Человечество постоянно производит огромное количество мусора, утилизировать без вреда и затрат который практически невозможно. Причем речь идет об отходах не только на нашей планете, но и в космосе.
Что за мусор и откуда он берется?
Космический мусор — это объекты искусственного происхождения, находящиеся на орбите, но не имеющие никакой практической пользы. К ним относятся обломки отработавших свой срок или побывавших в авариях спутников, разгонные блоки верхних ступеней ракет-носителей, частицы топлива, куски обшивки, термоизоляции и т.д.
Страна, которая вывела объект в космос, должна отвечать за его последующую утилизацию после окончания срока его эксплуатации. Такое постановление есть в существующем космическом законодательстве, но пока это только теория. На практике все происходит иначе. Поэтому, вполне возможно, космическое пространство со временем начнет напоминать мусорный полигон, расположенный где-нибудь в Подмосковье.
Сколько мусора в космосе сейчас?
По данным ESA (Европейского космического агентства), опубликованным в мае 2021 года, сейчас в космосе 128 000 000 объектов размером от 1 мм до 1 см, 9 000 000 объектов размером от 1 до 10 см. Последние и самые опасные цифры — 34 000 объектов, размеры которых превышают 10 см.
Их движение по орбите происходит с огромной скоростью. Средняя скорость фрагментов мусора составляет 28 000 км/ч. Чтобы было с чем сравнивать — это примерно в 20 раз быстрее скорости звука.
Что такое синдром Кесслера и чем он опасен?
Сотрудник NASA астроинженер Дональд Кесслер первым в 1978 высказал свои опасения по поводу будущего космоса из-за мусорной проблемы.
По его мнению, чем больше в космос запускается искусственных спутников, тем больше возрастает вероятность столкновений между ними. Рост числа столкновений приведет к запуску цепной реакции, результатом которой станет неконтролируемое увеличение объемов космического мусора. В конечном счете космос может перестать быть пригодным для полетов.
МКС из-за космического мусора постоянно приходится корректировать траекторию полета. В прошлом году, по данным Роскосмоса, произошло более 200 опасных сближений различных обломков с МКС. Сближения спутников с мусором фиксируются практически еженедельно. Маневрирование в подобных ситуациях не всегда спасает. Так в 2009 году отработавший свой срок советский спутник “Космос” врезался в действующий космический аппарат Iridium. В результате аварии в космическом пространстве появилось 600 новых фрагментов мусора размером более 5 см и несколько тысяч более мелких.
Космический мусор может быть опасен и для Земли. Так в 1978 году советский спутник «Космос-954» упал в Канаде, его радиоактивные обломки ( на нем имелась радиоактивная энергоустановка) загрязнили территорию. На очистительные работы было потрачено 11,5 000 000 $. Канадцы пытались получить от советского руководства 6 000 000, но им отдали только половину суммы.
Космический клининг и его перспективы
О том, что космос нужно очищать, всерьез заговорили еще в 60-70-е годы. При этом проблема оказалась “повисшей в пространстве” на долгие годы. Дело в том, что разработка, испытания и запуск любого робота-уборщика — это огромные инвестиции и неясные дальнейшие экономические перспективы.
При этом ряд стран ведет активную работу в этом направлении. В августе этого года Китай запустил на низкую околоземную орбиту аппарат NEO-01 — это 30-килограммовый робот, созданный в стенах компании Origin Space. Робот оснащен сетью для улавливания космического мусора, который затем сжигается при помощи электрической силовой установки.
Компания Origin Space заинтересована в проекте — она занимается разработкой проектов по добыче полезных ископаемых на астероидах. Поэтому также решает проблему удаления космического мусора, ведь он может помешать их миссиям.
JAXA (Японское аэрокосмическое агентство) планирует заняться уборкой космоса совместно с частными компаниями, среди которых в том числе будет стартап Rocket Lab. В рамках проекта японская компания Astroscale предоставит свой спутник для удаления мусора Astroscale-Japan (ADRAS-J). Спутник создается для сближения с последней пусковой ступенью, выведенной на орбиту ракетой JAXA, которая движется в настоящее время по околоземной орбите со скоростью 27000 км/ч. На борту ADRAS-J установлены камеры и лидар для обследования этой ступени с расстояния 100 м. Собранные данные помогут космическому уборщику в его работе.
Спутник ADRAS-J будет запущен раньше ракеты Electron стартапа Rocket Lab. Его задача состоит в том, чтобы свести с орбиты последнюю ступень японской ракеты-носителя после ее тщательного изучения.
Месяцем раньше стартап заключил соглашение о запуске другого космического «мусорщика», разработанного финской компанией Aurora, который протестирует системы по торможению и сведению космического мусора с орбиты. Запуск запланирован на 2023 год.
В конце марта с помощью ракеты “Союз” был запущен на орбиту разработанный Astroscale космический аппарат ELSA-d. Он способен найти космический мусор, а затем стыковаться с ним или улавливать фрагменты магнитным захватом.
ЕSA подписало соглашение со швейцарской компанией ClearSpace — ЕSA (а через него правительства европейских стран) вкладывают 86 000 000 € в миссию швейцарского стартапа ClearSpace по уборке космического мусора. Созданного швейцарскими учеными робота, оснащенного четырьмя щупальцами для захвата фрагментов мусора, планируют испытать в 2025 году.
Ученые из американского университета Пердью разработали аэродинамический парус Spinnaker3, сделанный из фторированного полиимида (эластичного полимера). Парус площадью 59 м2 будет разворачиваться и улавливать мусор на высоте до 645 км. После этого он будет снижаться до низкой околоземной орбиты, где мусор должен будет сгореть. Разработчики паруса утверждают, что он сможет удалять из космоса не только обломки спутников, но и разгонные блоки ракет-носителей. Первые испытания американской разработки должны пройти в ноябре этого года.
Пока только 12 стран и агентств имеют в космосе свои спутники. В следующем десятилетии Румыния, Алжир, Турция, Южная Корея, Швейцария и Бразилия планируют запустить свои космические проекты. Так что уже в 2031 спутников в космическом пространстве станет намного больше и, соответственно, проблема удаления мусора станет все более и более актуальной.
При этом эффективных решений пока не найдено и, скорее всего, они найдутся лишь когда проблема будет стоять остро. Не стоит забывать, что впереди еще запуск огромного количества спутников Starlink. И хотя Илон Маск предлагает решение по улавливанию космического мусора с помощью оборудования корабля Starship (в июле этого года он написал об этом в Twitter), эта идея пока не подкреплена никакими исследованиями и будет ли решение эффективно — большой вопрос.
Кстати
Запущенную в 2018 году Tesla Roadster также считают космическим мусором. Именно под таким наименованием авто попало в каталог космических объектов искусственного происхождения, составленный астрономами Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
Сам Илон Маск считает, что его автомобиль будет бороздить космические просторы миллиарды лет. Однако некоторые ученые уверены в обратном. По мнению профессора химии Университета Индианы Уильяма Кэрролла, даже если машина сможет избежать столкновений, ее сохранности грозит воздействие солнечной радиации.
Пока прогнозы скептиков не подтвердились — по их подсчетам Tesla Roadster должна была разлететься на части еще в 2019 году. Однако авто до сих пор в строю.
МС