Космический мусор

[Gulzhan**]

22 октября, источник: Lenta.Ru

(https://lenta.ru/)
Названы страны-рекордсмены по количеству космического мусора



Эксперты назвали страны, которые оставляют больше всего мусора на околоземной орбите. Как сообщает Business Insider, лидером в этом списке оказались США: на долю страны приходится 3999 крупных обломков.





Россия оказалась на втором месте (3961 условная единица космического мусора), третью позицию занимает Китай (3475 единиц). Всего, по данным издания, на орбите насчитывается более 14 тысяч фрагментов выведенных из строя спутников, космических станций и ракет. С каждым днем их число увеличивается.

Эксперты не исключают, что в будущем скопление космического мусора может привести к так называемому синдрому Кесслера: из-за большого количества посторонних объектов на орбите могут возникнуть сложности с размещением космических аппаратов.

Летом 2017 года ученые из ЕС предложили использовать для сборки космического мусора магнитные буксиры. По проекту, сборщик космического мусора должен содержать охлажденные до сверхнизких температур сверхпроводящие электромагниты. Ориентация буксира будет осуществляться по магнитному полю Земли. В настоящее время мусор на околоземной орбите не убирается

[Gulzhan**]

4 октября, 2017 , источник: Русская служба Би-би-си (http://www.bbc.com/russian)
Сколько мусора оставил человек в космосе за 60 лет его освоения?

За 60 лет освоения космоса на орбиту Земли запустили более 6 тысяч спутников. Большая часть из них стала космическим мусором. Как отправляют аппараты в космос в разных странах?

https://retina.news.mail.ru/pic/90/68/image31216579_f8e6ce8fa54dfdb472676fbded34525d.jpg


С момента запуска первого искусственного спутника Земли Советским Союзом на орбиту отправлены уже 6 тысяч космических аппаратов.

В каждой стране путь к космосу был своим: например, в Индии запчасти для первой ракеты возили на велосипеде.

Израиль — единственная в мире страна, запускающая спутники против вращения Земли.

К 60-летию запуска первого спутника в космос одной из главных проблем его освоения стал космический мусор.

Ученые НАСА предложили способ его утилизации: при помощи тонких космических «одеял» обломки спутников и даже метеориты можно спускать в атмосферу, где они будут сгорать.

[Gulzhan**]

Космический мусор: как очистить орбиту




25 апреля 2018

В 1964 году Станислав Лем опубликовал юмористический рассказ «Спасём космос», где один из его постоянных героев, отважный исследователь космоса Ийон Тихий, жаловался на непредвиденные последствия космической экспансии и бездумного туризма.
С момента написания рассказа минуло много лет. Человечество не достигло звёзд, влюблённые парочки не совершают круизы в пояс астероидов и не вырезают на их поверхности свои имена, а пространство за Сириусом всё ещё не забито рекламой. Но один из пассажей текста получился на удивление похожим на реальность.



https://4.404content.com/resize/730x-/1/88/36/1406340061031302410/fullsize.jpg



Профессор Брукки из обсерватории недавно жаловался на слабеющий блеск обеих звёзд Центавра. А как же ему не слабеть, если вся окрестность забита мусором! Вокруг самой крупной планеты Сириуса, настоящей жемчужины этой планетной системы, возникло кольцо наподобие колец Сатурна, но состоящее из пустых пивных и лимонадных бутылок. Космонавт, летящий этой дорогой, вынужден обходить не только тучи метеоритов, но и консервные банки, яичную скорлупу и старые газеты.
Кое-где из-за этого хлама не видно звёзд. Астрофизики не один уже год ломают голову, пытаясь найти причину столь заметных различий в количестве космической пыли в разных галактиках. А дело, я думаю, просто: чем выше цивилизация, тем больше намусорено, отсюда вся эта пыль, сор и хлам.

Вряд ли те, кто читал этот рассказ полвека тому назад, могли представить, что такое мусорное кольцо начнёт формироваться на самом деле. И не у далёкого Сириуса, а вокруг нашей родной планеты.



Garbage day!

4 октября 1957 года был запущен первый искусственный спутник Земли, и человечество чуточку приблизилось к звёздам. В те дни все люди мира пытались разглядеть в небе «Спутник» и видели крошечную светящуюся точку. Вот только это был не «Спутник», слишком маленький, чтобы увидеть его невооружённым глазом. Эта точка была второй ступенью ракеты-носителя Р-7, доставившей его на орбиту. Она стала первым в истории космическим мусором.
За последующие годы было произведено около пяти тысяч запусков, которые вывели на орбиту почти 6600 спутников. Из них 3600 всё ещё находятся в космосе, и лишь 1000 из них — действующие. Уже в конце пятидесятых учёные стали задумываться над тем, что отработавшие своё старые спутники рано или поздно начнут мешать новым.




https://4.404content.com/resize/730x-/1/13/61/1406340440599037197/fullsize.jpg
(https://3.404content.com/1/3E/00/1406345498081887567/fullsize.jpg)



