Вадим Романов - Мусор преграждает путь в космос
Осреднённые значения кривых Figurel для значений среднеквадратической ошибки о =1 экстраполированы для относительно крупных объектов размером более 10 см.
Из этого рисунка следует, что наиболее захламлёнными орбитами ОКИ, как и в настоящее время, будет относительно низкие LEO — орбиты. Количество мусорных экскретов на них через 100 лет может утроиться, а через 200 лет — усемериться.
Рост мусорных экскретов на более высоких орбитах МЕО и GEO ожидается менее интенсивным, однако также угрожающим РКТ в околоземном пространстве.
Количество объектов на орбите Земли постоянно и практически бесконтрольно увеличивается. Сегодня 90 процентов из 13 тысяч орбитальных объектов так называемого орбитального мусора способны разрушить космический аппарат, нарушить связь и нормальную жизнь многих миллионов людей.
Засорённость околоземного космического пространства техногенными объектами оказалось новым и довольно неожиданным явлением для человечества. Все объекты космического мусора потенциально могут взаимодействовать с активными аппаратами, нанося им ущерб различной тяжести в зависимости от размеров частиц и скоростей сближений с аппаратами. Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем.
Космонавт С.Кричевский считает [34], что… «надо прекратить тупиковое развитие космонавтики, когда создаются крупные объекты, которые затем превращаются в мусор, сжигаются в атмосфере и тонут в Мировом океане, загрязняя Землю. Давно пора понять, что это самоубийственная практика. Космические объекты, материалы, энергию и средства, потраченные на создание и выведение их на орбиту, надо использовать для самих космических полётов. Будет двойная выгода: экологическая и экономическая. Но для этого необходима адекватная экологическая политика в сфере космической деятельности, а не тупая коммерциализация, которая осуществляется с грубым нарушением экологического законодательства в России, США и во всех других космических державах».
И далее:… «Космическая деятельность на сегодня антиэкологична. Я считаю, что необходимо ввести международный мораторий на сжигание в атмосфере Земли и затопление в Мировом океане крупных космических объектов и их фрагментов, разработать и ввести в действие законодательные акты для внедрения экологобезопасных технологий на полном жизненном цикле существования крупных космических объектов, подобных «Миру» и МКС…Уверен: ужесточение экологических требований к пилотируемым полетам, экологизация ракетно-космической техники дадут новый мощный импульс развитию космонавтики. А если этого не произойдет, неизбежен технологический, экономический, экологический и социальный тупик на космическом пути».
Жизнь так устроена, что невозможно что-либо сделать, не производя мусорные экскреты, то есть не загружая пространство отходами, отбросами и мусором. Космическая деятельность — не исключение. В обществе появилось осознание того, что количество мусора "в небесах" надо как-то сокращать, и уж во всяком случае, не наращивать. Принимаются меры, чтобы с этой задачей справиться. Ежегодно в рамках ООН проходят обсуждения, касающиеся стратегии исследований ОКП и Космоса, и на каждом присутствует вопрос о мусоре.
Уже действует международное законодательство, ограничивающее количество мусора при запусках ракетной техники. Раньше, чтобы освободить запущенный спутник от крышки, болты просто взрывались специальным зарядом, что порождало множество мелких осколков. Теперь — никаких болтов, — только пружины и замковые устройства. В результате крышка просто откидывается в сторону. Летающих частей должно быть как можно меньше: лучше одна отдельная болванка, чем целый поток обломков [41].
Согласно другому международному договору, вышедший из строя спутник обязательно должен быть "убран" с орбиты. Для этого включается специальный механизм, выполняющий функцию отвода спутника в сторону.
Что касается методов борьбы с орбитальными свалками, то в данном случае наблюдается единомыслие представителей НАСА и Роскосмоса. Можно выделить два способа не допустить появления нового мусора на околоземном пространстве. Один из них — удаление с орбиты фрагментов ракет-носителей, используя остающееся на их борту топливо. Второй метод — увод космических аппаратов, отслуживших свой срок, на орбиты захоронения. По оценкам специалистов, срок существования таких аппаратов в этих точках орбиты может составлять сотни лет.
