кораблям. Так проблема космического мусора превращается в проблему земного мусора. С 1971 по 2016 года там захоронили минимум 260 аппаратов.
Сейчас перед астрофизиками стоит задача, как избавиться от мусора на геостационарной орбите или поясе Кларка. Она находится непосредственно над экватором Земли на расстоянии 35 786 км. Эта орбита очень привлекательна для запуска спутников, так как на ней летательные аппараты требуют меньше топлива и охватывают значительно больше поверхности Земли, чем на других орбитах. Однако количество точек стояния спутников на геостационарной орбите ограничено — их около 180. Помимо очистки геостационарной орбиты, важное значение имеет удаление космического мусора в окрестностях МКС, так как станция является дорогостоящей и очень уязвимой.
Космический мусор: карты и модели
Видео от Европейского космического агентства демонстрирует, насколько много мусора находится вокруг Земли. В начале модель показывает обломки больше 1 м, а в самом конце — количество космических объектов от 1 мм:
Уже сейчас на орбите Земли находится примерно полмиллиона объектов размером с пачку сигарет, а скоро там и вовсе будет не протолкнуться. Чем это все грозит, многие себе в целом представляют, но не все оценивают масштаб проблемы. Особенно с учетом того, что мусор движется со средней скоростью, в 10 раз превышающей начальную скорость пули, выпущенной из Калашникова.
Под катом про текущую ситуацию в космосе, несколько вариантов решения проблемы и краткое описание способов, о которых начинают поговаривать в научных кругах.
Статья написана по мотивам лекции заведующего лабораторией кафедры теоретической механики Руслана Пикалова из Самарского университета, которая прошла в Точке кипения при этом же вузе.
Что такое космический мусор?
Космический мусор — это объекты искусственного происхождения, которые находятся на орбите, но не представляют никакой практической значимости.
В основном это аппараты, которые закончили свое активное существование — вышли из строя в результате аварии или просто выработали свой ресурс:
- разгонные блоки верхних ступеней ракет-носителей;
- элементы конструкции ракетно-космической техники;
- детали и обломки, которые образовались вследствие аварий;
- потерянные элементы, например плитки термоизоляции;
частицы топлива, краски, обшивки.
По современному космическому законодательству страна, которая вывела объект в космос, после окончания срока его эксплуатации должна за собой убрать. Но пока это только теория. А на практике неограниченное распространение космического мусора может поставить под вопрос программу полетов.
Чем опасен космический мусор?
Первая проблема — это скорость.
Самый крупный искусственный объект на орбите Земли — МКС. Возьмем для расчетов ее орбиту — 390 км над поверхностью планеты. Мы знаем, что МКС делает один полный оборот вокруг Земли за 1,5 часа.
Отсюда легко рассчитать линейную скорость движения по орбите — 28 тыс. км/ч. Это в 10 раз быстрее, чем пуля патрона 7,62х39, вылетевшая из АК.
Представьте, что будет, если вам в голову прилетит пакет с мусором на такой скорости? И это не предельное значение, многие спутники летают значительно быстрее.
Вторая проблема — это количество космического мусора.
Ниже на картинке — результат моделирования с ресурса stuffin.space, который наглядно демонстрирует объекты искусственного происхождения, находящиеся на околоземной орбите: от 100 до 1000 км над поверхностью Земли. Почти все это — космический мусор. По каждому объекту есть информация.
Классификация мусора
Космический мусор классифицируют по размеру.
Малый космический мусор — это объекты меньше 1 см. По самым оптимистичным расчетам, таких объектов около 10 млн. Пессимистичные оценки — порядка 20 млн.
Эти миллионы частиц никак не отслеживаются с Земли. Их полет непредсказуем.
В начале июня космический мусор проделал дыру в манипуляторе Canadarm2, пристыкованном к МКС. К счастью, на его работоспособность это не повлияло
Вторая группа — средний космический мусор. Это объекты с диаметром наибольшего поперечного сечения от 1 до 10 см. И хотя их существенно меньше — порядка 500 тыс. единиц, — они намного опаснее. Столкновение любого спутника с таким объектом вызовет серьезные повреждения. Скорее всего, аппарат потеряет функциональность, вдобавок образуются мелкие обломки нового космического мусора.
Плюс в том, что средние объекты мы можем отслеживать. Если автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП) заметит, что какой-то объект летит навстречу МКС, то орбиту последней корректируют — станцию поднимают или опускают, чтобы избежать столкновения.