Сравнение объёмов космического мусора и размера Земли в представлении художника.
К сожалению, космический мусор не ограничивается лишь старыми спутниками и отработанными ступенями ракет. Сейчас системы космической разведки отслеживают на земной орбите порядка двадцати тысяч объектов, чья суммарная масса составляет от 5 до 10 тысяч тонн. И это лишь верхушка айсберга. Как сообщает Европейское космическое агентство, на орбите находится 45 тысяч объектов диаметром свыше 5 сантиметров. Что до тел поменьше, то в небе над нами летают сотни тысяч обломков диаметром от 1 до 5 сантиметров и миллионы совсем мелких осколков.





https://4.404content.com/resize/730x-/1/9F/1E/1406340440832345360/fullsize.jpg
(https://3.404content.com/1/A8/EC/1406345501192750416/fullsize.jpg)



Распределение мусора в околоземном пространстве. Кольцо — это мусор на геостационарной орбите, который останется там на несколько сотен лет.



Откуда берётся мусор

Живи мы во вселенной «Звёздных войн», всё было бы ясно. Разбитые космические корабли и части истребителей — обычное дело в далёкой галактике. Можно представить, как после очередного крупного сражения все работники, не занятые на строительстве очередной Звезды смерти, отправляются на рутинную расчистку космического пространства. Да ещё на чём свет стоит костерят Империю и Повстанцев, за которыми им приходится убирать.

В нашей же галактике космический хлам появляется куда более банальными путями. Вывод на орбиту любого спутника сопровождается образованием массы технологического мусора: в околоземное пространство попадают предметы вроде взрывных болтов, временного крепежа, элементов защитного покрытия.

Кроме того, в космосе остаются набравшие первую космическую скорость ступени ракет и разгонные блоки. В их баках часто есть неотработанное топливо, которое весьма летуче и легко превращается в пар, что иногда приводит к мощным взрывам. Не раз бывали случаи, когда после нескольких лет пребывания в космосе использованные ступени ракет неожиданно взрывались, разбрасывая вокруг себя шрапнель из мелких осколков. За последние годы в околоземном пространстве было отмечено порядка двухсот подобных взрывов. Только один взрыв ступени индийской ракеты стал причиной образования сразу 300 крупных обломков.

Человечество мусорит не только на орбите родной планеты. Как вы думаете, что сделал Нил Армстронг, когда впервые открыл двери лунного модуля? Он выбросил из кабины пакет с мусором. Лишь затем он спустился на лунную поверхность и произнёс свою знаменитую фразу.





https://4.404content.com/resize/730x-/1/56/F5/1406340440975213842/fullsize.jpg
(https://3.404content.com/1/03/D3/1406345505273808209/fullsize.jpg)



«Маленький шаг для человека…» — «Ты мусор вынес?!» — «Да! Так, на чём я остановился…»
А есть ещё и мелкие объекты. Во время работы твёрдотопливного двигателя из его сопла выбрасывается множество пылевидных частиц размерами до 10 мкм. Ещё один вид микроскопического мусора — кусочки краски и защитного покрытия, отвалившиеся от обшивки земной техники. И с каждым годом ситуация усугубляется: чем больше стран и компаний осваивают космос, тем больше мусора остаётся на орбите. За последние годы произошло два резонансных инцидента, связанных с загрязнением космоса.


Первым стало печально известное испытание китайской противоспутниковой ракеты в 2007 году. СССР и США испытывали подобное оружие и раньше, но тогда обломков было куда меньше, и они быстро сгорали в атмосфере — ведь цели находились на относительно небольшой высоте. Китайцы же уничтожили спутник, который находится на полярной орбите высотой более 800 километров. В результате в окрестностях Земли появилось свыше двух тысяч обломков и, по некоторым данным, до 150 000 мелких частиц. 97% процентов этого мусора всё ещё на орбите и будет висеть над планетой не одну сотню лет.
Кстати, год спустя США уничтожили неисправный спутник-шпион USA-193, на борту которого оставалось около полутонны ядовитого топлива. Однако спутник находился на низкой орбите, и большинство осколков сгорело в атмосфере.





https://4.404content.com/resize/730x-/1/20/18/1406340440606115086/fullsize.jpg
(https://4.404content.com/1/E8/6F/1406345508619289938/fullsize.jpg)



Кольца Сатурна состоят из камней, пыли и льда. Кольца Земли будут состоять из утерянных болтов и обломков спутников.
Вторым инцидентом стало столкновение выведенного из эксплуатации в 1995 году спутника «Космос-2251» и действующего спутника Iridium 33, которое произошло 10 февраля 2009 года. Это первый в истории случай, когда столкнулись два космических аппарата. В результате образовалось 2000 обломков — и это только крупные, которые удалось отследить.
Только два этих инцидента более чем на треть увеличили число обломков на орбите. Сейчас количество мусора растёт весьма быстро (примерно на 5% в год), и новые масштабные столкновения неизбежны.



Чем опасен мусор

В фильме «Гравитация» (2013) режиссёра Альфонсо Куарона наглядно показано, что может натворить космический мусор. Стремительно несущиеся в безвоздушном пространстве осколки, которые практически невозможно заметить, прошивают всё на своём пути, от человеческих тел и до космических станций. Несколько секунд — и конструкция, на создание которой ушли десятки лет и миллиарды долларов, превращается в бесполезное решето.

