2018/05/16 11:45:10

Космический мусор

Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся 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.

Содержание

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора». При экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, этот эффект может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьёзной проблемой»[1]

2018

Для МКС разрабатывают лазер против космического мусора

О разработке такой установки, которую ведет международная группа ученых, рассказал на заседании Совета РАН по космосу председатель экспертной группы Совета по космическим угрозам, член-корреспондент РАН Борис Шустов[2].

Сейчас для защиты МКС от космического мусора проводятся маневры уклонения, которые выполняются при помощи двигателей самой станции или пристыкованных к ней грузовых кораблей. Такие операции проходят несколько раз в год.

"На праздновании 60-летия первого спутника в Институте космических исследований прошло заседание рабочей группы, на котором ученые из Италии, Франции, Японии и России договорились, что будет образована международная кооперация. Все они будут думать над применением орбитальных лазеров, размещенных на МКС, чтобы избежать столкновений с малыми, в несколько сантиметров, но самыми многочисленными и поэтому самыми опасными обломками космического мусора", — рассказал Шустов.

Президент РАН Александр Сергеев отметил, что вопрос использования лазеров для очистки околоземной орбиты обсуждается уже давно.

Российский стержень

Разработка российских ученых позволит уменьшить габариты и технологическую сложность орбитального лазера, рассказал, в свою очередь, заведующий отделом Института прикладной физики РАН, кандидат физико-математических наук Олег Палашов, который непосредственно сотрудничает с зарубежными коллегами по проекту лазера для МКС.

По его словам, изначально идея такой установки принадлежала японским специалистам, которые представили проект еще в 2015 году. Они предложили использовать три готовых и пока еще разрабатываемых решения: МКС в качестве платформы для размещения установки, лазер для мощных ускорителей следующего поколения Xcan и телескоп для изучения воздействия на атмосферу космических лучей JEM-EUSO с зеркалом диаметром 2,5 метра.

По первоначальному проекту лазер должен был концентрировать энергию с 10 тысяч оптиковолоконных каналов. "Мы предложили коллегам уменьшить число каналов с 10 тысяч до 100 путем использования вместо оптоволокна так называемых тонких стержней, которые разрабатываются в нашем институте", — отметил Палашов. "Сам по себе проект этот новый. Рассматривается только возможность создания такого лазера и потенциал его размещения на космическом аппарате, а интерфейс, как управлять такого рода излучением — это уже следующий вопрос", — добавил он.

По словам Палашова, чтобы такой лазер работал на полную мощность, потребуется вся электроэнергия, вырабатываемая МКС. Поэтому специалисты, понимая, что обесточить станцию нельзя, прорабатывают проект, который будет потреблять лишь пять процентов доступной энергии. Это ограничит возможность длительности выстрела 10 секундами, а 200 секунд будет уходить на перезарядку. Дальность стрельбы составит до 10 километров. Аппаратура будет весить около 500 килограммов и занимать объем в один-два кубических метра.

Россия построит в Чили станцию слежения за космическим мусором

Российскую станцию наблюдения за космическим мусором в ближайшее время планируется построить в Чили, сообщил в мае 2018 года директор департамента стратегического планирования и организации космической деятельности Роскосмоса Юрий Макаров[3].

Это будет уже вторая подобная российская станция в западном полушарии. Первая обсерватория была открыта весной прошлого года в Бразилии. «Одна станция размещена в Бразилии. Предполагается размещение станции в Чили. Она практически уже готова», — сказал он на прошедшем в Москве заседании Совета РАН по космосу.

Первый размещённый за рубежом оптико-электронный комплекс для слежения за космическим мусором на высоких орбитах, созданный АО «Астрономический научный центр» для автоматизированной системы предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП), был установлен в 2013 году в Армении. Второй оптико-электронный комплекс в интересах АСПОС ОКП, созданный Научно-производств­енной корпорацией «Системы прецизионного приборостроения», был открыт 5 апреля 2017 года на территории обсерватории Пико-дос-Диас в Бразилии.

Основная задача АСПОС ОКП — выявление опасных сближений действующих космических аппаратов с окосмическим мусором, обнаружение разрушений спутников на орбитах и сопровождение крупных потенциально опасных объектов, которые неконтролируемо сходят с орбиты.

Всего в составе АСПОС ОКП работает 10 опти­ко-электронных комплексов, в том числе 36 телескопов. Они предназначены для автоматического обнаружения космических аппаратов и объектов космического мусора, определения их координат, их идентификации для привязки к объектам, внесенным в базу данных, передачи полученной координатной и некоординатной информации в центр сбора и обработки данных. Комплексы обеспечивают автономный поиск и обнаружение объектов на высотах до 50 тыс. км и способны обнаружить космические объекты и элементы космического мусора, имеющие блеск до 18.5 звёздных величин, что для высоты геостационарной орбиты соответствует размеру порядка 30­ метров.

Всего Роскосмос планирует разместить за рубежом ещё пять специализированных комплексов различного состава для отслеживания для космического мусора.

2017

В России научились бороться с космическим мусором

Спускаемый аппарат-буксир (САБ) для захвата космических объектов позволяет с минимальными финансовыми затратами освободить орбитальное пространство от устаревших и вышедших из строя спутников.

