Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2006 № 08

За последние десятилетия на орбите скопилось немало космического мусора — обломков ракет-носителей, вышедших из строя спутников… Собираются ли что-то с ними делать?

Алексей Смирнов,

г. Санкт Петербург

Недавно астрономы Пулковской обсерватории удивили специалистов всего мира, обнаружив в туче космического мусора на орбите два спутника-шпиона, старательно запрятанных туда американцами. Те справедливо полагали, что среди многочисленных обломков никто не заметит объектов размерами не более нотной тетради каждый. Однако наши специалисты сумели-таки выявить шпионов. Американцам оставалось лишь развести руками и согласиться» что пулковские астрономы — одни из лучших в мире.

Однако наши астрофизики не гнались за похвалой. Их больше беспокоит то обстоятельство, что Пулковская обсерватория, основанная еще в 1839 году и заслужившая авторитет точностью своих измерений, постепенно остается не у дел. Само ее расположение — на севере, где не часто бывают безоблачные ночи, в пригороде Санкт-Петербурга, ночное освещение улиц и проспектов которого дополнительно мешает наблюдениям, ведет к тому, что вскоре обсерватория может стать бесполезной. К тому же инструменты обсерватории давно не обновлялись и сейчас представляют разве что исторический интерес. Вот специалисты Пулкова и нашли себе дело, имеющее практическое значение.

Астрономы Пулковской обсерватории стали настоящими детективами.

Свалка же на орбите образовалась из-за того, что начиная с первых космических полетов в космос вместе с полезной нагрузкой выводятся еще и части ракет-носителей, обтекатели, пустые баки и т. д. Оставленные без присмотра, они время от времени сталкиваются друг с другом, дробятся. И со временем на орбите образовался целый рой космических обломков, начиная с микроскопических и кончая крупными, диаметром в несколько метров.

Однако из-за того, что эти обломки имеют скорость порядка 8 км/с, столкновение даже с самыми незначительными из них несет серьезный риск. Сантиметровый обломок металла способен нанести разрушения, сравнимые со взрывом артиллерийского снаряда, утверждают специалисты.

Между тем даже лучшие радары способны засечь обломок величиной не менее 10 см. Поэтому, несмотря на то что бортовые радары неустанно прочесывают пространство на 50 км впереди движущегося «шаттла», риск столкновения все же существует. Правда, за полувековую историю космических полетов пока зафиксирован лишь один случай достоверного выхода из строя спутника из-за столкновения с обломком на орбите — в 1995 году французский спутник-шпион «Сириус» столкнулся с фрагментом ракеты-носителя и вышел из строя.

Однако замечено, что те же «челноки» практически из каждого полета возвращались с царапинами на стеклах и выбоинами на обшивке. Еще 20 лет тому назад, на третий день первого полета космического «челнока», капитан Фредрик Хокк из кресла второго пилота заметил, как в толстом лобовом стекле появилась темная точка и от нее разбежалась тонкая паутинка микротрещин.

Уже на Земле анализ показал, что в точке содержатся следы алюминия и титана. Судя по всему, в стекло ударил крошечный кусочек облупившегося лакокрасочного покрытия с какой-то ракеты. Если бы кусок был массивнее, стекло могло не выдержать, заключили эксперты. Причем в будущем угроза таких столкновений существенно возрастет, так как число спутников на околоземных орбитах быстро увеличивается. А с ними случается всякое. Так, 21 ноября 2000 года российский спутник «Космос-2367» рассыпался всего в 30 км от между народной космической станции.

«Если мы ничего не предпримем в ближайшие десятилетия, — говорит Николас Джонсон, возглавляющий сектор исследований космических обломков в Хьюстоновском центре космических полетов имени Джонсона, исправлять положение будет сложнее. Нам необходимо подумать о том, как прекратить засорение космического пространства, найти какие-то способы уборки уже имеющегося мусора»…

В самом деле, если в 1961 году службы слежения обнаружили только 50 ракетных обломков, то сейчас их насчитывается уже более 10 000. И это только тех, что имеют более 10 см в поперечнике. Счет же обломкам от 1 до 10 см можно вести на сотни тысяч.

