Кто решит проблему космического мусора?

Пол М. Саттер — астрофизик из SUNY Stony Brook и Института Флэтайрон, ведущий программ «Спроси космонавта» и «Космическое радио» и автор книги «Как умереть в космосе».

Саттер опубликовал эту статью для журнала Expert Voices: Op-Ed & Insights. Существует более 20 000 известных и отслеживаемых фрагментов космического мусора, вращающихся вокруг Земли, каждый из которых движется со скоростью около 15 000 миль в час (24 000 км / ч).

Они представляют опасность для будущих космических миссий, и никто не пытается их убрать. Почему? Потому что это слишком сложно. В начале 1960-х годов военные США хотели разработать новый способ связи со своими войсками по всему миру.

Если противник разорвет подводные кабели, он сможет полагаться только на отражение радиосигналов от ионосферы, что было ненадежным методом. Решение времен холодной войны?

Программа под названием Project West Ford, план запустить в космос 480 миллионов крошечных кусочков медных иголок, что даст Земле искусственную ионосферу и надежный способ связи.

Однако после успешного запуска первой партии программа была отменена. Одна из причин — ускоренное развитие спутников связи. Во-вторых, все понимали, что отправлять в космос бесчисленные кусочки случайного мусора, вероятно, было плохой идеей.

С тех пор количество космического мусора только выросло. По данным НАСА, на околоземной орбите находится более 23000 объектов размером более 4 дюймов (10 сантиметров), еще полмиллиона объектов размером более 0,4 дюйма (1 см) и, возможно, на 100 миллионов меньше этого размера.

И там есть много чего: мертвый космический корабль, отработанные ракетные ускорители, потерянное снаряжение из космических миссий (включая перчатку, камеру, одеяло, гаечный ключ и, каким-то образом, зубную щетку), случайные обломки разбитого снаряжения, пятна краски, кусочки металла, замороженное топливо и много винтов и болтов. Космос становится беспорядочным и это делает жизнь опасной.

24 апреля 1996 года Организация противоракетной обороны США использовала ракету Delta II для запуска на орбиту инфракрасного спутника наблюдения. Примерно через год Лотти Уильямс из Талсы, штат Оклахома, занималась своими делами в парке, когда ее ударило в плечо осколок стекловолокна и алюминия длиной 6 дюймов (15 см).

Через несколько минут еще несколько частей второй ступени этой ракеты «Дельта II» разбились в паре сотен миль от нас. Уильямс стал первым (и пока единственным) человеком, которого поразил падающий космический мусор.

По оценкам, ежегодно на поверхность Земли попадает около 100 тонн космического мусора (хотя большая часть его попадает в океан и не представляет опасности для людей). В 2007 году Китай испытал свою противоспутниковую технологию, запустив массивную сверхскоростную пулю в метеорологический спутник.

Испытание сработало и на орбите было создано более 3000 единиц отслеживаемого мусора. В 2009 году предполагалось, что (функциональный) спутник связи Иридиум будет бесшумно переброшен с (нефункциональным) российским военным спутником Космос с запасом почти 2000 футов (600 метров).

Этого не произошло, и это одно событие вызвало еще одну лавину из 2000 обломков. Примерно раз в год Международной космической станции приходится маневрировать, чтобы избежать опасного куска мусора, в то время как астронавты в безопасности прячутся в капсуле «Союз». Как известно, космический шаттл собирал дыры и кратеры в окнах, радиаторах и тепловых плитках от столкновений с осколками краски.

Несмотря на их небольшой размер, невероятная скорость космического мусора наносит им серьезный удар, создавая очень реальный риск для будущих космических миссий. С запуском мегакозвездий широкополосных интернет-спутников от таких компаний, как SpaceX, OneWeb и Amazon, многие справедливо опасаются наступления «синдрома Кесслера», когда достаточное количество мусора вызывает достаточно столкновений, чтобы вызвать еще больше обломков, каскадом доходящих до орбиты Земли, небезопасная, непригодная для использования пустошь.

Лазерные метлы, ускорители, сети и гарпуны К сожалению, частные компании и национальные правительства не спешат действовать. Большая часть усилий сосредоточена в первую очередь на смягчении последствий и предотвращении образования космического мусора.

Например, ракеты должны израсходовать все свое топливо и реагенты, чтобы минимизировать риск неожиданного взрыва. И когда спутники подходят к концу своей жизни, они могут либо сходить с орбиты и сгореть в атмосфере, либо, если они находятся достаточно высоко, выйти на «орбиту кладбища» на сотни миль выше всего полезного.

Хотя эти стратегии смягчения последствий могут помочь контролировать распространение космического мусора, они ничего не делают для очистки того, что уже существует. Собственная атмосфера Земли будет делать часть работы, поскольку она тянет вниз что-либо на низкой околоземной орбите, но в зависимости от орбиты этот процесс может занять от нескольких месяцев до нескольких десятилетий.

Космические агентства и частные компании выдвинули множество идей по уборке. Специальные миссии могут подтолкнуть другие спутники вниз в атмосферу или на кладбище, используя технологию, старую, как сама цивилизация: гарпуны и сети.

Другие планы предусматривают использование наземных лазеров для нагрева одной стороны спутника, заставляя его сместить орбиту и попасть в атмосферу Земли. Но кроме наземного лазера, забавно прозванного «лазерной метлой», все предложения призывают к запуску новых спутников, что делает очистку спутников слишком дорогостоящей.

Кроме того, есть еще тот факт, что любая технология «очистки спутников» автоматически становится технологией «удаления вражеского спутника с неба». Это означает, что любое предложение быстро попадает в мутные воды обороны, международной дипломатии и милитаризации космоса. На данный момент наша лучшая стратегия — отслеживать, контролировать и предупреждать, используя сеть наземных и спутниковых обсерваторий, и скрестить пальцы.