Фильм, конечно, фантастический, но такое возможно и в действительности. Дело в том, что тела, находящиеся на земной орбите, движутся по ней с первой космической скоростью — почти 8 километров в секунду. Для сравнения: пуля из автомата Калашникова покидает ствол со скоростью порядка 1 километра в секунду, а потом замедляется за счёт сопротивления воздуха — в отличие от обломков в вакууме. Даже маленький обломок при попадании в спутник способен нанести ему серьёзный ущерб. Так, в 2006 году неожиданно пропала связь с российским телекоммуникационным спутником «Экспресс-AM11». Удар микрочастицы мусора повредил систему терморегулирования, спутник быстро перегрелся и вышел из строя.





https://3.404content.com/resize/730x-/1/95/2E/1406340440867996945/fullsize.jpg
(https://4.404content.com/1/75/19/1406345512931820883/fullsize.jpg)



Дыра, оставленная космическим мусором в спутнике SolarMax.


А теперь представьте, что может случиться, если обломок попадёт в пилотируемый космический корабль или орбитальную станцию. На поверхности шаттлов и корпусе МКС не раз обнаруживали отметины от столкновений с мусором. В 1983 году маленькая песчинка (менее 1 миллиметра в диаметре) оставила серьёзную трещину на лобовом стекле шаттла «Челленджер». В другом случае мусор пробил насквозь радиаторную панель шаттла «Индевор». За последние годы манёвры уклонения от обломков стали для экипажей МКС привычной рутиной.





https://3.404content.com/1/5F/0A/1406340440390894860/fullsize.jpg
(https://4.404content.com/1/59/C4/1406345516244010324/fullsize.jpg)



Трещина в лобовом стекле «Челленджера», оставленная крошечной песчинкой.




https://4.404content.com/resize/730x-/1/F6/49/1406340441429247253/fullsize.jpg
(https://3.404content.com/1/81/3C/1406345519361426773/fullsize.jpg)



Сквозное отверстие в радиаторной панели шаттла «Индевор», оставшееся после столкновения с куском мусора.


Среди космического мусора встречаются и радиоактивные объекты. В своё время СССР запустил в космос большую серию спутников морской разведки «УС-А». Каждый аппарат был оснащён ядерным реактором с 30 килограммами обогащённого урана-235. Всего было запущено 33 аппарата, из которых несколько уже «вернулось» на Землю. Один из них, «Космос-954», в 1978 году упал на территории Канады. Обломки спутника вызвали радиоактивное заражение местности (к счастью, малонаселённой), что привело к большому международному скандалу. Остальные аппараты перевели на орбиту захоронения высотой 700-1000 километров, где они предположительно смогут оставаться от 250 до 2000 лет. Немаленький срок, но всё же настанет время, когда нашим потомкам придётся что-то решать.


Известно также, что системы охлаждения некоторых спутников дали течь, из-за чего на орбиту попали тысячи капель натрий-калиевого охладителя, которые теперь тоже вращаются вокруг Земли. Они, в отличие от реакторов спутников, не представляют опасности для планеты, но могут повредить космические аппараты.





https://3.404content.com/resize/730x-/1/B4/C9/1406340441801229590/fullsize.jpg
(https://4.404content.com/1/C6/F7/1406345523622577494/fullsize.jpg)



Основной топливный бак второй ступени ракеты «Дельта-2», упавший в Техасе в 1997 году.


Эффект Кесслера



Эффектом Кесслера называют пугающий сценарий, при котором столкновение двух крупных объектов приведёт к появлению массы новых осколков. Каждый из этих осколков может, в свою очередь, столкнуться с другим мусором, что вызовет цепную реакцию. Если поражённых спутников окажется много, лавинообразно возникающие осколки могут на несколько сотен лет сделать околоземное пространство совершенно непригодным для полётов. Такой сценарий был описан специалистом NASA Дональдом Кесслером.
Известно, что в 2012 году была потеряна связь с восьмитонным спутником «Энвисат». Он находится на орбите, высота которой составляет 785 километров, и просуществует там ещё около 150 лет. Каждый год «Энвисат» дважды пролетает на расстоянии 200 метров от нескольких обломков — и велики шансы, что рано или поздно их пути пересекутся. Многие специалисты считают, что подобное столкновение запустит цепную реакцию, и тогда сценарий Кесслера может стать реальностью.





https://3.404content.com/resize/730x-/1/14/A8/1406340442170852631/fullsize.jpg
(https://3.404content.com/1/89/16/1406345526982739287/fullsize.jpg)



Фильм «Гравитация» основан именно на гипотезе Кесслера.


Космические чистильщики



То, что орбита нуждается в срочной очистке, признают уже все. Даже если человечество прекратит все космические запуски, количество мусора на орбите всё равно будет расти — за счёт столкновений между уже запущенными аппаратами. Выход только один: хорошенько убрать за собой.
Пока это удаётся только в фантастике. В романе «Фонтаны рая» Артура Кларка строительство грандиозного космического лифта потребовало от человечества основательной чистки орбиты. Поскольку люди достигли больших успехов в покорении космоса, это не становится большой проблемой — с помощью лазеров инженеры быстро устраняют препятствия. В процессе чистки мусорщики даже делают несколько археологических открытий и находят старый космический корабль.
В известном аниме Planetes («Странники») в каждой компании, которая работает в космосе, должен быть отдел по расчистке мусора. Именно этой весьма опасной и не слишком престижной работой занимаются главные герои сериала.