Роскосмос планирует в ближайшее время ввести обязательные безотходные стандарты космических программ. Конечно, это приведёт к удорожанию запусков, но все понимают, что проблему надо решать. В противном случае реализуется мрачный прогноз специалистов — ни один космический аппарат не сможет выйти даже на орбиту Земли.
Выше шла речь только о том "небесном мусоре", который образовался по вине человека, осваивающего космическое пространство. Но как было отмечено в разделе 5 книги, есть ещё и "космический мусор", который допустила в ОКП сама природа. Он представляет собой, в основном, метеороиды — разноразмерные осколки естественно разрушившихся планет и других космических тел, несущихся в межпланетном пространстве. Считается, что не менее половины спутников, запущенных к Марсу, с большой долей вероятности, были погублены именно метеорными потоками.
Суммарное количество метеорного вещества в ОКП оценивается сотнями миллионов тонн. Крупные фрагменты космического мусора (более 1 метра) отслеживаются системами контроля Космоса, однако повлиять на их движение невозможно, поэтому пока остаётся лишь следить за происходящим. Ещё не придуман способ, с помощью которого можно эффективно и надёжно удалять космический и орбитальный мусор. Но человечеству придётся решать эту непростую проблему, так как через опасное "мусорное" облако проходит любая ракета, стартующая с Земли, другого пути в околоземное пространство и в Космос не существует. Сегодня пришло время переосмыслить весь процесс разработки, производства, эксплуатации космической техники на полном жизненном цикле [33]. Всё это не пустые слова, а вполне реальные, осуществимые вещи. Скажем, отказ от токсичных компонентов топлива в первую очередь означает полное прекращение применения несимметричного диметилгидразина (гептила) — токсиканта первого класса опасности. В космической деятельности России необходимо запретить его использование в ракетах-носителях, разгонных блоках и космических аппаратах, взамен внедрив альтернативные, более безопасные виды топлива. Такими топливами могут быть, прежде всего, водород-кислородное, а также принципиально новое топливо — "нанотопливо", полученное с применением нанотехнологий.
У человечества нет выбора — использовать при ракетно-космической деятельности природоохранные технологии или обойтись без них. Без инноваций в космической технике превратится в гигантскую помойку не только родная планета, включая околоземное космическое пространство, но и вся Солнечная система.
Заключение
Космическая деятельность относится к опасным видам деятельности. На раннем этапе развития ракетно-космической техники основное внимание уделялось созданию собственно техники. По мере появления современных ракетно-космических комплексов, увеличения частоты пусков, накопления опыта эксплуатации ракетно-космической техники пришло понимание опасности космической деятельности, её негативного влияния на окружающую природную среду, возможности крупных материальных и финансовых ущербов при авариях и катастрофах, вреда жизни и здоровью обслуживающего персонала и населения. Аварии и катастрофы изделий ракетно-космической техники вызывают тяжелые финансовые последствия для предприятий ракетно-космической промышленности. Они, как правило, сопровождаются значительными материальными и финансовыми ущербами, гибелью людей и нанесением вреда окружающей природной среде.
Казалось бы околоземное космическое пространство огромное и мусор в нём пренебрежимо мал по массе и объёму. Чем же орбитальный мусор так опасен? Прежде всего, это вопрос безопасности, ведь современная защита космических аппаратов способна выдержать попадание микрометеоритов и техногенных частиц диаметром лишь до 1 см. Даже если исключить из списка угроз мусор, за которым следят с Земли, останется более 50 тыс. опасных частиц мусора диаметром больше 1 см, которые движутся с огромными скоростями. Любая из них может неожиданно пробить борт космического аппарата и вызвать разрушения, сравнимые с попаданием в него бронебойного малокалиберного снаряда.
При сохранении современных темпов космической деятельности и используемых технологий по прогнозам учёных ожидается удвоение орбитального мусора к концу следующего столетия, что вплотную приблизит содержание мусора к уровню лавинообразного его размножения из-за взаимных столкновений.
