Количество космического мусора вокруг Земли продолжает быстро расти, и ученые все чаще предупреждают, что проблема начинает выходить за рамки орбитальной безопасности. Новое исследование показывает, что падающие фрагменты спутников и ракет представляют все более серьезную угрозу не только для космических аппаратов, но и для авиации, инфраструктуры и людей на поверхности Земли.
По мере роста числа запусков риск неконтролируемого возвращения обломков в атмосферу увеличивается практически ежегодно.
Под космическим мусором понимают любые искусственные объекты, которые больше не используются, но продолжают находиться на орбите.
Это могут быть:
- неработающие спутники;
- ступени ракет;
- фрагменты столкновений;
- обломки после взрывов;
- мелкие частицы металла и краски.
На орбите уже находятся десятки тысяч отслеживаемых объектов
По данным международных систем наблюдения, вокруг Земли вращаются десятки тысяч крупных обломков и миллионы мелких частиц.
Даже небольшой фрагмент способен нанести серьезный ущерб из-за огромных скоростей движения.
Скорости на орбите чрезвычайно высоки
Объекты на низкой околоземной орбите движутся со скоростью около 28 тысяч километров в час.
При таких скоростях даже кусок металла размером несколько миллиметров может повредить спутник или космический аппарат.
Основной рост мусора связан с развитием спутниковых группировок
За последние годы число запусков резко увеличилось.
Особенно быстро растут мегасозвездия спутников для:
- интернета;
- связи;
- наблюдения Земли;
- навигации.
SpaceX, Amazon и другие компании выводят тысячи аппаратов
Современные проекты предполагают размещение огромного количества спутников на низкой орбите.
Это создает новые риски:
- столкновений;
- перегруженности орбит;
- образования новых обломков.
Проблема касается не только космоса
Исследователи подчеркивают, что часть мусора со временем возвращается на Землю.
Именно этот процесс вызывает растущую обеспокоенность специалистов.
Не весь космический мусор сгорает в атмосфере
Во время входа в атмосферу многие объекты действительно разрушаются из-за сильного нагрева.
Однако некоторые элементы способны достичь поверхности Земли.
Чаще всего выживают:
- титановые детали;
- двигатели;
- топливные баки;
- крупные металлические компоненты.
Случаи падения обломков происходят регулярно
Фрагменты ракет и спутников уже неоднократно находили в разных странах.
Иногда они падали:
- рядом с жилыми районами;
- на сельскохозяйственные земли;
- возле транспортной инфраструктуры.
Пока серьезных массовых жертв удавалось избежать
Несмотря на многочисленные случаи падения, вероятность прямого попадания в человека остается относительно низкой.
Однако ученые отмечают, что риск постепенно растет из-за увеличения количества объектов на орбите.
Авиация становится одной из главных зон риска
Особую тревогу вызывает возможность столкновения падающих обломков с самолетами.
Современная гражданская авиация ежедневно выполняет десятки тысяч рейсов.
Высотные маршруты проходят через потенциально опасные зоны
Неконтролируемый вход крупного объекта в атмосферу может происходить над густонаселенными регионами или оживленными воздушными трассами.
Проблема осложняется тем, что точное место падения часто трудно определить заранее.
Некоторые объекты входят в атмосферу почти без предупреждения
Даже современные системы слежения не всегда позволяют точно предсказать:
- время входа;
- место разрушения;
- траекторию обломков.
Это связано с влиянием:
- плотности атмосферы;
- солнечной активности;
- формы объекта;
- его вращения.
Солнечная активность тоже влияет на проблему
Когда Солнце активно, верхние слои атмосферы нагреваются и расширяются.
Из-за этого орбиты объектов начинают быстрее снижаться.
Некоторые старые спутники и ракеты остаются на орбите десятилетиями
Особенно это касается крупных объектов, запущенных еще в XX веке.
Многие из них создавались в эпоху, когда проблема космического мусора практически не регулировалась.
Одной из самых опасных ситуаций считаются столкновения на орбите
Когда два объекта сталкиваются, возникает огромное количество новых фрагментов.