Сегодня эксперты рассматривают несколько вариантов возможного исправления ситуации. Карстен Видеман, эксперт Института аэрокосмических исследований при Брауншвейгском техническом университете, например, полагает, что самое важное — это не допустить дальнейшего накапливания обломков на орбите, иначе в скором будущем полеты на низких околоземных орбитах станут попросту технически невозможными.

Пытаясь уменьшить опасность столкновения, исследователи сейчас предлагают остатки ракетного топлива, остающегося в последних ступенях ракет-носителей, выбрасывать в космос, где оно должно распылиться. Необходимо также заблаговременно разряжать батареи посредством их короткого замыкания. Ведь большая часть мусора, как показывает статистика, образуется как раз в результате незапланированных взрывов при столкновении ступеней ракет и прочих космических объектов между собой.

Чтобы обнаруживать подобные объекты и обломки как можно раньше и в большем объеме, Видеман предлагает вывести на орбиту специальные телескопы, которые смогут идентифицировать обломки величиной даже в несколько миллиметров, практически неразличимые с Земли.

Для очистки приземного пространства от уже имеющегося космического мусора на орбиту хотят запустить несколько роботов-мусорщиков, каждый из которых снабжен щупальцами наподобие осьминога. Диаметр охвата таких щупалец составит около 14 м.

По словам Саши Махала, сотрудника штутгартской фирмы OAF Sisterns, при подлете к объекту робот сначала вычислит оптимальную позицию для захвата. Поскольку большинство объектов в космосе беспорядочно вращается, робот, захватив объект своими щупальцами, затормаживает его. После этого производится дальнейшее сближение и стыковка робота с объектом при помощи автопилота.

После того как добыча надежно заарканена, спутник включит собственные маневровые двигатели и транспортирует добычу на другую орбиту. В зависимости от конкретных обстоятельств она может проходить либо значительно выше нынешней (и тогда объект останется в космосе навечно), либо, напротив, орбита будет выбрана такой низкой, чтобы обломок в ближайшее время сгорел в плотных слоях атмосферы. После этого робот выпустит добычу из щупалец и покинет «орбитальное кладбище», чтобы начать охоту за новым объектом. Ведь ионный двигатель такого робота рассчитан на 30 подобных операций.

В настоящее время ведутся работы по созданию демонстрационной модели подобного робота-мусорщика. Если испытания пройдут удачно, космический мусорщик будет запущен на орбиту через 3–4 года.

Пока же наши специалисты предлагают изыскать пользу из создавшегося положения. Согласно одному из проектов, тучами измельченного мусора можно прикрыться от прямого солнечного излучения и таким образом смягчить последствия начавшегося глобального потепления. Так что и от космического мусора может быть польза…

Станислав СЛАВИН

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА

«Лунный тормоз»

Издавна человечество обеспокоено появлением новых и расширением старых пустынь. Причин их образования много. В частности, как полагают американские исследователи, появлению новых пустынь способствует и… Луна.

Как известно, Луну на ее орбите удерживает сила притяжения Земли. Однако, в свою очередь, и наш спутник притягивает Землю. Поэтому все, что находится на ночной, обращенной к Луне стороне нашей планеты, становится несколько легче. В результате притяжения Луны в Мировом океане, а также на суше возникают приливные горбы.

Когда мы наблюдаем, как приливная волна набегает на морской берег или проникает в низовье реки, то мы обманываемся: в действительности же приливные горбы остаются на месте, не изменяя своего положения относительно Луны. Но поскольку сама наша планета имеет суточное вращение вокруг собственной оси, происходит перемещение приливных горбов по ее поверхности.

При этом из-за энерции перемещение приливного горба, как по воде, так и по суше, отстает от вращения Земли примерно на четверть оборота. И эта дополнительная «горбовая масса» вызывает незначительное торможение Земли. «Лунный тормоз» безотказно срабатывает в течение многих миллионов лет, увеличивая продолжительность каждого последующего дня. Правда, речь здесь идет о таких ничтожных долях секунды, непосредственное измерение которых даже не представляется возможным. Однако в космическом интервале времени выясняется, что эффект торможения все же чувствуется.