Но это всё фантастика, вымысел — а что насчёт реальности?

Объекты, находящиеся на низких орбитах (до 400 километров), через несколько лет сгорают в атмосфере. И если бы весь мусор находился именно там, не было бы особой проблемы — природа бы сама убирала за нами. Но беда в том, что большая часть мусора находится гораздо выше. Осколки могут висеть там столетия, тысячелетия, а на геостационарной орбите — и миллионы лет.

Различные организации по борьбе с космическим мусором создавались как при правительствах космических держав, так и на международном уровне, но особого прогресса их работа не принесла. Сейчас проблемой мусора занимается Комитет по использованию космического пространства в мирных целях при ООН, а также Координационный комитет по космическому мусору, созданный несколькими национальными космическими агентствами.

Рассматривают различные методы борьбы с загрязнением орбиты. Одни предлагают усиливать защиту космических аппаратов от ударов мелких частиц, другие — тщательнее контролировать запуски, третьи — закладывать на спутники дополнительное топливо, чтобы их можно было свести с орбиты. Эти меры могут замедлить засорение космоса или спасти корабли, но всё же не решают проблемы. Единственный способ разобраться с космическим мусором — удалить обломки с орбиты.





https://3.404content.com/resize/730x-/1/68/C6/1406340441183880467/fullsize.jpg
(https://4.404content.com/1/10/64/1406345529997395288/fullsize.jpg)



Помимо стрельбы с орбиты, существует идея наземного лазера, который будет корректировать орбиты космических объектов, заставляя их падать на Землю и сгорать в атмосфере.
Например, можно создать гигантскую сферу из сверхлёгкого пористого материала (аэрогеля), которая будет принимать на себя удары мелких частиц мусора и ловить их или, по крайней мере, замедлять. Или большую электродинамическую сеть, которая будет замедлять куски мусора, из-за чего они гораздо быстрее будут падать на Землю, сгорая в атмосфере. Или космического охотника, который будет захватывать обломки с помощью сетей или гарпуна. Не исключено также использование лазеров для сжигания мусора, однако тут придётся обойти международные соглашения, запрещающие вывод оружия на орбиту.


Плохая новость в том, что все эти технологии существуют лишь на бумаге. Но процесс все же понемногу сдвигается с мёртвой точки. Уже в ближайшие годы пройдут первые эксперименты по отработке некоторых из упомянутых технологий. Лишь бы за это время человечество не загадило орбиту окончательно.





https://3.404content.com/resize/730x-/1/AB/2E/1406340441309185300/fullsize.jpg



(https://3.404content.com/1/64/46/1406345532982166873/fullsize.jpg)Сеть для сбора космолома. Кадр из документального фильма «Космический мусор» (2012).



Археология космоса



Некоторые историки уже сейчас заявляют, что не стоит бездумно уничтожать весь космический мусор: он может представлять значительный интерес для археологов, которые в будущем обязательно доберутся и до орбиты.
В 1980-е NASA пожертвовало космический зонд ISEE-3 Национальному музею авиации и космонавтики. Планировалось, что в 2014 году, когда аппарат сблизится с Землёй, он будет переведён на земную орбиту, после чего подобран шаттлом и доставлен домой. Но позже от этого плана пришлось отказаться: доставка грузов с орбиты оказалась более дорогим удовольствием, чем когда-то считалось, да и сами шаттлы перестали летать. И всё же возможно, что в отдалённом будущем некоторые старые спутники будут выставлены в музеях.




https://4.404content.com/resize/730x-/1/E5/AA/1406340440785945871/fullsize.jpg
(https://3.404content.com/1/70/D2/1406345535882003802/fullsize.jpg)

Порой космические мусорщики совершают удивительные открытия («Воспоминания о будущем», аниме 1995 года)


***

Если верить одному из шутливых объяснений парадокса Ферми («если внеземная жизнь действительно существует, почему инопланетяне до сих пор не прилетели к нам?»), любая техногенная цивилизация так быстро засоряет орбиту родной планеты, что это делает невозможным любые дальнейшие космические полёты. Будем надеяться, что в случае с нашей планетой это так и останется шуткой.



