Отход с орбиты
Распределение движения космического мусора сейчас и в будущем. Графика: ESA / TU Braunschweig / AP

Распределение движения космического мусора сейчас и в будущем. Графика: ESA / TU Braunschweig / AP

Космический мусор и синдром Кесслера как угроза развитию человечества

В начале февраля Япония протестирует сеть, улавливающую космический мусор, сообщает South China Morning Post. Однако, по некоторым оценкам, к 2015 году очищать околоземное пространство будет уже слишком поздно.

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) работает над проектом по сбору космического мусора уже пять лет. Система представляет собой спутник, который после вывода на орбиту развернет длинную и узкую (всего 30 сантиметров) металлическую сеть и будет с ее помощью генерировать магнитное поле. Предполагается, что постепенно на ней соберется некоторое количество засоряющих околоземное пространство обломков, а примерно через год вся эта связка металла снизится и сгорит в атмосфере.

В начале февраля ракета-носитель доставит на орбиту спутник, собранный в Университете Кагавы и укомплектованный 300-метровой экспериментальной сетью. Для второго испытания уже подготовлен километровый магнитный трал. Его изготовили на фабрике Nitto Seimo, специализирующейся на рыболовных снастях. Если методика оправдает себя, японские ученые планируют в будущем закреплять магнитные установки непосредственно на кусках космического мусора.

По самым оптимистичным прогнозам, система заработает в штатном режиме к 2019 году, но к этому времени человечество может остаться без большинства благ цивилизации, связанных с космосом.

Люди начали засорять околоземное пространство едва ли не до начала космической гонки. Вскоре после запуска первого искусственного спутника и задолго до появления систем космической связи Министерству обороны США показалось хорошей мыслью создать вокруг земли кольцо из миллионов двухсантиметровых медных проволочек. Опасаясь, что в случае конфликта СССР перерубит подводные кабели телефона и телеграфа, американские военные искали способ сделать дальнюю радиосвязь более стабильной, не зависящей от состояния ионосферы.

Так родился проект West Ford — Соединенные Штаты попытались построить вокруг Земли гигантскую дипольную антенну. В случае успеха это должно было выглядеть как кольца Сатурна.

В 1961 году первую партию проволоки запустили на орбиту, но «распылить» ее не удалось. Судьба ее до сих пор точно неизвестна.

Безумный проект Пентагона вызвал громкое осуждение в ООН. Тем не менее в 1963 году состоялся повторный запуск. Ракета-носитель выбросила диполи на высоте 3,5 тысячи километров над Землей.

Поначалу облако проволоки позволяло передавать отраженные радиосигналы между Калифорнией и Массачусетсом. Со временем «антенна» рассеивалась все сильнее и качество сигнала падало, но в целом эксперимент признали успешным.

После двух запусков West Ford на орбите остались сотни, а то и тысячи не раскрывшихся блоков с проволокой, а также установки по ее рассеиванию. Сплавленные вместе из-за ошибки проектирования, эти куски меди слишком малы, чтобы их можно было отслеживать, но имеют достаточную массу, чтобы создать проблемы другим космическим аппаратам. Впрочем, в общем объеме мусора, вращающегося сегодня в околоземном пространстве, их доля незначительна.

Космическая гонка и засорение космоса шли рука об руку. С момента запуска Спутника-1 США вели базу данных всех известных объектов, попадающих в околоземное пространство, но фактически до 1991 года загрязнение орбиты не рассматривалось как серьезная проблема: в 1960-х регулярно проводились эксперименты с противоспутниковым оружием, до 1980-х ступени ракет сбрасывались беспорядочно.

В 1981 году астроном Дональд Кесслер подсчитал, что 42% известных на тот момент висящих над Землей обломков появились на орбите в результате всего 19 событий — в основном, взрывов ступеней американских ракет серии Delta. После этого в США начали работать над снижением количества отходов запуска, и до конца 1980-х лидером по «производству» космического мусора оставался Советский Союз. После перерыва в 1990-х годах Россия вернула лидерство в этом вопросе попросту из-за числа запусков.

На сегодняшний день объем мусора на орбите оценивается в 300 тысяч объектов. NASA отслеживает примерно 22 тысячи наиболее опасных из них — диаметром от 10 сантиметров и массой около одного килограмма и выше. Объекты диаметром от одного до 10 сантиметров тоже считаются «крупными» и потенциально опасными, но современные технологии не позволяют вести за ними наблюдение.

Среди хлама, заполняющего околоземное пространство, можно найти довольно неожиданные объекты. Например, перчатку первого американца в открытом космосе Эда Уайта, пару фотоаппаратов, плоскогубцы, гаечный ключ, зубную щетку, ящик с инструментами и мусорные мешки, выбрасывавшиеся со станции «Мир» на протяжении пятнадцати лет.