Самая малочисленная и самая опасная группа объектов — это крупный космический мусор. К нему относится все, что имеет диаметр поперечного сечения больше 10 см. Таких объектов порядка 21 тыс. единиц. Это космические аппараты и их крупные обломки. Столкновение с таким объектом подобно аварии с автомобилем на скорости 28 тыс. км/час. От аппарата, участвующего в таком столкновении, не останется ничего. Более того, при разрушении образуется большое количество мелкого космического мусора, который будет двигаться по непредсказуемым траекториям.
Как быстро накапливается мусор?
На 2021 год на околоземных орбитах находится порядка 21 тыс. объектов размером больше 10 см. Из них около 4 тыс. — функционирующие космические аппараты.
Вот как растет их число с 1957 года:
Это было первая известная авария двух искусственных объектов в космосе. В результате образовалось порядка 3 тыс. обломков. На рисунке — модель их распространения вокруг Земли:
Синим отражены траектории частиц осколков, которые, как нитки в клубке, опоясывают всю планету
Синдром Кесслера
Американский астроинженер Дональд Кесслер первым описал явление хаотичного нарастания числа объектов искусственного происхождения на орбите Земли. По его мнению, этот рост приведет к запуску цепной реакции, которая сделает преумножение космического мусора неконтролируемым.
Решение проблемы космического мусора
Уже есть ряд предложений по борьбе с космическим мусором — от радикальных, вроде полного отказа от полетов в космос на несколько десятков лет в ожидании, пока околоземное пространство очистится само, до вполне реализуемых.
Для методов увода даже существует своя классификация:
Поговорим о каждой из групп.
Пассивные методы увода
Эта группа методов предполагает использование естественной среды — того, что есть вокруг нас, — без искусственных воздействий.
Солнечный парус
Солнечный парус — по аналогии с обычным парусом на корабле — собирает энергию солнца, чтобы затормозить объект. При торможении его орбита начинает понижаться, со временем переходя в орбиту схода. Так объект благополучно падает на Землю, сгорая в верхних слоях атмосферы.
Кроме того, метод сложно использовать на аппаратах, которые уже запущены. Пока непонятно, как на них ставить солнечный парус, раскрывать и ориентировать так, чтобы получить нужный эффект.
Сопротивление атмосферы
Этот метод основан на том же эффекте паруса, но в атмосфере Земли.
На орбите 500 км еще заметно влияние атмосферы. Ее плотность мала, но частицы газов еще можно использовать для торможения. Для этого предлагают использовать либо надувной шар-баллон, либо специальную пену, которая расширяется в несколько сотен раз. В обоих случаях площадь поперечного сечения объекта увеличивается, он замедляется, и орбита понижается.
Пример использования шара-баллона для торможения спутника в атмосфере. По расчетам, для ускорения выведения с орбиты в 730 км аппарата Iridium массой 700 кг понадобится шар радиусом 17 м. Время сходя при этом сократится с 97 лет до 143 дней
Метод с пеной безопасен, потому что для ее нанесения достаточно подлететь к объекту космического мусора, не захватывая его. Однако область его применения ограничена. На высоте больше 1000 км над поверхностью Земли атмосферы уже практически нет, поэтому торможение будет слабым.
Электродинамическая тросовая система
Из курса школьной физики мы знаем, что Земля — это большой магнит с северным и южным полюсами и магнитным полем. Если в магнитном поле двигать проводник с током, возникнет сила Лоренца, которую можно использовать для торможения. Для этого с объекта космического мусора необходимо вертикально к Земле опустить трос и пустить по нему ток.
У этого метода нет ограничений по высоте орбиты: магнитное поле Земли достаточно протяженно. Но для его использования нужно как-то прикреплять токопроводящие тросы на уже запущенные объекты космического мусора, а также позиционировать их по направлению к Земле.
Эффективность пассивных методов увода
Сравним, сколько будет жить объект в космосе сам по себе и при воздействии на него с помощью вышеописанных методов.
Первая (самая высокая) кривая — график жизни космического аппарата в зависимости от высоты при условии, что мы ничего не делаем для его увода. Если на орбите 500 км аппарат будет жить 10–15 лет, то на 1000 км может беспрепятственно существовать более 1,5 тыс. лет.
Графики сравнения времени увода тел с орбиты естественным путем (синий), с использованием атмосферного тормоза площадью наибольшего сечения 30 м2 (сиреневый) и токопроводящим тросом (зеленый)
При использовании атмосферы для торможения аппарата на орбите до 1000 км 1,5 тыс. лет превращаются в 100 лет, что говорит о достаточно высокой эффективности метода.
С электродинамической тросовой системой 1,5 тыс. лет сокращаются до 1–2 лет, поэтому именно ее всерьез рассматривают как основной пассивный способ увода космического мусора с орбиты.