Источник

Н (https://www.mirf.ru/science/kosmicheskiy-musor)АУКА И ЖИЗНЬ



(https://3.404content.com/1/64/46/1406345532982166873/fullsize.jpg)

[Gulzhan**]

источник: РИА Новости (http://www.ria.ru/)
Орбитальная помойка: как эффективнее убирать космический мусор



МОСКВА, 21 мая — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Российский спутник серии «Канопус-В» совершил два маневра, чтобы избежать столкновения с куском космического мусора. Этот инцидент привлек внимание к проблеме, которую уже не первое десятилетие обсуждают специалисты: как очистить околоземное пространство от техногенных обломков. РИА Новости рассказывает о перспективных и полуфантастических проектах, предлагаемых научным сообществом.

https://retina.news.mail.ru/pic/8f/d7/image33527220_d209e6b0a53d394c46ead209b7badeac.jpg


С начала космической эры около Земли накопилось немало объектов, летающих с огромной скоростью рядом со спутниками. Если в околоземном пространстве обломки рано или поздно тормозятся, падают и большей частью сгорают в атмосфере, то на геостационарной орбите они могут крутиться вечно. Столкновение с маленьким куском пластика или железа на скорости несколько километров в секунду грозит космическому аппарату разрушением или серьезной поломкой.

В 1983 году частица краски оставила вмятину на корпусе американского шаттла «Челленджер», в 2006-м космический мусор повредил терморегуляцию российского спутника «Экспресс АМ11». От чужеродного фрагмента размером всего в один сантиметр пострадала антенна телескопа «Хаббл». МКС совершает в среднем пять маневров в год, чтобы уклониться от столкновения с мусором. Спутник «Канопус В» за год по той же причине менял орбиту дважды.

Сейчас на низких, околоземных орбитах находится почти миллион техногенных предметов. Их массу оценивают в восемь тысяч тонн.


Отслеживают же менее пяти процентов, включая космические аппараты. По данным США, с Земли присматривают за 18 тысячами объектов космического мусора. Такую же информацию озвучил на Совете по космосу Российской академии наук член-корреспондент РАН Борис Шустов из Института астрономии. По его словам, фрагменты размером в сантиметр — потенциальные убийцы космических аппаратов.

Кроме того, ученые обеспокоены скопившимися обломками с большим соотношением площади к массе, поскольку они способны резко менять орбиту, что невозможно предсказать.

Опасно и ежегодное падение космического мусора на Землю. Хотя траекторию удается рассчитать так, чтобы столкновение с поверхностью происходило в пустынных местах, вероятность инцидентов сохраняется.

Больше всего космического мусора образуется из-за разрушения и столкновения орбитальных аппаратов. Кроме того, орбиту засоряют отработанные ступени и разгонные блоки ракетоносителей, уже недействующие спутники, фрагменты, оторвавшиеся при запусках.

На США, Россию и Китай приходится 93% космического мусора.

Ежегодно его общий объем увеличивается на четыре процента.

Неводы, паруса и лазеры
Пока вероятность столкновения с обломками невелика, но рано или поздно на орбите придется наводить порядок. Сейчас ограничиваются пассивными мерами защиты: помещают спутники в бронебойные корпуса, устанавливают щитки или маневрируют на орбите. Активных средств уничтожения мусора нет.



Николас Джонсон (Nicholas Johnson), курирующий эту проблему в NASA, предложил запустить в космос огромный, диаметром 1,8 километра, воздушный шар NERF, наполненный аэрогелем. Его пористая оболочка будет пропускать мелкие фрагменты, гасить их скорость, и в результате они сгорят в атмосфере. Но дело в том, что шар сам быстро сойдет с орбиты и сгорит. Кроме того, из-за больших размеров высока вероятность его столкновения с действующим космическим аппаратом.

Французский инженер Джонатан Миссель (Jonathan Missel) разработал спутник Sling-Sat с манипулятором TAMU Space Sweeper. Аппарат раскручивается и, словно праща, запускает обломок в направлении, где гарантирован его вход в атмосферу. Сам же направляется к следующему. Такой способ перемещения решает проблему большого расхода топлива для орбитальных роботов-уборщиков



Японцы придумали проект электродинамического невода, в который попадает отработавший свое спутник. При запуске к нему прикрепляют катушку с кабелем. По окончании миссии он разматывается, благодаря магнитному полю Земли в нем возникает электрический ток, и Лоренцева сила подталкивает спутник к атмосфере до полного сгорания.

Чтобы сбить мусор на более низкую орбиту, предлагают также применять спутники на солнечном парусе и воздушные взрывы.


Не раз звучала идея сжигать мусор лазером или рельсотроном (электромагнитной пушкой), установленными на Земле.




«Предпочтительнее поместить лазер туда, где находится мусор, — на орбиту, тем более что технологии позволяют создать компактные установки. Плюсы очевидны — уменьшение расстояния до цели и повышение точности наведения, нет оптических искажений, вызываемых атмосферой», — пояснил Олег Палашов из Института прикладной физики РАН, выступая на Совете по космосу.

По его словам, задача облегчается тем, что можно использовать лазер короткой длительности, фемтосекундный, что снизит энергозатраты.

Следить и предупреждать
Пока за космическим мусором наблюдают с Земли, пытаясь определить его потенциальную опасность. Особое внимание — на орбиты, где больше всего аппаратов.

По данным Минобороны, в России за орбитой следят пятьдесят телескопов, составляющих Систему контроля космического пространства.

Они ведут семь тысяч обломков на низких орбитах и порядка шести тысяч — на высоких. Кроме того, в их поле зрения — полторы тысячи космических аппаратов.

