Количество искусственных спутников на орбите Земли стремительно увеличивается. Если ещё несколько десятилетий назад в космос запускались единичные аппараты, то сегодня речь идёт уже о тысячах спутников, а в ближайшие годы их число может вырасти до десятков тысяч. Развитие глобального интернета, дистанционного зондирования Земли, навигационных систем и коммерческой космонавтики делает околоземное пространство всё более загруженным.
Однако вместе с ростом числа спутников появляется новая проблема. По мнению исследователей, увеличение количества аппаратов может значительно осложнить борьбу с космическим мусором и сделать эксплуатацию орбит менее безопасной. Учёные призывают учитывать эти риски уже сейчас, пока ситуация остаётся управляемой.
Что называют космическим мусором
Под космическим мусором понимают любые искусственные объекты, которые больше не выполняют полезных функций, но продолжают обращаться вокруг Земли.
К ним относятся:
- неработающие спутники;
- отработанные ступени ракет;
- защитные крышки и элементы конструкций;
- фрагменты, образовавшиеся после столкновений;
- обломки, возникшие при разрушении космических аппаратов.
Даже самые небольшие частицы продолжают двигаться по орбите с огромной скоростью.
Почему небольшие обломки опасны
В космосе отсутствует сопротивление воздуха, поэтому объекты могут сохранять очень высокую скорость в течение многих лет.
Даже крошечный металлический фрагмент способен нанести серьёзные повреждения спутнику или космическому кораблю.
При столкновении выделяется огромное количество энергии.
Поэтому опасность представляют не только крупные объекты, но и обломки размером всего несколько миллиметров.
Количество спутников быстро растёт
Современная космонавтика переживает период беспрецедентного развития.
Многие компании создают крупные спутниковые группировки.
Одновременно увеличивается число государственных и коммерческих запусков.
Каждый новый аппарат расширяет возможности человечества, позволяя:
- обеспечивать связь;
- наблюдать за климатом;
- исследовать природные ресурсы;
- улучшать навигацию;
- проводить научные эксперименты.
Но одновременно возрастает и нагрузка на околоземное пространство.
Чем больше объектов — тем сложнее обеспечить безопасность
Каждый спутник необходимо постоянно отслеживать.
Для этого используются наземные радиолокационные станции и оптические телескопы.
Специалисты регулярно рассчитывают орбиты всех известных объектов.
Если возникает вероятность опасного сближения, оператор спутника может изменить траекторию полёта.
Однако с ростом количества аппаратов число подобных расчётов стремительно увеличивается.
Опасные сближения происходят всё чаще
Большинство таких ситуаций заканчивается благополучно.
Тем не менее каждое потенциальное столкновение требует анализа.
Иногда приходится выполнять манёвр уклонения.
Подобные операции:
- расходуют топливо;
- сокращают срок службы аппарата;
- усложняют управление спутниковыми группировками.
Чем больше объектов находится на орбите, тем чаще возникает необходимость в подобных действиях.
Столкновение создаёт тысячи новых обломков
Главная опасность заключается не только в потере одного спутника.
Если два крупных объекта сталкиваются, образуется огромное количество новых фрагментов.
Каждый из них становится самостоятельным источником угрозы.
Подобные события уже происходили в истории космонавтики.
После некоторых столкновений количество отслеживаемых объектов значительно увеличивалось.
Возможна цепная реакция
Исследователи давно обсуждают сценарий, при котором одно столкновение запускает целую серию новых аварий.
Каждый новый удар создаёт дополнительные обломки.
Они, в свою очередь, повышают вероятность следующих столкновений.
Если подобный процесс выйдет из-под контроля, отдельные орбитальные области могут стать значительно менее безопасными для эксплуатации.
Именно поэтому предотвращение даже единичных аварий считается крайне важной задачей.
Некоторые орбиты особенно загружены
Наибольшая плотность спутников наблюдается на нескольких наиболее востребованных высотах.
Именно здесь работают:
- аппараты дистанционного наблюдения Земли;
- многочисленные спутники связи;
- научные миссии;
- коммерческие группировки.
Высокая концентрация объектов требует особенно точного контроля.
Учёные предлагают учитывать весь жизненный цикл спутника
Сегодня всё больше внимания уделяется не только запуску аппаратов, но и их безопасному завершению работы.
После окончания миссии спутник желательно вывести с рабочей орбиты.
Для этого используются различные методы:
- контролируемое снижение;
- перевод на специальные орбиты хранения;
- естественное торможение в верхних слоях атмосферы.
Такой подход позволяет уменьшить накопление мусора.
Конструкции становятся безопаснее
Инженеры всё чаще проектируют спутники таким образом, чтобы после завершения эксплуатации они быстрее покидали орбиту.
Разрабатываются специальные системы:
- торможения;
- автоматического сведения с орбиты;
- предотвращения разрушения аппаратов;
- безопасного выпуска оставшегося топлива.
Даже подобные, на первый взгляд, небольшие изменения позволяют снизить вероятность образования новых обломков.
Международное сотрудничество становится необходимостью
Космос не принадлежит какой-либо одной стране.
На одной и той же орбите одновременно работают аппараты различных государств и частных компаний.
Поэтому обеспечение безопасности требует постоянного обмена информацией.
Специалисты совместно отслеживают движение объектов и предупреждают операторов о возможных опасных сближениях.
Подобное сотрудничество становится всё более важным по мере роста количества спутников.
Будущее зависит от ответственного освоения околоземного пространства
Космическая инфраструктура уже стала неотъемлемой частью современной цивилизации. Благодаря спутникам работают системы связи, навигации, метеорологии, телевещания, мониторинга природных катастроф и научных исследований. Поэтому сохранение безопасной околоземной среды становится задачей глобального значения.
Исследователи подчёркивают, что сама по себе проблема заключается не в росте числа спутников, а в необходимости грамотно управлять этим процессом. Чем больше аппаратов выводится на орбиту, тем более продуманными должны быть правила их эксплуатации, обслуживания и последующего удаления.
Космос требует долгосрочного подхода
Сегодня человечество вступает в эпоху массового использования околоземного пространства. От того, насколько эффективно удастся контролировать образование космического мусора, зависит развитие всей мировой космонавтики в ближайшие десятилетия.
Современные технологии позволяют значительно снизить риски, если учитывать их ещё на этапе проектирования спутников и организации запусков. Именно поэтому учёные призывают рассматривать проблему космического мусора не как препятствие для освоения космоса, а как одну из важнейших инженерных задач, решение которой обеспечит безопасную работу будущих поколений космических аппаратов.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
