Космический мусор

Учреждение образования  Федерации профсоюзов Беларуси «Международный институт трудовых и социальных отношений»

 

 

 

 

Факультет Международных  экономических отношений и менеджмента.

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности человека»

на тему : Космический мусор

 

 

 

 

 

специальности: менеджмент          

                      слушателя группы № 1311                                                                                                                                                                      

    Прапорщик Карины Андреевны

 

 

Минск, 2010

Каждый спутник, космический  зонд или пилотируемая миссия могут  быть потенциальными источниками космического мусора.

Под космическим мусором подразумеваются 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. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая  возникла по существу сразу после  запусков первых искусственных спутников  Земли в конце пятидесятых  годов. Официальный статус на международном  уровне она получила после доклада  Генерального секретаря ООН под  названием «Воздействие космической  деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что  проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального  околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны.

Существуют тысячи таких  мертвых спутников, которые вращаются  вокруг Земли, ожидают своей очереди  для вхождения в атмосферу  Земли и падают, как яркие метеоры. Можно только гадать, почему не возникает  паники среди людей, когда они  слышат этот любопытный факт. Люди спокойны, вероятно, потому, что они ничего не знают о тех последствиях, которые  могут наступить для их жизнь  или, хотя бы, для их собственности, если бы такая куча обломков упала  в населенных районах  Земли. Количество спутников будет постоянно расти. Не будет преувеличением сказать, что  в один прекрасный день мы, возможно, будем испытывать дожди космического мусора, которые добавятся к существующим  стихийным бедствиям, таким как  землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения, засухи и другие.

Космический мусор  включает в себя широкий спектр объектов от искусственных спутников и космических кораблей. Спутники могут упасть из-за прекращения поставок топлива и электроэнергии, или могут выйти из строя из-за неисправности. Они могут быть уничтожены в ходе противоспутникового испытания ракет.

Размеры мусорных фрагментов варьирует в широком диапазоне: от теннисного мяча до размера пассажирского автобуса. Так же и по массе. Большие фрагменты мусора могут весить до 6000 кг, тогда как малые частицы могут быть всего несколько граммов.

Эти объекты перемещаются на различных орбитах со скоростями от 10 000 км в час до 25 000 км в час, но если происходит столкновение между  частями мусора или со спутником, движущихся в противоположном направлении, скорость может достигать 50 000 км в  час.

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.

Характеристики  космического мусора. В настоящее время в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится, по разным оценкам, порядка 220 тыс. (300 тыс. по данным Управления ООН по вопросам космического пространства, октябрь 2009) техногенных объектов общей массой до 5000 тонн. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать 60 000 − 100 000. Из них только порядка 10 % (около 8600 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. Примером может послужить первый случай столкновения искусственных спутников: Космос-2251 и Iridium 33, произошедший 10 февраля 2009 года. В результате оба спутника полностью разрушились, образовав свыше 600 обломков.

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).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США  — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.

Методы  защиты КА от столкновений с КМ. Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет.

Методы  уборки и уничтожения КМ. Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. Хотя в ряду других рассматривался, например, проект спутника, который будет искать обломки и испарять их мощным лазерным лучом или наземный лазер, который должен тормозить обломки для входа и последующего сгорания их в атмосфере, либо аппарат, который будет собирать мусор для его дальнейшей переработки. Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетным направлениям:

Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной  орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».

Математическое моделирование  «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и  её опасности для космических  полетов, а также информационного  сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.

Разработка способов и  средств защиты космических аппаратов  от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».

Разработка и внедрение  мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.

Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем  будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных  взрывов, сопутствующих полету технологических  элементов, увод отработавших ресурс космических  аппаратов на орбиты захоронения, торможение об атмосферу и т. п.

В то же время поскольку  большинство мер по уменьшению засорения  прямо или косвенно затрагивает  вопросы формирования облика и конкурентоспособности  перспективной космической техники  и сопряжены со значительными  затратами по проектам её модернизации, перспективные общие нормативы  и стандарты по засоренности ОКП  необходимо принимать взвешенно  и на глобальной основе.

Национальные  организации. В настоящее время только две страны — Россия и США имеют возможность и отслеживают всё околоземное космическое пространство в плане техногенного засорения с опорой на свои национальные системы контроля космического пространства.

Случаи  столкновения космических аппаратов  с мусором.

В 1983 году маленькая песчинка (менее 1 мм в диаметре) оставила серьёзную  трещину на иллюминаторе шаттла.

В июле 1996 года на высоте около 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом третьей ступени  французской же ракеты Arian.

В 2001 году МКС едва не столкнулась  с семикилограммовым прибором, утерянным  американскими астронавтами.

29 марта 2006 года в 03:41 (MSK) произошла авария спутника  «Экспресс-АМ11»: в результате  внешнего воздействия разгерметизирован жидкостный контур системы терморегулирования; космический аппарат получил значительный динамический импульс, потерял ориентацию в пространстве и начал неконтролируемое вращение. По предварительным данным причиной аварии стал «космический мусор». Выводы комиссии подтвердили первоначальную версию произошедшего.

10 февраля 2009 года коммерческий  спутник американской компании  спутниковой связи Iridium, выведенный на орбиту в 1997 году, столкнулся с военным российским спутником связи «Космос-2251», запущенным в 1993 году и выведенным из эксплуатации в 1995 году.

При столкновении спутника с мусором часто образуется новый  мусор (так называемый синдром Кесслера), что в будущем может привести к неконтролируемому росту засорённости космоса.

Важнейшие события, повысившие засорённость космоса

Испытание Китаем противоспутниковой ракеты в январе 2007 г

11 января 2007 г. на высоте 865 км китайская ракета уничтожила  отработавший свой срок китайский  спутник «Фэнъюнь», столкнувшись с ним встречным курсом. В результате появилось более 2000 новых обломков размером в несколько сантиметров и более, то есть, засорённость космоса поднялась сразу на 22 %.

Ликвидация США  неисправного спутника

20 февраля 2008 г. на высоте 250 км ракета SM-3 уничтожила неисправный  спутник-шпион, имеющий в баках  около 400 кг ядовитого гидразина  (а также из-за опасности рассекречивания). Из-за небольшой высоты большинство  осколков, скорее всего, относительно  быстро войдёт в атмосферу.

Столкновение  российского и американского  спутников

10 февраля 2009 года на  высоте около 790 километров над  северной частью Сибири зафиксирован  первый случай столкновения двух  искусственных спутников в космосе.  Спутник связи «Космос-2251», запущенный  в 1993 году и выведенный из  эксплуатации, столкнулся с коммерческим  спутником американской компании  спутниковой связи Иридиум. В результате столкновения образовалось около 600 обломков, большая часть которых останется на прежней орбите.

Как говорил главный редактор журнала «Новости космонавтики» Игорь Маринин:

Большинство космических  объектов, медленно, но верно падают. Потому что граница атмосферы  простирается  на сотни километров, а то и на тысячи километров. Постепенно они спускаются и загорают в атмосфере в виде метеоров.