Ситуацию с мусором мониторит Автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП), контролируемая АО «Астрономический научный центр». Она располагает 36 наземными телескопами в России и странах СНГ. Две ее квантово-оптическиестанции размещены в Бразилии. Планируется также расширение сети за счет станций в странах БРИКС.

[Gulzhan**]

10 июня, источник: РИА Новости (http://www.ria.ru/)
В России придумали лазерную пушку для уничтожения космического мусора

Специалисты Научно-производственной корпорации «Системы прецизионного приборостроения» (НПК СПП, входит в состав Роскосмоса) разрабатывают технологию сведения космического мусора с орбиты с помощью воздействия на него лазерным лучом, говорится в докладе НПК СПП, представленном в РАН. Копия доклада имеется в распоряжении РИА Новости.

https://retina.news.mail.ru/pic/5d/2b/image33744483_1c46c77cf3eb1a5c80740d22da0d0c65.jpg

МОСКВА, 10 июн — РИА Новости. Ранее сообщалось, что лазер для «отстрела» космического мусора может появиться на Международной космической станции. Изначально идея такой установки принадлежала ученым из Японии, но в дальнейшем к ее проработке подключились специалисты из Европы и России. Планируется, что в результате воздействия лазера на космический мусор, тот будет испаряться.


«Для демонстрации возможности удаления обнаруживаемых объектов космического мусора на низких орбитах поддержать предложение АО «НПК «СПП» о проведении научно-исследовательских и экспериментальных работ по созданию оптической локационной системы с использованием твердотельного лазера и приемо-передающей адаптивной оптической системы», — говорится в предложении НПК СПП к ученым, содержащемся в докладе.

В НПК СПП подтвердили РИА Новости наличие такого документа, но отказались от комментариев.


В «лазерную пушку» предлагается переделать 3-метровый оптический телескоп Алтайского оптико-лазерного центра имени Титова. Сам телескоп сейчас находится в стадии строительства. Основное его предназначение — мониторинг космического пространства с целью отслеживания спутников и угрожающего им космического мусора. В качестве источников питания рассматриваются два варианта твердотельных генераторов разработки Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

С помощью лазерного импульса ученые планируют испарять вещество с поверхности космического мусора, постепенно растворяя его в пространстве, используя метод «лазерной абляции».

«Успешный эксперимент позволит открыть дорогу широкой поддержке данного важного для освоения космического пространства технического направления обеспечения безопасности на национальном и международном уровнях», — говорится в документе.





Ранее сообщалось, что в каталоге российской Системы контроля космического пространства числится 13 тысяч искусственных объектов: 7 тысяч объектов размером более 20 сантиметров на низкой околоземной орбите (от 160 километров до 2 тысяч километров), а также 6 тысяч объектов размером 20−40 сантиметров на высокой (от 2 тысяч км до 50 тысяч километров) околоземной орбите.

По данным NASA, на околоземной орбите находится около 19 тысяч искусственных объектов, видимых с Земли.

В 2016 году ученые головного научного института Роскосмоса ЦНИИмаш пришли к выводу, что если не заниматься решением проблемы космического мусора, то через 100−200 лет развитие космической деятельности может прекратиться — вся околоземная орбита будет усыпана обломками космической техники.

[Gulzhan**]

9 декабря 2017, источник: Чердак (http://chrdk.ru/)
Заминированный космос

Что такое синдром Кесслера и чем именно он нам угрожает.

https://retina.news.mail.ru/pic/aa/82/image31900055_1f76a06041b5e7a1c59ce3b42a37aa29.jpg


Космическая эра, начавшаяся в 1957 году, может закончиться, не дождавшись своего столетия. Полеты в космос становятся все более опасными из-за множащегося на околоземной орбите мусора.

Одним из первых о космическом мусоре заговорил польский писатель-фантастСтанислав Лем: «Вокруг самой крупной планеты Сириуса, настоящей жемчужины этой планетной системы, возникло кольцо наподобие колец Сатурна, но состоящее из пустых пивных и лимонадных бутылок».



Космонавт, летящий этой дорогой, вынужден обходить не только тучи метеоритов, но и консервные банки, яичную скорлупу и старые газеты.


Станислав Лем
Писатель-фантаст


В 1964 году эти слова из «Воспоминаний Ийона Тихого» казались шуткой, а сейчас такое кольцо вокруг Земли уже образовалось. Его, конечно, не видно глазом, но принимать защитные меры уже приходится.

Пожалуй, непревзойденный по количеству объектов (но не самый опасный) выброс космического мусора осуществили Соединенные Штаты в рамках проекта «Вестфорд». И произошло это за год до «выступления» Ийона Тихого. Тогда на полярной орбите высотой 3500—3800 км было распылено 480 млн тончайших медных проволочек-диполей (длиной 17,8 мм и толщиной 17,8 микрона). Идея состояла в том, чтобы создать в космосе искусственную среду, отражающую радиоволны для дальней связи взамен ненадежной ионосфере.

Против эксперимента выступили астрономы из британского Королевского общества, в СССР газета «Правда» вышла с заголовком «США засоряют космос».



