Обломки в шестом океане

За загрязнение космоса надо как минимум штрафовать

Казалось, космос огромен. Но не прошло и 60 лет – мгновение по меркам Вселенной, и мы столкнулись с положением, когда летать там становится опасно.

Есть представление, какой угрозой является размещение в космосе оружия. Страны мира еще далеки от достижения договоренностей по этому вопросу. Наряду с этой проблемой в известной степени продолжением ее является другая – засорение околоземного пространства объектами искусственного происхождения.

С высоты 1000 километров спутники сходят тысячу лет

Существование первого искусственного спутника Земли было коротким – всего три месяца. Но, например, американский «Авангард-1», запущенный 17 марта 1958 года на минимальную высоту в несколько тысяч километров, и ныне находится в космосе.

Сегодня искусственными объектами общей массой свыше 20 тысяч тонн наиболее замусорены околоземные орбиты высотой 600–1000 километров и геостационарная (около 35 800 км). В 2015 году в космическом пространстве находилось более 17 500 наблюдаемых и каталогизированных предметов, созданных человеком. Из них около 1370 – действовавшие космические аппараты. Остальное – в основном вышедшие из строя спутники и ступени ракет-носителей, обломки взорвавшихся или столкнувшихся КА. И это только наблюдаемые, относительно крупные объекты размером более 10 сантиметров.

Частицы весом десятки и сотни граммов – «пули» и «снаряды», движущиеся со скоростями более семи тысяч метров в секунду, представляют реальную угрозу космическим полетам. Искусственные неуправляемые объекты космоса (ИНОК) летают как угодно, в том числе на пересекающихся с работающими аппаратами курсах.

Караваны Илона Маска

Согласно бизнес-подходам космическая деятельность должна приносить прибыль. На орбиту ринулись десятки госкорпораций и частных фирм, чтобы заниматься наиболее денежным делом – от создания на орбите автоматических систем передачи информации до туризма. Существующие группировки включают десятки спутников («Глонасс», GPS и т. п.), но новые коммерческие проекты просто ошеломляют. Например, европейский OneWeb предполагает запуск до 2019 года 900 спутников интернет-связи на высоту около 1200 километров. В проработке проекты выведения в течение трех лет 4025 аппаратов SpaceX Илона Маска и 4600 компании Samsung (при нынешних 1370 штуках). Через десятилетие эти КА выйдут из строя и станут неуправляемым хламом. Потребуется возобновление группировки с ростом числа аппаратов на орбите.

Обломки в шестом океане
Фото: ytimg.com

Уже при нынешней ее «засоренности» происходят столкновения с лавинообразным ростом осколков. Известны случаи преднамеренных аварий при проверке США и Китаем космического оружия. По данным представленной в ООН российской модели загрязнения космоса, при гипотетическом одномоментном прекращении космических запусков количество опасного мусора (наблюдаемого и малоразмерного) будет удваиваться каждые пять лет из-за столкновений искусственных объектов.

Известно, что с орбит до 200 километров под действием остаточной атмосферы спутники сходят быстро – в течение нескольких недель. С 300 километров – несколько месяцев, а с 500 километров – уже десять лет. Летающие выше спутники утилизируются значительно дольше – до семи тысяч лет.

Таким образом, в околоземном пространстве складывается чрезвычайная ситуация. Даже без космических войн оно в ближайшем будущем может быть потеряно для цивилизации.

Слаба теория и практика корява

Сегодня необходимо добиться прекращения бесконтрольного запуска КА, не оснащенных средствами возврата на Землю или захоронения, и удаления с особенно важных («охраняемых») диапазонов высот орбит неработающих объектов, в том числе малоразмерных. Технологии, позволяющие уменьшить темпы засорения космоса, разработаны. В частности, представляется рациональным аппараты, работающие на высотах до 500 километров, обязательно оснащать тормозными устройствами активного (двигатели) или пассивного типа (аэродинамические парашюты), обеспечивающими ускорение схода с орбиты после завершения программы. Для спутников на удалении более 500 километров от Земли рекомендуются меры по повышению срока функционирования, а также:

  • оснащение двигателями затопления или перевода на орбиты захоронения;
  • рациональное размещение группировок с ограничением рабочих плоскостей и высот полета;
  • возможность продления ресурса, ремонта и заправки в космосе;
  • схема сбора в компактной области орбиты для обслуживания;
  • придание последним ступеням ракет-носителей средств захвата и увода отработавших наиболее тяжелых КА.

 

Задача очистки космоса от накопленного мусора значительно сложнее. Подходы прорабатываются только теоретически, некоторые больше похожи на шарлатанство.

Для удаления мелких обломков изучается теоретическая возможность тормозящих воздействий с использованием солнечной энергии. Для увода с целевой орбиты отказавших спутников возможно создание буксиров.

