8 июля 2021 года неустановленный объект, фрагмент космического мусора, сблизился с Международной космической станцией. Специалисты служб контроля России и США внимательно следили за его движением и просчитывали возможности столкновения с МКС. В итоге объект прошел на расстоянии в несколько километров, коррекции курса земного аппарата не потребовалось. Но почему так много внимания уделяется какому-то куску металла или пластика, несравнимому по размерам со станцией? Насколько серьезна проблема космического мусора и что с ней делать?
На огромных скоростях
Главная проблема столкновений в космическом пространстве в том, что они проходят на огромных скоростях. Например, сама МКС движется по орбите со скоростью 7,7 км/с, поэтому даже столкновение с очень маленькими фрагментами космического мусора (которые также имеют огромные скорости) может привести к серьезным последствиям.
В мае 2016 года космонавт Европейского космического агентства (ESA) Тим Пик выложил в Twitter фотографию результатов столкновения МКС с частицей в пару миллиметров — так образовался след диаметром 7 мм. 12 мая 2021 года была обнаружена дыра в теплоизоляционном покрытии на манипуляторе Canadarm 2, которую оставил фрагмент космического мусора размером менее сантиметра.
Но что, если в Международную космическую станцию попадет частичка космического мусора размером побольше? По расчетам специалистов ESA, фрагмент в несколько сантиметров, скорее всего, пробьет защиту любого из модулей станции, а размером с футбольный мяч приведет к разрушению и даже, возможно, уничтожению всей МКС. То же самое относится и к другим аппаратам — столкновение с объектом величиной с орех способно полностью вывести их из строя. Что же тогда делать?
Я вас вижу
Для Международной космической станции ответ прост и понятен — нужно постараться избегать таких столкновений. Именно для этого в мире работает несколько систем контроля за космическим мусором, таких как российская Автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП) или американская Сеть космического наблюдения Соединенных Штатов (United States Space Surveillance Network).
Для работы эти системы используют так называемые телескопы траекторных измерений (ТТИ), которые при помощи лазерных дальномеров ищут и отслеживают орбиту объектов космического мусора вокруг Земли. Все обнаруженные частицы вносятся в специальные общемировые каталоги слежения. Таких списков в настоящее время действует более десятка. В некоторые заносятся все обнаруженные куски космического мусора, а в другие только потенциально опасные, чтобы исключить вероятность столкновения с космическими аппаратами.
Так, российская система способна обнаружить на орбитах разной высоты объекты величиной всего в несколько сантиметров. Размер же наблюдаемых объектов для специальных телескопов указывается через "звездную величину" (безразмерная числовая характеристика яркости объекта, которая характеризует поток энергии от рассматриваемого светила на единицу площади).
Мусорная проблема
Увы, но количество мусора на орбите Земли постоянно растет, и при этом запускается все больше космических аппаратов, соответственно, только наблюдений уже недостаточно. За последние годы участились случаи, когда Международной космической станции приходится корректировать свою орбиту, чтобы избежать столкновения. И как говорят специалисты, эта проблема будет увеличиваться год от года. С одной стороны, космос очень велик, с другой — человечество использует ограниченное число орбит. Наиболее популярные (например, геостационарная) уже достаточно сильно загружены, и для запуска каждого нового космического аппарата приходится "искать" свободное место.
Похожая ситуация наблюдается и на низкой околоземной орбите, где летает огромное количество работающих и вышедших из строя космических аппаратов, ступеней от ракет, разгонных блоков. Всего же в настоящее время на орбите нашей планеты находится около 150 млн частиц менее миллиметра, порядка 750 тыс. объектов размером от одного до десяти сантиметров и приблизительно 18 тыс. фрагментов величиной от десяти сантиметров и более.
Что же можно сделать с таким количеством космического мусора? Пока четкого ответа у ученых нет. Все космические державы следят за этим вопросом, прорабатывают пути его решения, но дальше проектов и разговоров дело не идет. Так, на Международной конференции по исследованию космоса сразу несколько секций было посвящено теме космического мусора.
Увы, но очистка орбиты — это очень дорогое удовольствие. Например, чтобы использовать один космический аппарат для уборки большого количества мусора, необходимо перемещаться за ним на разные орбиты, а смена орбитального наклонения требует очень большого количества топлива. В то же время зачистка одного фрагмента мусора слишком дорога даже для экономики США. Значит, уборка орбит требует совместной работы и финансирования ведущих экономик мира, а договориться об этом в условиях современной политической ситуации практически невозможно.
Один из приемов, который можно было бы применять уже сейчас, — это чтобы все создаваемые и запускаемые в настоящее время на низкую околоземную орбиту космические аппараты имели механизм свода с нее после завершения срока работы. Но это положение тоже должно быть зафиксировано на международном уровне.
Поэтому изменения ситуации в ближайшие годы лично я, к сожалению, не ожидаю. Пока есть возможность маневрировать, чтобы избегать столкновений, а на орбите имеется место для вновь запускаемых космических аппаратов, вряд ли начнутся масштабные действия для решения этой проблемы.