ТАСС выступил с заявлением, что «американская военщина полностью игнорирует те опасные последствия, которые могут возникнуть для человечества в связи с засорением околоземного пространства в результате таких экспериментов». Как бы то ни было, проект был вскоре закрыт. Большинство иголок из-за очень малых размеров сошли с орбиты в течение 10 лет. Но даже к 2016 году еще отслеживалось 38 комков иголок, которые не разделились при выбросе, и, будучи относительно крупными объектами, не сходят с орбиты.

В мае—июне 2007 года на служебном модуле МКС «Звезда» установили 17 дополнительных противоосколочных панелей для защиты от мелкого космического мусора. Для этого космонавты Олег Котов и Федор Юрчихин дважды выходили в открытый космос. Во время второго из этих выходов на поверхности модуля «Заря» было обнаружено отверстие, «похожее на пулевое». Подобное отверстие диаметром 6 мм, пробитое частицей размером 1−2 мм, видел в 2013 году в солнечной батарее станции астронавт Крис Хэдфилд. До сих пор такие повреждения не наносили станции серьезного ущерба. Однако риск неожиданно получить пробоину есть всегда.


https://pbs.twimg.com/media/BJCPKUcCAAAd3dp.jpg


В США (https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/quarterly-news/pdfs/odqnv21i1.pdf#12), России (http://docplayer.ru/48895879-Sobytiya-v-okolozemnom-kosmicheskom-prostranstve.html) и ЕС (http://esamultimedia.esa.int/docs/Clean_Space/Protecting_space_missions_BR-329_LowRes.pdf) ведут постоянный мониторинг космического мусора. На сегодня отслеживается более 17,5 тыс. объектов. Из них 6 тыс. — действующие и неработающие космические аппараты и ступени ракет, а почти 10 тыс. — крупные обломки (5−10 см и более). Для всех этих объектов определяются орбиты, но точно прогнозировать их движение невозможно.



Во-первых, есть погрешности измерения положений и скоростей, во-вторых, орбиты обломков все время немного меняются. Прежде всего на их движении сказывается сопротивление атмосферы, плотность которой на большой высоте непостоянна. Определенный вклад дает давление солнечного света, которое зависит от отражательных свойств и ориентации объекта. Есть влияние геомагнитного поля. Наконец, гравитационные возмущения от Луны, планет и неравномерного распределения массы внутри Земли не поддаются абсолютно точному учету. Поэтому «мусорные» объекты, несмотря на свою сугубо классическую природу, представляются на практике облаками вероятности.

Если по прогнозу вероятность столкновения МКС с каким-либообъектом превышает 0,01%, станция включает двигатели и совершает маневр уклонения. Делать это приходится в среднем раз в год, но, например, на 2012 год выпало целых четыре таких маневра. Иногда обнаружить угрозу удается слишком поздно и совершать маневр уже некогда.


В таких случаях на станции объявляется эвакуация: экипаж надевает скафандры и занимает места в пристыкованных космических кораблях — их размер гораздо меньше и вероятность попасть под удар ниже. За время эксплуатации МКС такое происходило четырежды.



Проблема, однако, в том, что отслеживать с Земли можно только крупные обломки — как правило, диаметром больше 10 см. Но никакие защитные панели не устоят даже против сантиметрового «снаряда», летящего с орбитальной скоростью. Она на порядок выше, чем у автоматной пули, которая при таком разгоне приобрела бы энергию разорвавшейся гранаты. И таких «гранат» сантиметрового диаметра и больше, по современным оценкам (http://esamultimedia.esa.int/docs/Clean_Space/Protecting_space_missions_BR-329_LowRes.pdf), вокруг Земли летает уже около 700 тыс. Много? На самом деле — еще не очень. Если бы все эти обломки оказались минами на поверхности Земли, среднее расстояние между ними составило бы 25—30 км. А в космосе они еще и расходятся по высоте.

Но это не должно нас как-либо успокаивать. Неприятности с космическим мусором только начинаются. Его фрагменты сталкиваются не только с МКС, но и между собой. Помните завязку «Гравитации»?


https://retina.news.mail.ru/pic/7e/7c/image31900055_5b9aefdd1fa8dea6a7b6442099387c11.jpg

Семимиллиметровая выбоина в одном из обзорных иллюминаторов МКС, появившаяся в результате попадания в него кусочка космического мусора диаметром не более нескольких тысячных миллиметра


При взрывном разрушении на орбите появляются тысячи мелких обломков, большую часть из которых нельзя отследить с Земли. Эти фрагменты в свою очередь сталкиваются между собой и дробятся дальше. Такой лавинообразный рост количества орбитального мусора называется синдромом Кесслера, по имени консультанта NASA, который первым описал этот эффект. Неконтролируемое развитие синдрома Кесслера может привести к тому, что полеты в космос (или, по крайней мере, продолжительные работы на низких орбитах) надолго станут невозможными.


Чем меньше объект и чем ниже он движется, тем сильнее тормозит его земная атмосфера. С низких орбит мелкий мусор довольно быстро выпадает на Землю, сгорая в атмосфере.



https://vk.com/video-47366412_456241374:smile:





Даже МКС, летящая на высоте 400 км, теряет высоту со скоростью около 100 м в сутки. Но вот на высотах 700—1000 км обломки могут обращаться вокруг Земли веками, сталкиваясь друг с другом и порождая ливни обломков. Именно на этих высотах, где обломки живут долго, наиболее опасно развитие синдрома Кесслера.

