Космический мусор: проблемы засорения, карта вокруг земли

Что такое космический мусор и как с ним бороться

Постоянное развитие человеческой цивилизации обуславливает увеличение антропогенного воздействия на природу. Освоение космоса не стало исключением, ведь чем дальше мы углубляемся в неизведанные пространства, чем больше продвигаемся к полётам над Марсом, тем больше следов человеческой активности мы оставляем в виде космического мусора.

космический мусор

Что такое космический мусор?

Космический мусор – это совокупность всех рукотворных объектов, присутствующих на околоземной орбите, а также их обломков, дальнейшее использование которых не предусматривается ввиду неисправности. Они больше не имеют практического применения, однако представляют серьёзную опасность для рабочих орбитальных аппаратов, в особенности управляемых человеком. Иногда, если космические обломки достаточно большие или содержат определённое количество компонентов, представляющих опасность, они угрожают планете напрямую – это связано с возможностью их бесконтрольного схода с орбиты, частичным сгоранием при падении сквозь атмосферу нашей планеты. Падение таких обломков может серьёзно повредить инфраструктуру населённых пунктов, производственных участков, важные транспортные узлы и т. д.

обломок космического аппарата

Проблема засорения космоса мусором

Изначально проблема накопления мусора в космическом пространстве, окружающем Землю, была поставлена ещё в середине двадцатого века, когда СССР готовил к запуску самые первые искусственные аппараты. Официальной же на международной арене эта проблема стала только в 1993 году после выступления Генсека Организации Объединённых Наций по вопросу влияния космических программ на состояние окружающей среды. В этом выступлении он особенно отмечал, что данная проблема имеет интернациональный, планетарный масштаб: «Нельзя говорить, что засоряется околоземное пространство какой-то отдельной страны, засоряется космическое пространство всей планеты, что отрицательно влияет на все государства в равной степени».

Необходимость уменьшения интенсивного засорения околоземного пространства объектами технического происхождения становится очевидной, если рассмотреть возможные варианты развития событий, по которым будет происходить освоение космоса в дальнейшем. Есть множество версий, согласно которым уже в недалёком будущем количество мусора на орбите будет активно увеличиваться за счёт «каскадного эффекта».

Это интересно! Синдромом Кесслера, или каскадным эффектом, называют теоретический вариант развития событий, при котором космический мусор вокруг Земли возникает в результате столкновения различных объектов, которые также могут являться мусором в космосе.

Поговорим подробнее о синдроме. Возникает своеобразный коварный «эффект домино». Два довольно крупных объекта, столкнувшись, порождают огромное число новых обломков. В свою очередь, любой из этих обломков может пережить столкновение с ещё одним объектом. Таким образом, запускается «цепная реакция» возникновения всё большего и большего числа осколков. Если подобных столкновений будет достаточно много, ввиду лавинообразного возникновения новых обломков, низкие околоземные орбиты могут стать совершенно непригодными для полётов. Уже к 2055 году саморазмножение подобных объектов принесёт человечеству серьёзные проблемы, и поэтому пути их решения должны быть разработаны как можно скорее.

Кто и как контролирует мусор в космосе

Есть огромное количество разнообразных методов, позволяющих находить орбитальные объекты в околоземном пространстве. Эти методы обычно делят на две группы:

  • оптические (с использованием оптических телескопов);
  • радиолокационные (с применением радиотелескопов).

Кроме того, помогать выявлять подобные объекты позволяют многофункциональные инструменты анализа космического пространства и оборонные системы. Инструменты, позволяющие проводить наблюдение за околоземным пространством в Советском Союзе и Соединённых Штатах Америки, были разработаны ещё в середине прошлого века. Подобные разработки применяются и во многих других государствах, в том числе странах Евросоюза. В свою очередь, существует группа программ национального уровня, предназначенных для обнаружения космических объектов и дальнейшего устранения мусора. Чтобы скоординировать деятельность подобных программ, была создана специальная международная организация – IASDCC.

Важно! В СССР активно разрабатывали систему по контролю космического пространства. Сегодня она учитывает орбитальные объекты, опираясь на показания Системы Раннего Оповещения и отдельных исследовательских лабораторий.