Отсюда вывод: чтобы не заниматься клинерской сваркой в космосе, все аппараты надо снабжать тросами на этапе проектирования.
Активные методы увода
Эти методы предполагают прямое и активное воздействие на объекты космического мусора.
Бесконтактные методы
Один из самых интересных методов этой группы — лазер.
Идея заключается в том, чтобы, нагревая поверхность мусорного объекта, добиться испарения вещества. При определенных условиях это создаст механический импульс и приведет к торможению и снижению орбиты космического мусора.
Один большой недостаток этого способа заключается в том, что, если разместить такую установку на Земле, ее работа будет слишком энергозатратной. Альтернативная идея — поставить установку на орбиту. Здесь будут сложности, как сориентировать аппарат, чтобы он всегда получал солнечную энергию, а лазер попадал на космический мусор. Но в принципе эти задачи решаемы.
Следующий метод — ионный поток.
Главный плюс ионных двигателей — в малых энергозатратах. На пяти килограммах топлива один двигатель будет работать в течение года. По космическим меркам это очень мало. Хотя тяги ионного двигателя не хватает, чтобы эффективно перемещать космические корабли, для работы с мусором ее оказалось достаточно.
Еще один интересный метод основан на электростатическом взаимодействии — силе Кулона.
Если мы зарядим (создадим электростатическое силовое поле) аппарат-уборщик и объект космического мусора, то, управляя одним, сможем менять орбиту второго. В случае зарядов разного знака мы будем тащить мусор за уборщиком, а при одинаковом знаке — сталкивать мусор с орбиты.
Самая новая и достаточно оригинальная идея — гравитационный уборщик.
Она состоит в том, чтобы создать большую массивную станцию, которая за счет массы от 100 тонн будет в своей сфере Хилла, как магнит, собирать на околоземных орбитах космический мусор. Каждый собранный объект будет увеличивать массу станции, увеличивая и ее сферу Хилла.
Схема перетаскивания мусора с помощью гравитационного уборщика на орбиту захоронения (высоту, где уже не летают космические аппараты)
Контактные методы
Вторая группа активных методов увода предполагает непосредственный контакт с мусором. Чтобы захватить мусор и сопроводить его либо до орбиты захоронения, либо до атмосферы, используется специальный космический аппарат.
С ее помощью мы можем захватить мусорный объект сетью, гарпуном или иным устройством (как на рыбалке), а потом тащить его за собой:
Методы жесткого и гибкого захвата на сегодняшний день наиболее отработаны, в том числе в ходе экспериментов на МКС, хотя для реального сбора мусора их пока не используют.
Не проработан и вопрос, что делать с мусором. Уводить мусор на орбиту захоронения — как прятать под ковер. Случайное столкновение объектов между собой или мусора с космическим телом может выбить неиспользуемые аппараты с орбиты, добавив нам проблем.
Да и сжигать все в атмосфере — не самая лучшая идея. Если объект крупный, осколки могут разлетаться и достигать земли в радиусе тысяч километров. Возможно, мусор следует перерабатывать прямо на орбите. Чем и как — пока непонятно. Но, может, возникнет какой-нибудь стартап в ближайшем будущем. Вон, нашелся же студент, который теперь убирает мусор в океане и реках. И спонсоры у него нашлись.
Загрязнение космоса — это стремительный процесс. Всего каких-то 100 лет назад человечество запустило на орбиту первый спутник, но уже сейчас в космическом пространстве летают тонны мусора, грозясь стать началом новой экологической катастрофы.
Что такое космический мусор
Космический мусор — это твёрдые отходы от деятельности человека в космосе. Люди засоряют не только землю, но и оставляют за собой внушительный мусорный след в космическом пространстве, которые в ближайшем будущем могут стать причиной серьёзной экологической катастрофы.
Среди мусора в космосе можно найти:
- спутники, вышедшие из строя;
- 2 и 3 ступени ракет;
- разгонные блоки;
- фрагменты спутников после взрыва и столкновений.
Вопросом уборки орбиты земли человечество занялось сравнительно недавно. Какое-то время считалось, что отходы в космосе не несут в себе никакой глобальной опасности. Но исследования быстро это опровергли.
Количество мусора на орбите
По подсчётам учёных, сейчас в космосе находится около 128 миллионов кусков размером от 1 мм, 34 тысячи — размером от 10 сантиметров.
Мусор размером до 1 мм посчитать нельзя, однако даже самые благоприятные прогнозы говорят о триллионах. Уже сейчас из-за космических отходов из строя выходят дорогостоящие спутники.