Выше начинаются радиационные пояса Земли, и там летает не очень много спутников — в основном аппараты систем глобального позиционирования, поэтому мусора накапливается немного.


Исключение — геостационарная орбита на высоте 35 786 км, где находятся сотни работающих и заброшенных аппаратов.



Там не бывает быстрых столкновений на пересекающихся курсах: скорости относительных движений — как на автомобильной парковке. Но и они, впрочем, могут вызвать серьезные повреждения хрупких антенн и солнечных батарей, а побитый спутник в сервис не отвезешь. Потому в начале 2000-х годов, во избежание неприятностей, было решено, что все новые спутники после завершения эксплуатации должны переводиться на т.н. орбиту захоронения — примерно на 300 км выше геостационарной.




https://youtu.be/pkfKnxX-L0k:smile:

Визуализация того, как увеличивалось число объектов на орбите Земли, созданная Институтом аэрокосмических систем Брауншейгского технического университета. Отображены спутники (красные), ракетные корпуса (желтые), различные мелкие детали типа болтов и крышек для объективов (зеленые), шлак твердотопливных ракетных двигателей (синий) и осколки, возникшие в результате столкновений (белый).




Исследования показывают (http://science.sciencemag.org/content/311/5759/340?sid=e11f8f29-eb24-4427-978b-5738fd9f1fa9), что уже в начале этого века количество околоземных объектов перевалило за тот рубеж, когда начал раскручиваться синдром Кесслера. Даже если бы космические пуски вдруг прекратились 10 лет назад, то количество космического мусора на орбите продолжало бы расти за счет столкновений. Теперь же все обстоит еще хуже


В 2007 году Китай произвел испытания противоспутниковой ракеты «Фэнъюнь-1C». Ракета кинетическим оружием (попросту говоря, тараном) уничтожила выведенный из эксплуатации метеорологический спутник на высоте 865 км, то есть как раз в самой опасной зоне. Результатом стал самый крупный в истории выброс космического мусора.


К октябрю 2016 года «эхо» этого события представляло собой 3438 крупных обломков. За девять лет 571 из них сгорели в атмосфере (https://news.mail.ru/society/31297934/), остальные продолжают двигаться по своим орбитам. Но гораздо больше образовалось мелких фрагментов. Их никто не видел, и оценить их число можно только приблизительно. В одних источниках говорится о 40 тыс. фрагментах больше сантиметра, в других — о 150 тыс. без указания размера. Вредоносный эффект этого события превосходит даже космические ядерные испытания конца 1950-х — начала 1960-х годов, когда заряды взрывали на высотах не более 500 км.



Прошло чуть более двух лет, и 10 февраля 2009 года случилось первое серьезное столкновение, уничтожившее действующий космический аппарат — спутник глобальной системы связи «Иридиум». В него врезался выведенный из эксплуатации российский спутник «Космос-2251», запущенный в 1993 году. Произошло это над полуостровом Таймыр на высоте 789 км — опять в самом неудачном месте. Спутники шли почти перпендикулярными курсами и столкнулись со скоростью 11,7 км/с. В результате образовалось более 2 тыс. крупных обломков и десятки тысячи мелких. В основном они распределены вдоль орбит двух спутников, но некоторые довольно сильно от них отклоняются.

В совокупности эти два события увеличили количество отслеживаемого крупного космического мусора примерно в 1,5 раза. Без них такой же уровень засоренности околоземного пространства был бы достигнут через 20−30 лет. А сейчас прогнозы звучат довольно тревожно: столкновения, подобные тому, что случилось в 2009 году, будут происходить примерно раз в пять лет.

https://retina.news.mail.ru/pic/a0/05/image31900055_e1b7fc74315ef8838675e6a552bc7209.jpg

Пробоина в панели спутника SolarMax (NASA), сделанная осколком космического мусора


Проблема космического мусора не решится сама собой. Число только крупных обломков приближается к 20 тыс., а на Землю они выпадают в среднем по одному в сутки (в период солнечного максимума втрое чаще, из-за разогрева и расширения верхней атмосферы, а в периоды минимумов — втрое реже).


Но самое главное — синдром Кесслера уже сейчас играет большую роль в умножении числа мусорных объектов, чем новые космические запуски


Специалисты призывают (http://www.aerospace.org/cords/all-about-debris-and-reentry/space-debris-faq/) не паниковать, говоря, что реализация сценария, описанного Кесслером, не приведет к полной невозможности космических полетов, а лишь повысит их сложность и стоимость из-за необходимости постоянно маневрировать, уклоняясь от мусора. Также он не затронет высокие орбиты, куда большинству обломков не хватит энергии подняться. Но цены и риски в космонавтике и сейчас очень высоки. Если они еще возрастут, то космонавтика рискует окончательно утратить экономическую привлекательность. Поэтому сейчас все космические агентства озабочены поиском активных мер по борьбе с космическим мусором.