Высоко над поверхностью Земли, где вращаются спутники и космические аппараты, постепенно формируется невидимое, но опасное облако обломков. Это космический мусор — миллионы металлических и пластиковых фрагментов, несущихся по орбите со скоростью до 25 тысяч километров в час. Каждый из них — потенциальная угроза как для техники, так и для людей. Об этом сообщает Earth.com.
Сотни неработающих спутников, остатки ракет, детали от старых миссий и микрочастицы от столкновений создают поистине хаотичную среду вокруг нашей планеты. Даже кусочек размером с рисовое зерно способен пробить корпус спутника и вывести его из строя.
По словам специалистов, стоимость орбитальной аварии может исчисляться миллиардами долларов. Повреждения наносятся не только отдельным аппаратам, но и целым системам связи, метеорологическим и навигационным сетям, на которых держится современная жизнь.
"Даже если пятимиллиметровый фрагмент попадет в солнечную панель спутника, он способен полностью разрушить её", — пояснил профессор Хао Чен из Технологического института Стивенса.
Учёный отмечает, что на орбите уже насчитывается более ста миллионов частиц меньше одного сантиметра. Из-за этого космическим аппаратам приходится регулярно маневрировать, чтобы избежать столкновений, расходуя драгоценное топливо и сокращая срок службы.
Астронавты на Международной космической станции также находятся в зоне риска. При выходах в открытый космос им приходится учитывать траектории обломков, способных нанести критические повреждения скафандрам и модулям станции.
Несмотря на растущую угрозу, в мире до сих пор нет обязательных международных правил, которые бы требовали от стран и компаний убирать за собой. Принцип "загрязнитель платит" в космосе пока не работает.
"Фактически у нас космическая свобода для всех — каждый запускает, что хочет, и никто не отвечает за последствия", — отмечает Чен.
Такое положение вещей приводит к тому, что количество мусора растет с каждым годом. Новые миссии оставляют позади ступени ракет и фрагменты конструкций, а столкновения создают тысячи дополнительных частиц.
Исследовательская группа Хао Чена рассматривает несколько практических способов избавления от орбитального мусора. Каждый из них предполагает использование специального аппарата — сервисного космического корабля, который захватывает обломки и перемещает их в безопасное место.
О важности подобных технологий уже говорилось в материале о новых спутниковых системах связи.
В этом случае "уборщик" тянет мусор на высоту около 350 километров, после чего тот постепенно снижается и сгорает в атмосфере. Этот способ самый дешёвый, так как не требует сложных операций.
"Объект сгорит или упадет на поверхность Земли, но точно предсказать место невозможно — всё зависит от сопротивления атмосферы", — уточняет профессор.
Более точный и безопасный вариант — доставка мусора на высоту около 50 километров. Там обломки сгорают в плотных слоях атмосферы. Однако миссии этого типа обходятся дороже из-за расхода топлива на маневры.
Третий путь — переработка. На первый взгляд, транспортировка мусора в специальные центры переработки на орбите кажется дорогим решением. Но повторное использование металлов, особенно алюминия, может существенно снизить затраты на запуски.
"Доставка одного килограмма груза на орбиту обходится примерно в 1500 долларов. Если перерабатывать материалы прямо в космосе, можно экономить ресурсы и энергию", — объясняет Чен.
Самая сложная часть проблемы — деньги. Космическая очистка требует инвестиций, а пока непонятно, кто должен их оплачивать.
Команда Чэня использовала теорию игр, чтобы предложить систему справедливого распределения затрат между операторами спутников и компаниями, которые занимаются уборкой орбиты.
"Без финансовых стимулов уборщики несут все расходы, а остальные просто пользуются результатами", — говорит Чен.
Для решения этой проблемы предлагается ввести международный фонд, в который операторы будут делать взносы. Эти средства пойдут на оплату миссий по удалению мусора. Такая система позволит создать баланс между безопасностью и выгодой.
Каждая стратегия имеет свои преимущества и недостатки.
Таким образом, универсального решения пока нет, однако комбинирование этих методов может стать оптимальным путём.
Почему космический мусор опасен?
Из-за огромной скорости даже микрочастицы могут пробить корпус спутника или станции, вызывая поломку и потерю связи.
Можно ли убрать мусор полностью?
Полностью — вряд ли. Но с помощью регулярных миссий по контролируемому удалению и переработке можно существенно сократить его количество.
Кто должен платить за уборку орбиты?
Наиболее логичным считается участие всех операторов, использующих космос, через международный фонд, который финансирует очистительные миссии.
Количество запусков растёт с каждым годом, а вместе с ними — и число потенциальных обломков. Если не предпринять меры, человечество рискует потерять доступ к безопасным орбитам.
"Мы должны сделать безопасность и прибыль совместимыми. Только так можно построить устойчивую космическую отрасль", — подытожил Чен.
Космос — не бесконечная свалка, а общее достояние человечества. И чем раньше начнётся его очистка, тем больше шансов сохранить его для будущих поколений исследователей и инженеров.