Динамика роста космического мусора на околоземной орбите с течением времени.
По статистике, 95% всех наблюдаемых космических объектов — это мусор, созданный человеком.
Источники загрязнения космического пространства
Впервые учёные занялись вопросами загрязнения космоса в 1979 году. В США была запущена программа по исследованию отходов, которые оставляет человечество в космическом пространстве.
Исследование показало, что на ближайшей орбите Земли находятся такие объекты:
| Наименование | Процентное соотношение |
|---|---|
| Работающие спутники | 6% |
| Неработающие объекты | 22% |
| Разгонные блоки и ступени ракеты носителя | 17% |
| Частицы и обломки устройств, обшивки | 55% |
Отработавшие спутники
Срок действия спутников короткий — они отрабатывают 5-10 лет, после чего неизменно выходят из строя. Неработающая техника остаётся на орбите земли, тем самым засоряя космическое пространство.
По статистике, за 50 лет в космос было запущено 6,5 тысяч устройств. Около 3,5 тысяч остались в невесомости, постепенно загрязняя собой пространство вокруг.
Система спутников Starlink
Опасным источником загрязнений выступает система спутников Starlink. Компания SpaceX строит амбициозные планы по обеспечению доступа к высокоскоростному широкополосному интернету из любой точки мира.
Частые столкновения приведут к появлению новых отходов — сломанных спутников, частиц обшивки и так далее.
Спутник вида Cubesat
Большую опасность для космической экологии составляют спутники типа Cubesat. Это небольшие и дешёвые в производстве устройства, которые используются для исследований космического пространства.
Из-за дешевизны они пользуются большой популярностью, в результате чего в будущем возможен переизбыток спутников в космосе.
Помимо этого они неуправляемы, что приводит к частым авариям, а также имеют очень короткий срок службы.
Космический проект Вестфорд
Амбициозный проект очень быстро провалился. Уже через несколько недель большинство иголок разлетелись. Часть из них вернулась на Землю. Другая присоединилась к космическому мусору и до сих пор летает на околоземной орбите.
Ракетные блоки
Отделение ракетного блока.
Вторая и третья ступень, а также разгонные блоки навсегда остаются в космосе. Со временем они взрываются на тысячи мелких осколков.
Другие источники
Помимо этого, в космосе летают и другие отходы.
- личные вещи, потерянные космонавтами;
- остатки твёрдого топлива;
- капли жидкого металла из ядерных установок;
- последствия испытаний противоспутникового оружия.
Опасность космического мусора
Долгое время об опасности отходов в космосе не задумывались. Однако со временем мусорная проблема становилась все глобальнее.
Стало очевидно, что скопление отходов космической промышленности может стать источником повышенной опасности — причём, уже в ближайшем будущем.
Угроза столкновения для спутников
Самая очевидная угроза — это опасность для ракет и космических спутников, которые уже находятся на орбите. Поскольку в космическом пространстве нет силы трения, любое, даже самое малое тело, движется с очень большой скоростью.
Обшивка или мелкие частицы способны вывести из строя даже большую космическую ракету. Из-за этого скопления мусора критически опасны как для спутников, так и для космонавтов.
Сравнение выхода фрагментов в результате взрыва и столкновений.
Суть его теории в том, что однажды на космической орбите станет так много спутников, что их столкновение будет неизбежным. В результате однажды два устройства столкнутся.
Из-за аварии они разлетятся на мелкие кусочки. Образовавшийся таким образом мусор долетит до других спутников, разрушая уже их.
Объекты на орбите (NASA, 2019 год).
В результате в один день вся техника будет уничтожена, а космическое пространство покроется огромным количеством отходов.
Угроза для Земли и её обитателей
Не все люди задумываются о космических проблемах. Кажется, что космос — это очень далеко. Жителям Земли же ничего не грозит. Ведь так? На самом деле это большое заблуждение.
Во-первых, часть отходов содержат радиоактивные частицы. Со временем они возвращаются на Землю, нанося огромный урон природе и загрязняя Тихий Океан.
Во-вторых, проблема замусоренности космического пространства грозит перекрыть выход на орбиту навсегда. Человечество больше не сможет летать в космос и запускать спутники. Это уничтожит интернет, связь и телевиденье.
Поиск и наблюдение за мусором в космосе
Все большее количество стран начинают задумываться о загрязнении космоса. Во многих государствах ведутся наблюдения, позволяющие оценить масштаб проблемы и спрогнозировать её дальнейшее развитие.
В России (СССР)
В России для отслеживания используется система СПРН. Это система предупреждения о ракетном наблюдении, которая предназначалась для того, чтобы своевременно отреагировать на ядерный удар.
