Что делать с космическим мусором?

Например, космический телескоп "Хаббл”. При последнем техобслуживании на нем, среди прочего, был установлен механизм мягкого захвата. Это устройство стыковки, которое в будущем позволит космическому роботу прикрепиться к "Хабблу” и безопасно утилизировать телескоп путем сожжения в атмосфере Земли, когда срок его службы подойдет к концу.

Важно думать о способах удалять спутники с орбиты. поскольку без должной утилизации они превращаются в еще один источник космического мусора. Фрагменты старых космических кораблей, спутников и ракет ныне мчатся вокруг орбиты Земли со скоростью тысячи миль в час. Скорость движения этих фрагментов настолько велика, что даже частичке размером с монету хватит энергии, чтобы вывести из строя целый спутник. На орбите Земли уже насчитывается более 100.000 обломков такого или большего размера, не говоря уже о более крупных объектах - например, грузовом отсеке беспилотного космического корабля "Прогресс”. Российское космическое агентство утратило над ним контроль и теперь он будет постепенно спускаться все ниже, пока не сгорит в атмосфере Земли. 

Дыра, пробитая в обшивке спутника "Солар максимум” летающим орбитальным обломком.

Мы не знаем точно, сколько их и где они находятся. С поверхности земли можно отследить только самые большие обломки, составляющие около 10% тех фрагментов, которые достаточно велики, чтобы вывести из строя спутник. В действительности повреждения спутников - известная проблема. Среди аппаратов, получивших пробоины размером с монету в результате столкновения с летающими обломками, - "Хаббл” и спутник "Солар максимум” (SMM). Существует риск, что в ближайшие несколько лет будут и другие, возможно, еще более разрушительные столкновения.

Механизм мягкого захвата устанавливается, чтобы предотвратить дальнейшее образование космического мусора. Инженеры во всем мире разрабатывают оригинальные способы ограничить количество обломков на орбите планеты - и не зря. Прогнозы показывают, что если мы не возьмемся за проблему космического мусора, многие из наиболее полезных орбит будут слишком захламлены летающими фрагментами, так что спутники не смогут безболезненно выйти на них.

В определенный момент на конкретной орбите может скопиться достаточно мусора для того, чтобы столкновения между обломками и спутниками и между разными обломками приняли лавинообразный характер и вышли из-под контроля. Явление, известное как синдром Кесслера, можно увидеть (в несколько преувеличенной форме) в фильме "Гравитация”.

Учитывая, насколько мы в наши дни зависим от спутников - в вопросах коммуникации, GPS и синхронизации времени, от которых, в свою очередь, зависят жизненно важные службы вроде международных банковских операций - очень важно не допустить вышеупомянутой ситуации в околоземном пространстве. Нравится нам это или нет, но один из необходимых и важных шагов предусматривает утилизацию больших вышедших из строя спутников, которые могут разлететься на множество мусорных обломков.

Разработаны для утилизации

Спутники, запущенные в 2014 году - вроде британского TechDemoSat-1 (TDS 1) - предусматривают утилизацию по окончанию срока службы. TDS-1 оборудован небольшим якорем, разработанным и сконструированным в Университете Крэнфилда, который можно применить, как только истечет срок научной эксплуатации спутника. Якорь действует по принципу парашюта: он постепенно снижает орбиту спутника, пока тот естественным образом не войдет в атмосферу и не сгорит в плотных слоях атмосферы Земли.

TDS-1 достаточно мал, чтобы сгореть. Спутники, которые имеют большие размеры или находятся более высоко, придется удалять с наиболее важных, ценных и загруженных орбит другими способами. Спутники с достаточным запасом горючего на борту (при условии, что все системы находятся в рабочем состоянии после десятилетий в космосе) могут сами уйти с орбиты. Другие, более экзотические решения проблемы предполагают использование сетей, тросов и даже мощных лазеров для того, чтобы стащить спутник вниз.

Проект Европейского космического агентства по деорбитации предполагает использование сетей для сбора мусора и доставки его в атмосферу для сжигания.

Однако космический мусор - не только инженерная проблема. Предположим, что Европа разработает спутник-буксировщик и попытается стащить с орбиты старые российские спутники, или подойдет близко к действующему спутнику-разведчику США. Очевидно, что это может вызвать политический резонанс. Проще говоря, мы пока не нашли способ рационально использовать космос. И эта проблема почти такая же сложная, как и поиск способов обеспечить рациональное развитие на Земле. Нам понадобятся практические решения - и очень скоро.

А этот прорвался: часть топливного бака ракета-носителя "Дельта” вернулась на Землю в 1997 году.

Итак, что случится с "Хабблом” - вероятно, наиболее известным спутником, которому нужен план "выхода на пенсию”? Однажды - по-видимому, в первой половине 2020-х - на встречу с космическим телескопом отправит небольшой корабль. Он прикрепится к "Хабблу”, используя механизм мягкого захвата, и затем запустит свой двигатель, чтобы вернуть аппарат в плотные слои атмосферы над южной частью Тихого океана. В случае с таким большим спутником как "Хаббл”. некоторые обломки, вероятно, не сгорят. А значит, сделать это лучше всего над большим необитаемым регионом в океане, чтобы избежать риска разрушений и несчастных случаев.

За входом в плотные слои атмосферы можно будет внимательно наблюдать с других спутников, самолетов или кораблей - все они поймают момент, когда сам "Хаббл”, который на протяжении десятилетий наблюдал за небесами, станет яркой падающей звездой, которую смогут сфотографировать другие телескопы. Так или иначе, кажется вполне уместным, что такая выдающаяся и продолжительная миссия как "Хаббл” закончит свои дни в ореоле славы.

Источник