Почему в настоящее время говорят об опасности космического мусора кому он угрожает

Обновлено: 30.06.2024

С середины XX века человечество стало осваивать ближний космос. За несколько десятилетий было запущено почти 15 тысяч летательных аппаратов. Годы исследований не прошли бесследно – на орбите образовался космический мусор.

Справка. Сегодня над Землей летает более 175 млн. фрагментов мусора, массой 635 тонн.

Причины и источники возникновения

Изучение космоса началось с запуска искусственных спутников, аппаратов-зондов. Постепенно устаревшее оборудование приходит в негодность, при встречах с метеоритами аппаратура получает повреждения, теряет части или взрывается.

Космос необитаем, но количество отходов неуклонно растет. Мусор, летающий вокруг Земли – это следы антропогенной деятельности человека. Космические державы такие, как Российская Федерация, Соединенные штаты Америки, Китай производят около 90% металлических отходов.

К основным источникам космического мусора относят:

Неисправные геостационарные зонды.
Осколки шрапнелей, оставшихся от взрывов.
Блоки.
Фрагменты покрытия летательных аппаратов.
Обломки крепежей, болтов.
Части спутников.
Радиоактивные объекты.

Космический мусор несет реальную угрозу землянам.

Справка. Основные отходы происходят от столкновений и взрывов космических объектов, потери фрагментов, отработанных ступеней ракетоносителей.

От взорвавшихся ступеней индийской ракеты в 2003 году, находившей на высоте 800 км над Землей, осталось 350 больших обломков. В 2007 году Китай уничтожил спутник, который раскололся на 155 тысяч частиц мелкого мусора. Они будут засорять ближний космос, и висеть над планетой несколько десятилетий.

Опасность космического мусора

Ученые обеспокоены тем, сколько опасного мусора накапливается в космосе. Каждый год в атмосферу Земли входит до 130-150 тонн отходов. Мусор, находящийся на высоте 350-450 км, не представляет большой угрозы для землян. Он сгорает в верхних слоях за 2,5-3,5 года.

Отходы, представляющие опасность, находятся на геостационарном орбитальном уровне. Здесь они могут зависать до нескольких столетий. Их столкновение с одним космическим аппаратом увеличивает объем общего мусора до 7%.

Справка. Два столкнувшихся космических объекта в 2009 году образовали более 200 тысяч осколков. Они увеличили общее число мусора на орбите на треть.

Чтобы нанести серьезное повреждение и вывести из строя оборудование достаточно фрагмента размером около 1 см. Например, жевательная резинка, попавшая на орбиту, способна повредить стенку орбитальной станции МКС.

Каждый вид мусора опасен:

для работающих спутников;
зондов;
для планеты и человека.

Людям всех стран нужно объединиться и искать пути решения проблемы, чтобы уберечь Землю от опасности, которую несут космические отходы.

Угроза для работающих спутников

Мусор вращается на орбите со скоростью до 35 тыс. км/ч, представляя угрозу для работающих спутников. Ежегодно от него погибают 3-4 аппарата.

Дополнительная информация. В январе 2013 года российский научный аппарат, столкнувшись с частицей всего 0,018 г, которая летела со скоростью 8 км/ч, раскололся на части.

Ученых “Роскосмоса” беспокоит явление “каскадного эффекта”, когда обломки одного разбившегося аппарата, повреждают другие спутники. Результатом цепной реакции станет рост количества вышедшего из строя оборудования. Это приведет к исчезновению интернета, телекоммуникационной отрасли.

Отходы могут повредить космический корабль. Начало 2000-х годов едва не стало катастрофическим для орбитальной станции. Космонавтам пришлось совершать маневры, чтобы избежать столкновения с прибором весом до 7 кг, который потеряли американские астронавты. Такие сложные пируэты приходится выполнять по несколько раз за год.

2016 год – осколок диаметром в тысячную долю миллиметра, врезавшийся в иллюминатор станции МКС, образовал вмятину размером 7мм. Растущий объем космического мусора, через несколько десятилетий сделает невозможным запуски спутников и ракет.

