Космический мусор

Космический мусор

Материал  из Википедии — свободной энциклопедии

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 дляЗемли — 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.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности  техногенного засорения космоса  становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса  в будущем. Существуют оценки, так  называемый «каскадный эффект», который  в среднесрочной перспективе  может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического  мусора». При экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, этот эффект может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьёзной проблемой»^[1]

По данным, опубликованным Управлением  ООН по вопросам космического пространства, в октябре 2009 года «Вокруг Земли  вращается около 300 тысяч обломков мусора» ^[2].

Содержание   [убрать]  1 Характеристики космического мусора 2 Методы защиты КА от столкновений с КМ 3 Методы уборки и уничтожения КМ 4 Национальные организации 4.1 Россия (СССР) 4.2 США 5 Международное сотрудничество 6 Случаи столкновения космических аппаратов с мусором 7 Важнейшие события, повысившие засорённость космоса 7.1 Испытание Китаем противоспутниковой ракеты в январе 2007 г 7.2 Ликвидация США неисправного спутника 7.3 Столкновение российского и американского спутников 8 Историческое значение орбитального мусора 9 См. также 10 Примечания

Характеристики космического мусора

В настоящее время по разным оценкам  в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится до 5000 тонн техногенных объектов. 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. 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) исолнечно-синхронные орбиты (ССО).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %.^[3]

Методы защиты КА от столкновений с КМ

Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см^{[источник не указан 729 дней]} 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^{[источник не указан 729 дней]} 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.

См. также: Категория:Система контроля космического пространства

Россия (СССР)

В Советском Союзе засоренностью космоса начали заниматься в 1985 году в Министерстве обороны и в Академии наук страны. Уже в 1990 году были получены первые практические оценки и разработана математическая модель засоренности околоземного космического пространства. В 1992 году впервые в стране был создан проект стандартных исходных данных (СИД) для обеспечения работ по созданию космических орбитальных средств.

США

Сеть по наблюдению за космическим  пространством США (англ.) — служба, созданная для отслеживания траекторий объектов на околоземной орбите. Отслеживаются объекты диаметром от нескольких сантиметров.

[править]Международное сотрудничество

В целом у проблемы космического мусора как у всякой сложной и  актуальной проблемы существует несколько  измерений: научное, техническое, юридическое, экологическое и пр. Несмотря на то, что эта тематика привлекает внимание многих национальных исследовательских центров, космических агентств и с различной степенью углубленности периодически обсуждается на многочисленных комитетах и комиссиях международных организаций, таких как Международная астронавтическая федерация (IAF), Комитет по Исследованию Космического пространства Международного совета Научных союзов (COSPAR), Международный телекоммуникационный союз (ITU), Международный институт космического права (ICJ) и других, представляется, что в последнее время совместная скоординированная деятельность двух международных органов в «техническом» и «политико-правовом» измерениях данной проблемы вывела её понимание на качественно новый уровень. Это Межагентский координационный комитет по космическому мусору (IADC) и Научно-технический подкомитет Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях (STCS UN COPUOS).

Случаи столкновения космических  аппаратов с мусором

В 1983 году маленькая песчинка (менее 1 мм в диаметре) оставила серьёзную трещину на иллюминаторе шаттла.^[4]

В июле 1996 года на высоте около 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом третьей ступени французской же ракеты Arian.^[5]

В 2001 году МКС едва не столкнулась с семикилограммовым прибором, утерянным американскими астронавтами.^[4]ААПР

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.^[6] По предварительным данным причиной аварии стал «космический мусор».http://www.rscc.ru/ru/news/archive/2006.03.30.html Выводы комиссии подтвердили первую версию произошедшего.^[7]

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

Основная статья: USA-193

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.