Большая часть космического мусора сосредоточена на низкой опорной орбите: здесь остаются обломки и некоторые отработавшие спутники, туда же сбрасываются вторые и последующие ступени ракет-носителей. Земного притяжения, солнечного ветра и тяги атмосферы, как выяснилось в 1980—90-х годах, недостаточно, чтобы этот хлам терял высоту и сгорал в атмосфере быстрее, чем пополняются его запасы.

Много мусора собралось и на геостационарной орбите, но в силу общей траектории движения на этой высоте происходит примерно одно опасное сближение в год. На низкой опорной орбите дела обстоят иначе: спутники ежедневно совершают вокруг Земли по 15 кругов, поэтому здесь опасные ситуации часты, а их потенциальные последствия катастрофичны. Именно на расстоянии 160—2000 километров от поверхности Земли находятся основные картографические, геодезические и метеоспутники, а также многие спутники связи — всего около 1,1 тысячи объектов. Здесь же, на 400-километровой низкой опорной орбите, находится МКС.

Еще в 1991 году Кесслер предсказал, что при достижении определенной плотности мусора в околоземном пространстве его количество будет только увеличиваться за счет столкновений.

Одного обломка массой в один килограмм, движущегося со скоростью 10 км/ч, достаточно, чтобы разрушить космический аппарат и тем самым создать множество новых тяжелых и быстрых обломков. Это, в свою очередь, приведет к каскаду столкновений и разлету осколков, которые уничтожат большую часть спутников и сделают околоземное пространство непригодным для навигации на многие годы.

Описанный сценарий получил название «синдром Кесслера». Спустя двадцать лет Минобороны США подтвердило эти выводы. Столкновение двух крупных объектов (как это произошло, например, со спутниками Космос-2251 и Iridium 33 в 2009 году) может привести к цепной реакции, которая разрушит всю низкоорбитальную инфраструктуру.

Кесслер утверждал, что каскад столкновений начнется незаметно. По оценке ученых Национальной академии наук США, критический порог уже безвозвратно пройден на высотах 900, 1000 и 1500 километров.

В 2006 году в NASA подсчитали, что даже если полностью прекратить полеты в космос, существующие скопления мусора не начнут «рассасываться» ранее 2055 года. Британский оборонный исследователь Ричард Кроутер несколькими годами ранее предсказывал, что цепная реакция может стартовать уже в 2015-м.

16 января из-за опасности столкновения с космическим мусором космонавтам пришлось отложить корректировку орбиты МКС. В тот же день фильм-катастрофа 2013 года «Гравитация», посвященный синдрому Кесслера, стал главным претендентом на звание лучшей картины года по версии Американской киноакадемии.

Читайте в рубрике «Наука и технологии» Казань выбрала лучшие стартапыИнвесторы на Kazan Startup Weekend в ИТ-парке начали сотрудничество с несколькими стартапами Казань выбрала лучшие стартапы

Комментарии

19 января 2014, 12:56
По этому поводу уже вовсю снимают фильмы и фантазируют во всю Ивановскую, но проблема действительно есть, земляне удивительно склонны к засорению окружающей среды, мало того что загадили отходами планету, так теперь и космос. Воистину человек главный враг природы ((
19 января 2014, 16:46
Что-то мне подсказывает, что ситуация уже настолько запущена, что этот японский "спутник-ловец мусора" скорее всего сам пополнит околоземную орбитальную "помойку", так и не успев ни чего собрать...(((((
Пусть попробуют. Не на наши же деньги, за японские.....
21 января 2014, 11:27
Согласен, все же надо пытаться как-то противодействовать угрозе космического мусора, иначе мы рискуем потерять всю спутниковую навигацию, все космические достижения человечества...!
19 января 2014, 17:01
Японцы молодцы,я верю что именно они своими высокими технологиями ради блага человечества смогут оставить в рабочем состоянии спутниковый интернет и навигацию.
19 января 2014, 23:44
Космический триллер Гравитация дает этой новости дополнительный импульс, но если все так печально, то думаю победить это не удастся, и останется человечество без космос, запрем себя на Земле во веки вечные
20 января 2014, 08:08
Американцы потом придумают распылить серебряную краску в стратосфере,что бы та окрасила мусор и его можно будет использовать как экран для сигналов,как в прошлом веке. Только бы с расчетами в этот раз поточнее были бы...
20 января 2014, 07:53
Вот заставить бы Пентагон туда слетать и собрать там свою проволоку. Это ж надо быть такими параноиками....
Пентагон то на что, у ниже НАСА есть, пусть они летят, с огромным пылесосом, засасывают весь мусор и остальное струей воды вымывают)
20 января 2014, 15:22
А им лишь бы насрать-простите. А убирают пусть другие. Так же они и в нефтяных мелких странах поступают,приезжают,гадят,разрушают страну,забирают все ценное и уезжают...
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Анализ событий России и мира
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях. Только экспертный взгляд на события
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»