Зона действия РЛС.
В США
Большой вклад в решение проблемы внесли NASA. Американцы наблюдают за 23 тысячами объектов, периодически обновляя данные в каталоге. Благодаря этому удаётся спрогнозировать потенциальный удар для экологии.
Именно НАСА в своё время сделала шокирующее заявление: 30% всего мусора на орбите — следствие всего 10 операций из проведённых 5,5 тысяч.
В ЕKA
При этом EKA предложила своё решение проблемы. В 2025 году они планируют запустить в космическое пространство зонд для уборки.
Способы разрешения проблемы космического мусора
Существует несколько способов того, как решить проблему отходов, количество которых растёт с сумасшедшей скоростью. Но ни один из внедрённых методов пока не способен обеспечить нужную эффективность.
Защитные лазеры
Пока что эта мера существует только в теории. Предполагается, что космические станции будут оборудованы специальными защитными лазерами. Они будут уничтожать мусор, который приблизится к установке.
Сейчас разработка такой системы ведётся в Роскосмосе.
Внедрение гарпунной системы
Методика также не внедрена, однако в 2019 году она была успешно испытана в Великобритании. Такой способ подходит для утилизации отработавших спутников. Они будут захватываться с помощью гарпуна и перемещаться в плотные слои атмосферы.
Принцип действия гарпунной системы.
После этого отработавшую технику можно легко утилизировать.
Использование воздушных шаров
GOLD System — ещё один амбициозный проект. Предполагается, что в атмосферу будет запущен большой воздушный шар из сверхпрочного материала. Он будет обволакивать мусор, снижая его аэродинамическое сопротивление.
Из-за этого отходы перестанут летать по орбите, упадут на Землю и сгорят в верхних слоях атмосферы.
К сожалению, последнее упоминание о проекте датируется 2010 годом.
Солнечные паруса
В разработке также находится устройство HybridSail. По задумке создателей, оно будет цеплять фрагменты мусора и уводить их с орбиты при помощи солнечного паруса. При этом система достаточно сложна в реализации.
Последние упоминания датируются 2015 годом, а новостей нет в течение длительного времени.
Вольфрамовый веник
Один из спорных проектов предложил учёный Гурудас Гангули из Америки. По его задумке, в атмосферу нужно запустить большое количество вольфрамовых частичек.
Они будут постепенно опускаться на Землю, параллельно захватывая с собой другой мусор.
Буксировка
При этом сам буксир будет исчезать вместе с отходами.
Орбитальная переработка
Отдельные амбициозные проекты говорят о возможности переработки спутников и отходов непосредственно в космосе. Для этого планируется запустить мусороперерабатывающую станцию.
Однако никаких вариантов практической реализации пока предложено не было.
Фотоснимки из космоса
Вывод достаточно неутешительный — пока что в арсенале человечества нет ни одного рабочего способа избавления от космических отходов. При этом количество мусора на орбите только растёт.
Это подтверждают многочисленные фото мусора из космоса.
Известные случаи столкновения
Угроза вывода спутников из строя космическим мусором существует не только в теории. Уже сейчас в космическом пространстве происходят аварии, приводящие к новым загрязнениям и серьёзным финансовым потерям.
Самые известные случаи:
Историческое значение орбитального мусора
Некоторые учёные говорят о том, что часть космических отходов необходимо сохранить.
Считается, что в будущем они будут представлять интерес для исследователей, которые решат изучить технологии прошлого.
Не в пользу этой теории говорит то, что большинство современного мусора будет выведено с орбиты уже через 1000 лет.
События, повысившие засорённость космоса
Ряд происшествий внесло огромный вклад в мусорную проблему, которая сделала вопрос загрязнения космоса наиболее острым.
Китайское испытание противоспутниковой ракеты в январе 2007 года
Схема распределения орбит фрагментов китайского спутника.
Тогда в космосе единовременно образовалось около 2,8 тысяч обломков.
Уничтожение США неисправного спутника
Несмотря на осуждение китайского правительства, США в 2008 году совершила ту же ошибку. Она уничтожила свой спутник USA-193, на борту которого, по слухам, находилось около 454 кг ядовитого топлива.
Доподлинно неизвестно, сколько мусора попало в атмосферу после такого поступка.
Столкновение спутников России и США
В результате образовалось около 1,8 тысяч частиц мусора.
Интересные факты
Необычные и захватывающие факты о загрязнении космоса, про которые многие не знают:
Загрязнение космоса — глобальная проблема, и время для её решения уже было упущено.
Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и обломки от них в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являются опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п. ) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.
Читайте также: