Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках

Абрамова Оксана Викторовна

В нашей стране работы по наблюдению космического мусора организует и координирует группа учёных из Института прикладной математики им. М.В. Келдыша (ИПМ). В ИПМ присваивают вновь открытым объектам временные номера и заносят данные в каталог.

В 2008 г. специалисты непрерывно отслеживали в околоземном пространстве примерно 12 тыс. объектов размером более 10 см. Чем меньше размер космического мусора, тем больше его количество. С помощью статистических расчётов учёные приблизительно оценили количество космической «мелочи»: объектов размером от 1 до 10 см — от 70 до 1 50 тыс., а частиц меньше сантиметра, вероятно, около трех с половиной миллионов единиц. Напомним, что общая масса всей этой мелочи — порядка 3000 т.

Наиболее «засорены»

высоты от 600 до 800 км. На таких орбитах объекты могут «жить» в среднем около 300 лет. Объекты космического мусора движутся на разных высотах, по различным орбитам, в разных направлениях, причем при лобовой встрече фрагментов космического мусора с действующими космическими аппаратами скорость их столкновения может достигать 15 км/с (почти 60 тыс. км/ч!) и потому представляет опасность для деятельности людей в космосе. Особенно велика угроза столкновений с космическим мусором размерами менее 10 см, элементы которого не всегда удается отслеживать. Столкновение управляемого аппарата даже с сантиметровым осколком может привести к катастрофе в космосе. Особенно опасно подобное столкновение, если на спутнике будет разрушен ядерный реактор.

Первое столкновение на орбите произошло в 1991 г. Тогда спутник «Космос-1934» столкнулся с обломком спутника «Космос-926». Оба объекта в момент встречи двигались на высоте 980 км. Реальность техногенных космических катастроф была подтверждена гибелью французского спутника CERISE, который 24 июля 1996 г. на высоте примерно 660 км столкнулся с фрагментом третьей ступени французской ракеты «Ариан», выведенной на орбиту в 1986 г. Спутник успел поработать ровно год. Работающая на низкой орбите Международная космическая станция (МКС) уже несколько раз подвергалась угрозе столкновения с достаточно крупными осколками искусственного происхождения. Только благодаря мастерству специалистов — баллистиков Центра управления полётами — удавалось вовремя изменять параметры орбиты МКС и предотвращать, таким образом, возможные катастрофы.

Другая область засорения — зона геостационарных орбит, которая плотно «заселена» тысячью спутников-стационаров. Это население ежегодно возрастает на два-три десятка новых станций и множество обломков спутников, разрушившихся по разным причинам. Геостационарные спутники могут подвергаться бомбардировке естественными метеорными телами.

Как среди звёзд отличить искусственные космические объекты, находящиеся на геостационарной орбите? При телескопических наблюдениях астрономы обычно включают часовой механизм, который компенсирует суточное вращение Земли и заставляет телескоп неотрывно «смотреть» на выбранную звезду. При мониторинге космических объектов и их фрагментов на геостационарной орбите, неподвижных относительно Земли, часовой механизм отключается. Поэтому на ПЗС-кадрах геостационарные спутники регистрируются в виде точек, а звёзды выглядят чёрточками.

Время существования пассивных космических аппаратов на самых низких орбитах — несколько десятков лет. Под действием сопротивления воздуха и земного притяжения все спутники на низких орбитах в своё время входят в плотные слои воздуха и ярко вспыхивают подобно болидам. Наиболее массивные из них падают на поверхность Земли. Куски космического мусора размером более метра в среднем падают на её поверхность не реже одного раза в неделю, фрагменты меньшего размера — ежедневно. К сожалению, точно предупредить о времени и месте их падения специалисты пока не могут.

Из-за того, что густонаселённые районы на нашей планете составляют лишь малую долю её поверхности, землянам пока везёт. Например, в 1978 г. «Космос-594» рухнул в тайге на севере Канады, а через год обломки американской космической станции «Скайлэб» выпали в пустынях Австралии. Однако большую опасность представляют аппараты с радиоизотопными источниками электрической энергии.

В 1964 г. в ходе неудачного запуска навигационного спутника США с ядерными источниками энергии радиоактивные материалы рассеялись над Индийским

океаном. Обычно же такие спутники к концу периода активного использования в целях безопасности переводят на орбиты высотой около 1000 км, где атмосфера практически отсутствует, и потому аппараты могут оставаться там многие сотни лет — до тех пор, пока ядерные энергетические устройства перестанут представлять радиационную опасность.

Проблема загрязнения космоса признана многими международными организациями, например Международным астрономическим союзом. Помимо всего прочего, космический мусор становится все более существенной помехой для астрономических наблюдений. Например, на каждом четвёртом снимке, полученном космическим телескопом «Хаббл», регистрируются техногенные обломки. Проблема загрязнения ежегодно обсуждается на сессиях Комитета ООН по мирному использованию космического пространства и его подкомитетов. Специалисты пришли к выводу, что прежде всего необходимо сделать более экологичной космическую деятельность, свести к минимуму рост засоренности околоземного пространства. Придётся более тщательно определять требуемое количество ракетного топлива, чтобы после выполнения разгонных и коррекционных операций баки становились почти сухими. В противном случае, как мы уже говорили, перегрев остатков топлива или срабатывание пироболтов могут стать причиной взрыва. На спутнике должен быть запас рабочего тела (например, сжатого газа) для изменения орбиты спутника после исчерпания его ресурса. Возможны два варианта заключительного маневра. Первый — перевод спутника на такую орбиту, чтобы не позже чем через 25 лет он затормозился в атмосфере. Второй вариант — перевод спутника на высокую орбиту космической «свалки». В последние годы крупные аппараты по завершении их миссии сразу сводят с орбиты и затопляют в южной части Тихого океана, уже прозванной «кладбищем космических кораблей».

Существуют проекты эффективного воздействия на опасные кометы или астероиды эшелонами масс крупного космического мусора, скопившегося на околоземных орбитах. Если суммарная масса собранного техногенного мусора составит около 1000 т, то энергия его удара о поверхность опасного объекта может быть сопоставима с энергией ядерного взрыва мощностью от 1 до 10 Мт.

^{Космический телескоп «Хаббл» — автоматическая обсерватория, выведенная на орбиту Земли в 1990 г.}

ГЛАВА VI.

ВСЕМИРНАЯ СЛУЖБА КОСМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Человечество располагает научными, техническими и технологическими возможностями для создания эффективных средств защиты от космической угрозы. На рубеже восьмидесятых — девяностых годов учёные предложили политикам и общественности использовать потенциал военно-промышленного и космического комплексов для создания щита, способного укрыть земную цивилизацию от факторов космической опасности. Первые шаги в этом направлении были сделаны в последнее десятилетие XX в.

Защита земной цивилизации и самой жизни на нашей планете от космических угроз — задача сложная, многоплановая, долговременная и чрезвычайно дорогая. Последствия космического удара могут породить катастрофу регионального и даже глобального масштаба.

Активная защита.

Варианты базирования средств системы перехвата опасных космических объектов

Специалисты рассматривают различные возможности размещения средств космической защиты. В целях большей безопасности система должна иметь несколько эшелонов.