Также в нашей стране примерно к 2025 году планируется создание ряда специальных устройств, «на плечи» которых ляжет «уборка» неиспользуемых объектов, расположенных на геостационарных орбитах. По прогнозам, каждые полгода около десяти объектов будут перемещаться в область, известную как орбита захоронения.

Сколько мусора в космосе

В 2009 году сообщалось, что на низкой околоземной орбите, на высоте до двух тысяч километров, согласно различным оценкам, может находиться около 220 тысяч рукотворных объектов, масса которых суммарно достигает примерно 5 тыс. тонн. При этом посредством экстраполяции было установлено, что количество таких объектов, которые в диаметре превышают один сантиметр, достигает от 60 до 100 тысяч. При этом всего около десяти процентов подобных обломков было найдено и каталогизировано.

В 2017 году проводилась традиционная ежегодная Европейская конференция по вопросам проблем, связанных с космическим мусором. Больше трёхсот учёных из разных уголков мира пытались определить действенные методики борьбы с загрязнением околоземного пространства. По итогам конференции было объявлено приблизительно о 750 тыс. различных обломков, превышающих 1 см (в поперечном сечении), и ещё о 166 миллионах обломков больше 1 мм.

Важно! Скорость космического мусора на орбите относительно других объектов может достигать 10 метров в секунду. Такая высокая скорость означает, что объект несёт колоссальную кинетическую энергию и соударение с рабочими космическими аппаратами даже крохотного обломка повлечёт за собой серьёзные повреждения последнего, вплоть до полного его приведения в неработоспособное состояние.

По данным 2014 года, Российская Федерация отвечает за 39,7% всего космического мусора, образованного человечеством, на втором месте по «продуктивности» расположены Соединённые Штаты Америки (28,9%), а на третьем – Китайская Народная Республика (22,8%). При этом все остальные страны внесли в космос всего чуть больше 8% мусора.

экспонаты в музее космоса

Карта космического мусора

Чтобы оценить весь масштаб проблемы, достаточно взглянуть на созданную компьютерами NASA модель распространения рукотворных объектов на околоземной орбите. При этом стоит учитывать, что 95% белых точек на изображении – это мусор.

карта космического мусора с белыми точками

А вот карта космического мусора, представленная проектом StuffinSpace. Красные точки на ней обозначают действующие и уже не работающие спутники, синим цветом отмечены сброшенные ступени ракет-носителей, серый цвет обозначает все остальные обломки.

карта мусора в космосе

Как убирать мусор в космосе

Универсальных методов борьбы с космическим мусором с достаточной эффективностью на практике пока что не существует. Но ввиду высокой актуальности данной проблемы мировое сообщество активно развивает приоритетные направления её решения:

  1. Всестороннее наблюдение за околоземным космическим пространством, особенно за геостационарными орбитами, а также планомерная каталогизация существующих обломков.
  2. Использование математических моделей для составления прогнозов появления новых обломков, возможных угроз для предстоящих полетов и неожиданного сближения обломков с возможностью столкновения, а также их неуправляемого падения на Землю.
  3. Разработка методов, позволяющих обезопасить работающие космические аппараты.
  4. Создание и скорейшее применение методик, способных уменьшить засорённость околоземного космического пространства.

На данный момент предлагается великое множество способов очистки орбиты Земли от космического мусора, но, к сожалению, ни один из них не является приемлемым в плане экономической целесообразности. Так, Европейское Космическое Агентство допускает следующие сценарии:

  • захват обломков с помощью сети и дальнейшая их транспортировка на утилизацию или на орбиту захоронения;
  • прикрепление к объекту реактивного двигателя, осуществляющего транспортировку;
  • использование солнечного паруса для транспортировки массивных объектов;
  • выведение космического мусора с орбиты с помощью обстрела реактивной струёй.

утилизация космического мусора

О проблеме загрязнения космического пространства мусором, о том, что такое геостационарная орбита и почему космический мусор не падает на Землю, рассказывают в специальном выпуске телепередачи «Вопрос времени».

мусор в космосе

Обломки на околоземной орбите представляют высокую опасность для работоспособных космических аппаратов, а так как с каждым годом их становится всё больше, в определённый момент космос может оказаться недоступным для человечества. В связи с этим проблема образования космического мусора является одной из центральных в современной космонавтике.