Космические угрозы: мусор
Агентство ЕАН открывает новую рубрику, посвященную тайнам космоса. В первых выпусках ученый, научный руководитель школы астрономии Kantrskrip Павел Скрипниченко расскажет читателям о видах космических угроз, которые могут в лучшем случае откинуть человечество в прошлый век, а в худшем – уничтожить.
Для жителей Земли космическая эра началась примерно лет 60 назад. А сегодня технологии развиты настолько, что мы свободно посылаем объекты в космос, можем летать к Марсу, выводить на орбиту телескопы, появились системы глобального позиционирования – ГЛОНАСС, GPS, Galileo и другие. Космос постепенно и очень плотно вошел в экономику. Достижения в этой сфере приносят весьма ощутимый эффект для экономики. Стоимость перевозок снижается, в целом упрощаются логистические задачи. Появились метеорологические спутники, которые оценивают погоду, что, в свою очередь, снижает стоимость перелетов, повышает эффективность работы коммунальщиков и так далее. Появились системы спутникового базирования, которые занимаются поиском полезных ископаемых, мониторят состояние лесов, определяют урожайность территорий. Условно говоря, покупая в магазине бутылку газировки, мы на самом деле платим и за космическую технику. Ее как минимум доставили в магазин на грузовике с навигатором.
Таким образом, новые технологии приводят к оздоровлению экономики, делают многие вещи более дешевыми. И если вдруг не будет космоса – мы по уровню развития технологий откатимся к началу XX века. А население растет, и для поддержания уровня жизни технологии тоже должны развиваться. Но внезапно у жителей Земли появилась одна проблема.
Вот вам пример: когда нам нужно вырыть яму, мы берем лопату, копаем, а затем выбрасываем инструмент за ненадобностью. Спустя какое-то время черенок сгниет, железо заржавеет, и лопата постепенно исчезнет, не причинив никакого вреда. А если мы отправим лопату на околоземную орбиту, то она никуда не исчезнет и продолжит летать. Так бывает всякий раз, когда мы запускаем спутник на орбиту, где он со временем перестает функционировать и быть управляемым.
Разумеется, огромные станции за ненадобностью сбрасываются на Землю. А вот мелкие объекты остаются летать в космосе, вокруг планеты. Достаточно долго мы относились к этому безответственно, и сейчас порядка 94% объектов, которые находятся вблизи Земли, неуправляемы. Это - так называемый космический мусор.
Можно примерно прикинуть, сколько объектов летает вокруг Земли. Единиц крупнее 10 см в диаметре – примерно несколько десятков тысяч, меньше 10 см – 700-800 тыс. Общее количество приблизительно равно миллиону. И только 6% из этой массы - управляемые. Остальные объекты бесполезны, не подвергаются никакому контролю, живут по своим небесно-механическим законам, летают по своим орбитам. И сделать с ними ничего нельзя.
Проблема усугубляется тем, что объектов стало слишком много, они регулярно сталкиваются друг с другом и дробятся на более мелкие. Например, третья ступень ракеты или солнечная панель могут долго летать в целом виде, но они будут сталкиваться и разрушаться. Скорость полета такого объекта – порядка 8 км/с. Для сравнения: пуля из автомата Калашникова летит со скоростью 800 м/с.
Такой вот десятисантиметровый кусочек прошьет скафандр космонавта насквозь. Неуправляемые объекты могут повредить используемые, в том числе МКС. И станции теперь вынуждены осуществлять маневры во избежание столкновения. А мусора тем временем становится все больше: запускаются новые объекты, дробятся старые. Мы наблюдаем несколько забавное явление: количество мусора увеличивается по биологическим законам, таким же, по каким росла бы, например, численность семьи кроликов. Прирост крупных фрагментов составляет 600-700 в год, а мелких и вовсе не счесть.
Существует так называемый синдром Кеслера - это момент, когда космического мусора на земной орбите станет так много, что каждый новый аппарат моментально станет его частью. Он будет сразу же разрушен. И, по оценкам ученых, это произойдет примерно в середине XXI века.
Таким образом, мы можем потерять доступ к космосу уже в нашу эпоху. Люди лишатся метеорологических спутников, объекты дистанционного зондирования Земли и спутников ДЗЗ, и мы откатимся к уровню технологий начала XX века.
Катастрофа такого масштаба заденет практически всех, особенно Европу, Россию, США. На экономике космоса завязаны уже очень многие отрасли. Исчезнут точные прогнозы погоды, и представьте, сколько будут стоить билеты на самолет. Обычно авиакомпания оплачивает расходы на питание и проживание пассажиров в случае задержки рейсов. Это риски, заложенные в стоимость билета. И чем рисков становится больше, а гарантий, что полет состоится – меньше, то, по экономическим законам, цена перелета взлетит до небес. Совершенно понятно, что ситуация изменится не только на рынке пассажирских перевозок, но и в других сферах рынка.
Примеров можно придумать много. Фермеры в США уже не объезжают свои поля, а мониторят их с помощью спутника благодаря методу дистанционного зондирования земли. Система сообщает им о необходимости полива или о паразитах. Соответственно, фермеру уже не нужны большие затраты, значит, он может продавать кукурузу дешевле. Не будь спутников – ему пришлось бы продавать урожай гораздо дороже. Без роста технологий уровень жизни населения будет неизбежно падать.
Разумеется, ученые сейчас бьются над решением этой проблемы. Например, есть вариант закладывать в каждый запуск дополнительно 15-20% стоимости, чтобы сохранилось топливо, а потом аппарат можно было сбросить обратно в атмосферу. А если это массивный объект – к нему можно осуществить запуск и опустить его в атмосферу. Когда аппараты попадают в атмосферу и падают – это хорошо. Если фермеру в Огайо прилетит солнечная панель – в этом нет ничего страшного. А вот мусор на орбите может привести к весьма неприятным последствиям.
Специалисты со временем придумали так называемые орбиты захоронения, куда можно отводить весь мусор. И вроде бы уже появилась некая договоренность, план действий, но никто не учел, что люди порой могут вести себя неадекватно. Например, в 2007 году Китай с помощью ракеты разбил свой метеорологический спутник на тысячу обломков. Просто так, чтобы доказать, что он умеет это делать. А в 2009 году наш «Космос-2251» столкнулся с американским «Иридиумом». При этом наш объект был неуправляемым, в то время как у США спутник находился под контролем. Соответственно, они могли изменить траекторию, а мы - уже нет. И в итоге получилось порядка 800 обломков вдобавок к имеющимся.
Таким образом, космический мусор остается серьезной проблемой, решение которой во многом зависит от астрономов. Благо сейчас многие организации начали осознавать масштаб проблемы и аккуратнее относиться к запускам, но на растущее количество имеющегося мусора это не повлияло. При этом до сих пор никакой экономически и практически эффективной программы по избавлению от него нет. Была идея – бить снизу лазером, но это бесполезно: мусор нагреется, его орбиту поднимут, вместо того чтобы опустить в атмосферу. Можно, конечно, бить его также сверху, использовать какие-то магниты, но с экономической точки зрения это будет неэффективно.
Времени на решение проблемы остается все меньше, иначе мы рискуем потерять космос на несколько миллионов лет. Конечно, рано или поздно весь мусор все равно упадет в атмосферу, но это будет происходить очень медленно. В отличие от маловероятной угрозы падения астероида, здесь все очень серьезно и реально.
Фото: pixabay.com