Угроза для Земли

Пока вероятность массового падения мусора на поверхность Земли мала. Но его растущий объем, увеличивает угрозу. Американка в штате Оклахома получила ранение плеча в 1997, осколком топливного бака.

Ближний космос настолько засорен отходами, что крупные обломки могут долететь до поверхности. До сих пор этого удавалось избежать, они сгорали в атмосфере или падали в океаны.

Об угрозе свидетельствует случай падения ступени американского носителя недалеко от столицы Зимбабве майским днем 2013 года. Из-за расчетных ошибок они не сгорели при входе в атмосферу. Самое верное решение – затеять общую уборку силами космических держав.

Способы решения проблемы

Для борьбы с космическим отходами предлагаются различные методы, но решение пока не найдено. Способы требуют больших затрат или уровень развития науки не допускает их выполнения. Самые известные из них:

сбор отходов;
утилизация на орбите захоронения;
коррекция траектории полета отходов.

Первый метод предполагает сбор обломков специальной сетью, и транспортировку для захоронения на высоте 235-240 км. Эксперимент со сбором 700-метровой сеткой пытались провести японские ученые, но попытка не удалась.

При лазерной коррекции траектории, наведение луча в течение 1,5-2 часов ежедневно на каждый осколок изменило бы его путь. Для создания одной установки нужны десятки миллионов долларов. Учитывая объем космических обломков, такой метод выполнить нереально.

Идея с прикреплением к каждому обломку двигателя и отправка на утилизацию, выглядит фантастично.

США запустили государственную программу по обнаружению космической опасности. Отправили 6 аппаратов для наблюдения за летающими фрагментами. РАН (Российская Академия Наук) настаивает, что Россия должна подключиться к такой же программе. Наблюдения с Земли не дают результатов, радары не отслеживают движение отходов зоны геостационарной орбиты.

Внимание! В 2019 году на поверхность Земли упало 76 тонн мусора, из них 66 тонн – это отработанные ступени носителей.

С 2019 года Российская Федерация приняла проект национального стандарта по борьбе с засорением ближнего космоса. Из документа следует, что космическое оборудование нужно строить, чтобы исключить образование мусора.

Спутники и зонды должны включать самоликвидацию только при входе в атмосферу. Тогда они смогут сгореть в ней. Запускаемая аппаратура должна находиться на орбите не более 20-25 лет, а затем автоматически уходить выше для захоронения.

Заключение

Космический мусор – ставит под угрозу освоение космоса, несет реальную опасность для аппаратов и человека. Атмосфера сжигает мелкий мусор, крупный, выгорая, не всегда долетает до земной поверхности.

Тем не менее, объемы космических отходов каждый год увеличиваются на 1,5-2%, что угрожает массовым падением на землю. Это говорит, что нужно принимать срочные меры для создания системы по очистке космоса.

Чем больше различных спутников и ракет запускается в космос, тем больше обломков и частиц остается на орбите в виде мусора. Туда же можно отнести поврежденную мелкими космическими телами или сломавшуюся по другим причинам спутниковую аппаратуру. С каждым годом проблема космического мусора становится все более угрожающей.

Проблема космического мусора

Озаботиться проблемой космического мусора пришлось в первую очередь потому, что даже мельчайшие детали на большой скорости могут повредить действующие объекты и даже нанести вред МКС. Факторов, влияющих на образование мусора в космосе, несколько.

Причины возникновения и основные источники

Космический мусор на орбите появился в то же время, когда человечество начало осваивать космос и были запущены первые спутники. Произошло это в 50-х годах прошлого столетия. И вот уже несколько десятков лет космос наполняется отработавшими ступенями ракет, неисправными спутниками и прочими мелкими деталями. Три крупнейшие державы – Россия, Китай и США практически в равной степени загрязняют космос, как самые активные участники его освоения.
Даже ходит легенда о том, что американцы сначала выбросили на Луну мешок с мусором, а только потом вышли сами.

