Экология космического пространства
статья по экологии

Будущее в наших руках.

Но всё зависит именно от этих рук. В каких.

Обратите внимание на эту фотографию (подойдет красивая фотография нашей планеты из космоса). Это вид нашей Земли со спутника. А вот – вроде бы тоже наша планета, но … (Фотография нашей планеты, но с вращающимся мусором вокруг). Что вы видите? В чём здесь отличие? А это наша Земля из космоса. А вокруг неё видны …прямо кольца, … какие? Сатурна? -  Нет, это кольца мусора. Космического мусора. Лично мне больше нравится первая картинка, и мне бы очень хотелось, чтобы именно ее видели мои дети и внуки.

Активное образование космического мусора на низкой околоземной орбите по оценкам некоторых специалистов достигло критических масштабов и представляет серьезную угрозу не только для спутников, но и для экологии нашей планеты. Ученые призывают решать эту проблему. Заметим, что в случае геостационарной орбиты эта проблема решена, каждый отработавший спутник обязательно с нее сводится. Это делается из-за ценности геостационарной орбиты и ограниченного места на ней. Но куда попадают сведенные с нее спутники? Какие-то в атмосферу, а какие-то заканчивают свой путь опять же на низкой орбите около Земли. Проблему космического мусора больше нельзя спускать на тормозах, ожидая, когда запущенные 50 лет назад аппараты, наконец, снизятся настолько, что сгорят в атмосфере, необходимо принимать активные меры, например, создать специальные космические мусорщики. Это может оказаться самой серьезной технической задачей человечества в этом веке.

По мнению сотрудника Космического центра имени Джонсона, занятого в программе по борьбе с космическим мусором, ЙерЧу Лю, критическая точка в засоренности знаменуется тем, что в скором времени столкновения в космосе станут нормальным явлением. А при каждом столкновении двух тел будут образовываться десятки новых. Количество мусора на орбите начнет разрастаться уже без помощи человека. В связи с этим необходимо:

1. Всеобщее согласие о необходимости активной борьбы с мусором.

2. Кооперация. Цели борьбы могут принадлежать другой стране, но угрозу представлять для всех.

3. Сотрудничество. Маловероятно, что на текущем уровне развития технологий одна страна или тем более организация сумеет бороться с космическим мусором.

4. Сотрудничество. Необходимо финансовое сотрудничество всех заинтересованных сторон.

«В течение следующих пяти или десяти лет у нас будет намного больше возможностей по борьбе с мусором», – считает Лю. Также по его мнению перед началом работы над планом борьбы с космическим мусором необходимо ответить на пять вопросов:

1. Какая область космоса наиболее приоритетна?
2. Каковы цели проекта?
3. Какие виды мусора следует удалить в первую очередь?
4. Какие благоприятные воздействия на окружающий мир мы получим?
5. Как следует проводить работу?

Для того, чтобы контролировать увеличение количества космического мусора в будущем или пытаться сократить его количество следует в первую очередь сосредоточиться на удалении из космоса крупных тел, таких как остатки ракет-носителей, в общем достигающих нескольких метров в длину. Если же важной проблемой будет безопасность самого аппарата, собирающего мусор, то придется сфокусироваться на небольших фрагментах, размером до 1 сантиметра.

«Выбор мусора другого размера нерационален, он не позволит ни снизить количество, в особенности потенциальное, мусора, ни гарантировать безопасность космического аппарата-мусорщика», – говорит Лю.

В течение последних лет было предложено несколько идей по борьбе с космическим мусором, в числе них были и огромные рыболовные сети, и мыльные пузыри, и лазерные пушки.

Но, по мнению Лю, надо исходить из конкретных задач, которые необходимо решить в скором времени. «Нам надо быть более конкретными и понять, с чего начать и зачем это нужно. Нельзя потратить миллиарды долларов, чтобы просто полететь в космос и прихватить там несколько старых аппаратов, не понимая, какая от этого будет польза. Надо разработать четкий план работы», – говорит Лю.

В особенности надо уделять внимание не крупным и тяжелым объектам. На самом деле, наибольшее значение имеет вероятность столкновения конкретного объекта с рабочими аппаратами и с другим мусором. По мнению Лю, для стабилизации количества космического мусора сейчас надо убирать по 5 крупных и опасных объектов в год.

Экология космического пространства

Характеристики космического мусора

В общее понятие «космический мусор» входят 2 типа мусора, это:

1. астероиды и кометы, блуждающие по  Солнечной системе и засоряющие ее;

2. детали отработанных космических кораблей, которые вращаются около Земли или летят к другим планетам и спутникам, а в дальнейшем станут таким же мусором у этих объектов Солнечной системы.

Но чаще всего термин «космический мусор» относят ко второму типу.

Космический мусор - это все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые.

По некоторым данным (по разным оценкам) в настоящее время в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится от 5000 тонн (700 тыс. фрагментов) техногенных объектов («свалки»). На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать сотни тысяч. Из них только порядка 10 % (около 9 тыс. объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами и только около 6 % отслеживаемых объектов — действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, и около 55 % — отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации. Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением, плоскости которых пересекаются, поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет около 10 км/с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет. Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это НОО, геостационарная орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО).

По другим данным вокруг Земли в настоящее время уже имеются три слоя космического мусора:

300-400 км. от поверхности Земли;

1500-1700 км. от поверхности;

36000 км. от поверхности.

Современные оптические приборы «видят» примерно около 15% этого мусора.

Вклад в создание космического мусора по странам:

Китай — 40 %;

США — 27,5 %;  

Россия — 25,5 %;  

остальные страны — 7 %.

По расчетам ученых через 15-30 лет ближний Космос будет полностью засорен и будет непригоден для полетов.  Особенно это касается геостационарных орбит, на которых отработанные спутники практически сохраняются вечно.

Ученым удается отслеживать мусорные частицы с размерами не менее 10 см. Однако меньшие по размеру частицы мусора также представляют большую опасность для спутников и космических аппаратов, поскольку они могут пробивать обшивку космических аппаратов как пули. Общий вес мусора в космосе достигает 6000 кг. Мусор может входить в атмосферу со скоростью около 20000 км в час. Большая часть его сгорает в атмосфере, а оставшаяся часть, разрушаясь на куски, несется к Земле, как металлический дождь. Чтобы понять силу падения спутника, представьте себе ущерб, который возникает, когда два поезда,  движущихся со скоростью в 100 километров в час, сталкиваются друг с другом. Причем вероятность падения фрагментов космического мусора на жилые районы в 5 раз выше, чем вероятность падения метеорита. Космический мусор представляет собой угрозу не только для Земли, но и для орбитальных пилотируемых станций, кораблей доставки космонавтов и грузов, действующих спутников. Например, опасность реальна, когда космический мусор проходит вблизи станции ​​МКС на очень близком расстоянии (всего лишь 300 метров).

Всемирное космическое агентство пытается выяснить, что необходимо для решения этой проблемы, а так же разработать меры профилактики и предупреждения образования космического мусора.  Рассматриваются различные варианты по захвату и буксировке мертвых спутников, изменение их орбиты и другие. Например, предполагается, что международная космическая станция МКС, которая в настоящее время находится на орбитальной высоте около 250 км, после ее срока полезного использования, будет возвращены на Землю по частям. Жизнь спутников должна заканчиваться не в космическом пространстве, в виде космического мусора, а на Земле.

Так какую фотографию выберите вы?