Известны опыты середины XX века, когда околоземные ядерные взрывы позволили уничтожать («испарять») крупные объекты. Однако такие подходы, эффективные против аппаратов космического эшелона ПРО противника, чреваты и выведением из строя «мирных» аппаратов с образованием большого числа сверхмалых обломков.

Ныне применяемые мировым сообществом технологии малополезны. Например, Роскосмос параллельно с Минобороны усиливает средства контроля, чтобы лучше видеть обломки. В NASA решили увеличить прочность корпуса КА (чтобы выдерживали соударение с мелкими частицами), испытывают автоматические системы инспекции спутников на орбите. Разгонные блоки ракет-носителей делают с возможностью затопления в океане. В то же время десятки аппаратов, которые выводит каждая РН, остаются на орбитах.

Очевидно, технические вопросы борьбы с мусором в космосе экономически затратны и пока невыгодны. Как правило, они предлагаются государственными организациями отдельных стран (участвующими при этом и в засорении космоса) за счет национального бюджета. Для внедрения же мер очистки необходимы объединенные усилия всех стран космического клуба, инициированные волевыми политическими решениями.

Правила чистого космоса

Как известно, анализом и начальными проработками вопросов загрязнения околоземного пространства занимается Межагентский координационный комитет по космическому мусору, куда входят представители профильных ведомств ряда стран. Далее вопросы «поднимаются» в Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях. Роль его, к сожалению, сводится к выработке рекомендаций по уменьшению засорения (ограничение образования мусора при штатных операциях, уменьшение вероятности случайного столкновения на орбите, ограничение длительного существования КА после завершения программ полета и пр.).

Но проблема требует выработки строгих и обязательных к исполнению международных правил. Россия обладает полным набором сил для инициирования разработки и реализации мер по защите космоса. Это Министерство иностранных дел, ВКС, Роскосмос, научные и производственные организации отрасли. В том числе ФГУП «ЦНИИмаш», ИПМ им. М. В. Келдыша, ПАО «МАК «Вымпел», ПАО «РКК «Энергия», ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина», АО «ИСС им. М. В. Решетнева», АО «ВПК «НПО машиностроения». Например, последнее обладает реальным опытом создания стыкуемых на орбите групп спутников. Проведены проработки, в том числе защищенные патентами, продления срока действия аппаратов, транспортировки отказавших, их увода с орбиты. Имеется исторический опыт формирования опасного, хотя и короткоживущего космического мусора при столкновении станции «Алмаз» («Салют-2») с третьей ступенью ракеты-носителя «Протон». Известна практика целенаправленного формирования боевых осколков системой «ИС», которые после выполнения задачи сгорали в атмосфере. В свое время НПО машиностроения было головным предприятием при выработке регламентирующих документов – стандартов верхней атмосферы Земли. Россия может и должна выступить на международном уровне инициатором работ по защите космоса от загрязнения объектами искусственного происхождения.

Первоначальная проработка российских инициатив возможна в формате БРИКС. Затем группа стран инициирует выработку Генассамблей ООН решения о подключении к проблеме Совбеза, создание соответствующего комитета в соответствии с правилом 28 Устава организации.

Комитет должен подготовить решения по вопросам:

  • выработки международных стандартов технического облика КА для разных орбит («эшелонов») в части безопасности околоземного пространства;
  • учреждения международных органов экспертизы создаваемых спутников;
  • формирования объединенной международной системы контроля космического пространства;
  • инициирования международных проектов очистки околоземного пространства от опасных объектов;
  • соглашений о квотах государств на загрязнение космоса и на очистку орбит определенной высоты и конфигурации;
  • выработки решений об ответственности государств за преднамеренное засорение космоса мусором, в том числе введение международных санкций.

 

Таким образом, наведение порядка в космическом пространстве складывается в сложный комплекс вопросов, относящихся к компетенции ООН, национальных аэрокосмических агентств, институтов и организаций отрасли.

С начала эпохи воздухоплавания атмосфера Земли была признана пятым океаном. С момента запуска первого искусственного спутника Земли пришло понимание и наличия шестого, космического океана. Сегодня он посылает свой SOS – фиксируемыми попаданиями осколков в космические аппараты и необъяснимыми отказами спутников.

Герберт Ефремов,
почетный член Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского
Максим Палкин,
член Академии навигации и управления движением
Евгений Зайцев,
заслуженный машиностроитель России

Опубликовано в выпуске № 6 (670) за 15 февраля 2017 года

Нравится

Loading...
Комментарии
Добавить комментарий
Фото неделиФотоархив HD
Церемония присвоения самолету Ил-38Н наименования в честь прославленного пилота, генерал-полковника авиации Виктора Потапова (г. Жуковский, 31.01.2017 г.)

Вниманию читателей «ВПК»
  • Обсуждаемое
  • Читаемое
  • Past:
  • 3 дня
  • Неделя
  • Месяц