Именно такие события резко увеличивают объем мусора.
В 2009 году произошло одно из крупнейших столкновений спутников
Тогда столкнулись американский спутник Iridium 33 и неработающий российский Космос-2251.
После аварии образовались тысячи отслеживаемых обломков.
Ученые опасаются эффекта Кесслера
Этот сценарий предполагает цепную реакцию столкновений.
Каждая новая авария создает еще больше мусора, что повышает вероятность следующих столкновений.
В крайнем случае некоторые орбиты могут стать практически непригодными для использования.
Международные организации пытаются разработать новые правила
Сегодня обсуждаются меры по:
- обязательному сведению спутников с орбиты;
- ограничению количества обломков;
- удалению старых объектов;
- созданию стандартов безопасных запусков.
Некоторые современные спутники проектируются с учетом утилизации
Новые аппараты часто получают системы контролируемого схода с орбиты.
После завершения работы спутник должен либо:
- сгореть в атмосфере;
- перейти на «орбиту захоронения».
Появляются проекты активной очистки орбиты
Разные компании и агентства тестируют технологии удаления мусора.
Среди рассматриваемых вариантов:
- сети;
- гарпуны;
- роботизированные манипуляторы;
- буксиры;
- лазерные системы.
ESA уже разрабатывает миссию ClearSpace-1
Европейское космическое агентство планирует демонстрационную миссию по захвату и удалению старого объекта с орбиты.
Это должен стать первый подобный проект в истории.
Проблема затрагивает и экологию атмосферы
Некоторые ученые изучают влияние сгорающих спутников на химический состав верхних слоев атмосферы.
Особенно обсуждаются:
- частицы алюминия;
- оксиды металлов;
- влияние на озоновый слой.
Исследования в этой области продолжаются.
Военные системы тоже увеличивают количество мусора
Одним из источников крупных облаков обломков остаются испытания противоспутникового оружия.
Во время уничтожения спутника образуются тысячи фрагментов.
В 2021 году испытание противоспутниковой системы вызвало международную критику
После разрушения спутника на орбите появилось большое количество опасных обломков, часть которых угрожала Международной космической станции.
МКС регулярно выполняет маневры уклонения
Международной космической станции уже неоднократно приходилось менять орбиту из-за угрозы столкновения с мусором.
Иногда экипажам приходилось переходить в корабли спасения на случай аварии.
Количество запусков ежегодно обновляет рекорды.
Космос перестает быть сферой деятельности только государственных агентств.
В ближайшие годы число спутников может вырасти многократно
Некоторые прогнозы предполагают появление десятков тысяч новых аппаратов на орбите.
Без эффективного регулирования это может резко ухудшить ситуацию.
Ученые считают проблему глобальной
Космический мусор не принадлежит одной стране.
Обломки движутся вокруг всей планеты и представляют общую угрозу.
Контроль за мусором требует международного сотрудничества
Для решения проблемы необходимы:
- единые стандарты;
- обмен данными;
- совместные системы слежения;
- международные соглашения.
Современная цивилизация все сильнее зависит от космоса
Спутники обеспечивают:
- связь;
- интернет;
- банковские операции;
- навигацию;
- прогноз погоды;
- мониторинг климата;
- научные исследования.
Повреждение орбитальной инфраструктуры способно затронуть практически все сферы жизни.
Космос постепенно превращается в перегруженную среду
Еще несколько десятилетий назад орбита Земли казалась практически пустой.
Сегодня ситуация быстро меняется.
Исследователи предупреждают, что времени на решение проблемы остается все меньше
Рост числа запусков значительно опережает развитие систем очистки и международного регулирования.
Именно поэтому космический мусор уже рассматривается не как второстепенная техническая проблема, а как один из ключевых вызовов будущей космической эпохи.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
И всё это подстёгивается геополитикой. У США есть Старлинк с тысячами спутников? Китаю нужен свой такой же. И России, и Европе. В итоге — многократное дублирование.