Российским инженерам удалось решить проблему дорогостоящего «самовывоза» устаревшей техники с земной орбиты и получить патент на свое изобретение (кстати, последний был признан Федеральной службой по интеллектуальной собственности патентом недели). Авторами решения выступила команда ученых из Московского авиационного института и Научно-производственного объединения (НПО) им. С.А. Лавочкина[4].

Ученым известно два способа эвакуации техногенного мусора – использование отдельного космического корабля-шаттла и монтаж на теле самого спутника отдельного двигателя тормозного пути, который позволяет вернуть технику в атмосферу. Правда, оба они экономически невыгодны, и отслужившие свое спутники остаются на орбите. В том числе в силу этого обстоятельства существует реальная угроза столкновения значимых космических объектов с техногенным мусором, и эта проблема с каждым годом становится все более актуальной.

Авторы изобретения предлагают использовать для борьбы с космическим мусором инновационную систему. Последняя включает грузовой контейнер для размещения снимаемого с орбиты объекта, а также надувное тормозное устройство (последнее может заполняться газом и принимать аэродинамическую форму). У аппарата есть устройство для захвата снимаемого с орбиты объекта, также он оснащен системой навигации поиска последнего.

«Объект для снятия с орбиты выбирается с помощью станций наземного наблюдения. Далее аппарат-буксир с грузовым отсеком необходимого размера направляется на орбиту объекта, стыкуется с ним, а потом – с помощью управляемого тормозного импульса возвращается в заданную точку условной границы атмосферы», – говорится в описании изобретения на сайте «Роспатента».

2016

«Роскосмос» разрабатывает космического уборщика

«Роскосмос» разрабатывает проект космического уборщика, способного «сдувать» отработавшие аппараты с орбиты струей реактивного двигателя, рассказал газете «Известия» Олег Горшков – генеральный директор ЦНИИмаша (головной организации «Роскосмоса»)[5].


По словам Горшкова, механизм снабжается ионными двигателями с противоположных сторон. Он приближается к отработавшему космическому спутнику и включает двигатели на равную мощность, оставаясь за счет этого на месте, и струей одного из двигателей меняет параметры орбиты неработающего объекта, сталкивая его в плотные слои атмосферы.

Время действия ионной струи спутника-убицы определяется целями и возможностями (мощностью двигателя) аппарата. «Оценки показывают, что при мощности двигателя около 5 киловатт время увода спутника-мишени займет до 15 суток в зависимости от массы и габаритов», — отметил Горшков.

Япония испытает устройство для уничтожения космического мусора

Японское национальное аэрокосмическое агентство JAXA намерено испытать «космический шнурок» – устройство для уничтожения мусора, скапливающегося на околоземной орбите и представляющего все большую угрозу, сообщает в декабре ТАСС.

Технологию запустят при помощи тяжелой ракеты-носителя Эйч-2Би на беспилотном космическом грузовике «Конотори» ("Аист"). Произойдет это ориентировочно 9 декабря.

«Аист» доставит на МКС различные грузы, а на обратном пути запустит в космос «шнурок» длиной 700 метров. Это достаточно сложное устройство будет создавать электромагнитное поле, способное тормозить в полете мусор, выводить его в плотные слои атмосферы Земли, где всевозможные отходы с орбиты, в частности, старые спутники, их обломки и фрагменты, должны бесследно сгореть.

Нынешний полет будет испытательным. Если «шнурок» продемонстрирует должные бойцовские качества, JAXA намерена использовать такие устройства для очистки орбит на высоте от 800 до 1400 км, где мусора особенно много.

По оценкам ООН, над нашей планетой вращается около 300 тыс. различных неиспользуемых искусственных объектов общей массой до 5000 тонн.

На околоземной орбите находилось 17,729 тыс. рукотворных объектов

Согласно ежеквартальному отчету Космического центра имени Джонсона, к июлю 2016 года на околоземной орбите находилось 17,729 тыс. рукотворных объектов, включая 4,242 тыс. действующих и вышедших из строя спутников, а также 13,487 тыс. ступеней ракет носителей, разгонных блоков, другой космической техники и ее обломков.

Первое место по объему космического мусора занимает Россия с 6,318 тыс. космическими объектами, США – на втором месте с 5,663 тыс. единицами, Китай – на третьем с 3,779 тыс. объектами.

Развитие космической отрасли на Земле может остановиться через одно-два столетия, если не будет решена проблема космического мусора в околоземном пространстве, считают участники научной конференции «Космонавтика XXI века», чьё мнение приводит ТАСС. В конференции приняли участие 600 специалистов ракетно-космической отрасли.

«В процессе заслушивания и обсуждения докладов участники обменялись мнениями по вопросам создания долговременной лунной базы, развития космической ядерной энергетики, перспективных технологий передачи информации в условиях ограниченных ресурсов и многие другие тематики, вплоть до проблемы космического мусора. Если не заниматься ее решением, то, по прогнозам, через 100-200 лет развитие космической деятельности может прекратиться», – считают в головном научном институте Роскосмоса ЦНИИмаш, на базе которого прошла конференция.

Космос





Смотрите также