Мусор в космосе

4 октября 1957 г. на орбиту Земли был выведен первый искусственный спутник. С тех пор было запущено огромное количество летающих объектов. По данным NASA сейчас над Землей летают примерно 17 000 объектов размером от 10 сантиметров и более, 200 000 объектов размером от 2,5 до 7,5 сантиметров, и миллионы предметов размером меньше дюйма (2,5 см). Это спутники и их части - болты, ускорители, соединительные кольца, элементы изоляции, мелкие микросхемы и т.п. Так, стараясь облегчить себе жизнь и изобретая новые технические новинки, телевидение, телефонию, спутниковую навигацию, человечество вырабатывает страшную субстанцию – мусор. Если мелкий мусор для жителей Земли опасности не представляет, т.к. даже при падении, он сгорит в атмосфере, то крупные старые спутники при выходе с расчетной орбиты и приближении к Земле могут привести к катастрофе. Первый крупный инцидент мы наблюдали в конце сентября 2011 года. Произошло неуправляемое падение на Землю американского спутника.

Спутник UARS (Upper Atmosphere Research Satellite), предназначенный для наблюдения за верхними слоями атмосферы Земли, был выведен орбиту с помощью шаттла Discovery в 1991 году. Срок его эксплуатации истек еще 14 лет назад, но окончательно он перестал работать и превратился в космический мусор лишь в 2005 году. После чего эта махина начала неуправляемое падение с высоты 600 километров. О том, что аппарат упадет на Землю, в NASA поняли лишь в конце августа 2011 г. В американском космическом ведомстве не могли предсказать, куда точно рухнет UARS, но еще тогда заверили: вероятность, того, что он кого-нибудь убьет или что-нибудь разрушит «крайне мала» — примерно 1:23000000000000. По расчетам NASA, при прохождении сквозь атмосферу UARS должен был расколоться на 26 обломков, которые столкнутся с поверхностью Земли на скорости от нескольких десятков до нескольких сотен километров в час. На это раз все обошлось, 24/09/2011 американское аэрокосмическое агентство, державшее в напряжении всех жителей нашей планеты, сообщило, что спутник благополучно упал в Тихий океан.

Недавно немецкое космическое агентство объявило, что космический телескоп ROSAT весом 2,5 т упадет на Землю в конце октября или начале ноября - район приземления по-прежнему неизвестен. Шансы на то, что обломками объекта ROSAT будет кто-то поражен, оцениваются как сравнительно высокие - примерно 1 к 2 000, тем не менее, это достаточно далеко за пределами статистической вероятности. Чудовищные объемы обломков мусора, сделают неизбежными все новые и новые подобные случаи.

Опасно не только падение спутников на Землю, может случиться и столкновение спутников на орбите между собой. Прециденты уже есть. Так, 10 февраля 2009 года столкнулись российский военный спутник (выведенный на орбиту в 1994 году, но через два года списанный) и рабочий американский спутник, оператора спутниковой телефонной связи Иридиум. «Космос-2251» весил почти 1 тонну, а «Iridium 33» 560 кг. Столкнулись спутники в небе над северной частью Сибири. В результате столкновения образовалось два облака из мелких обломков и фрагментов (общее количество обломков составило около 600).

Риск столкновения спутников и их обломков на орбите минимизируется за счет того факта, что все объекты на орбите находятся на одной и той же высоте и движутся с одной и той же скоростью - 28 200 км/ч. Это означает, что они естественным образом остаются на одном и том же постоянном расстоянии друг от друга. Проблема появляется тогда, когда два объекта перестраиваются в другой ряд - опускаясь на более низкую орбиту (что требует замедления) или взбираясь на более высокую (для чего нужно ускорение). Столкнуться могут также два объекта, летящие в разных орбитальных плоскостях (или наклонностях по отношению к экватору). Например США запускают большинство своих космических аппаратов с отклонением в 28,5 градуса с целью обеспечить пролет над американским континентальным массивом. Россия отправляет большинство кораблей со спутниками под углом в 51,6 градуса, чтобы они покрывали их собственную территорию аналогичным образом. Столкновение 2009 г. продемонстрировало результат пересечения орбит.

Способов спасения от всего этого сейчас практически нет. Все, что мы можем сделать, - это, по крайней мере, отследить расположение всех спутников на орбите, прогнозировать их дальнейшее движение, столкновение или падение. Однако и эта задача пока полностью не реализуется.

США создали сеть наблюдения за космосом, основанную на использовании радиолокационных, оптических телескопов и позволяющую отслеживать потенциально опасные объекты в реальном времени.

Инновационные методы слежения сейчас разрабатываются также в Германии. Один из методов – использование импульсных лазеров. Оптический телескоп находит объекты, в то время как импульсный лазер точно определяет угловые координаты и расстояние. Второй вариант слежения – использование радиолокационных спутников, изначально предназначенных для создания "цифровых моделей рельефа" Земли, которые можно разворачивать и нацеливать на работу на орбите для отслеживание потенциально опасных объектов.

Хорошее отслеживание дает возможность более точно прогнозировать, когда отслуживший свое спутник вернется на Землю. Однако лишь до тех пор, пока на борту будет какое-то топливо и какая-то энергия (чего зачастую нет), можно выбирать безопасное место для приземления где-нибудь в океане и направлять спутник туда.

Количество спутников, находящихся на орбите на настоящее время и принадлежащих разным странам, можно узнать оперативно на сайте https:/www.space-track.org. Разумеется, наибольшее количество спутников запущено Россией и США. Поражает число вышедших из строя спутников. Американских из них – 5417, российских – 14078. Все они когда-то упадут. Интересно, куда?

Статьи экологической тематики на сайте Temperatures.ru:

Глобальное изменение климата

Остановится ли Гольфстрим?

Острова из мусора в океане

Листья в полиэтилене

Аномальное поведение человека

Разрешите спасти одно дерево

Что вреднее ртутный термометр или ртутная лампа?

Божья коровка, улети на небо

Меховой воротник

Человек или автомобиль

Самая вредная привычка