У всего космического мусора вполне земное происхождение, несмотря на его неоднородность.

Сколько мусора в космосе

Данные об истинном количестве мусора на орбите разнятся. Потому что каждое исследование рассчитывает долю загрязнения объектами определенных размеров. Вот и получается, что больших обломков летает несколько тысяч (около 30 тысяч размером более 10 см), а мелких частей от сантиметра и меньше — десятки миллионов. И каждая из них несет в себе угрозу.

Опасность космического мусора

Главная опасность космического мусора – угроза повреждения и выхода из строя действующих спутников, которых на орбите более 1000, и угроза МКС. Любая, даже мельчайшая деталь, может нанести вред и привести к миллиардным убыткам. Плюс выход из строя спутника скажется на определенных процессах и работах на Земле. Терять такие суммы ни одно государство не хочет и потому активно ведутся работы и исследования на тему очищения космоса от обломков, пока они не закрыли доступ на орбиту окончательно.

Как бороться с космическим мусором

Все крупнейшие страны мира участвуют в разработках средств борьбы с мусором на орбите, от создания специальных роботов до изобретения модулей самоуничтожения, которые будут сжигать отделившиеся части ракеты. Разрабатываются гарпуны, сети, уборщики.

Поднимался также вопрос о переработке орбитальных отходов, но не стоит забывать специфичность материалов и проблему их сбора и доставки на землю.

Уборка космического мусора

Вопрос уборки мусора на орбите стоит очень остро. Главное затруднение вызывает большая скорость движения частиц – более 7 км/сек. На такой скорости частицы несут огромную угрозу в том числе и уборочной технике. Даже капля краски в этих условиях способна пробить оболочку скафандра. Что уж говорить об элементах из металла.

Низкоорбитальные обломки под действием силы притяжения сами в течение нескольких месяцев выходят с орбиты и сгорают в атмосфере, а вот элементы, движущиеся выше, могут находиться там сотнями лет. Потому вопрос уборки космического мусора очень важен.

Основные методы

Ученые работают в трех направлениях по очистке орбиты от мусора:

утилизация на месте;
изменение траектории движения в сторону Земли с дальнейшим сгоранием в атмосфере;
сбор с последующим вторичным использованием и переработкой деталей.

Крупнейшие мировые державы тратят миллиарды на запусти спутников и ракет, потому возможность их многократного использования даст существенное снижение затрат в области изучения космоса.

Разработки специальных уловителей также активно ведутся во многих государствах. Собранный мусор при этом предлагается направлять к Земле, где он сгорит в атмосфере. Не меньше внимания уделяется крупным обломкам, способным преодолеть расстояние до земли и нанести ущерб людям. Поэтому все крупные остатки спутников и ракет находятся под постоянным наблюдением ученых.

Уничтожение мусора лазером также рассматривалось как один из способов утилизации, но оказалось, что лазер способен только изменить траекторию движения обломков. Но технология изучается до сих пор, так как изменяя траекторию, можно направлять куски мусора в атмосферу земли.

Космический мусор, горящий в атмосфере, не несет вреда окружающей среде и человеку. Поэтому многие разработки направлены на то, чтобы собирать детали и отправлять их гореть.

Таким образом, проблема мусора актуальна не только на Земле, но и далеко за пределами. И тот факт, что космические обломки не видны невооруженным глазом, еще не говорит о том, что проблему можно игнорировать.

Видео: Правда о космическом мусоре

Процесс освоения космического пространства, практически начавшийся в середине 20 века, обычно представляется с положительных сторон как новый этап развития научно-технологического знания. Однако уже после запуска первого спутника параллельно начался и совсем другой негативный процесс, связанный с засорением околоземных орбит. Искусственный мусор в космосе представляет массу угроз как для космических аппаратов, так и для Земли.

Источники космического мусора

Под мусором в данном случае понимаются производные техногенного характера, которые весьма разнообразны, но связаны с непосредственной деятельностью человека. К примеру, метеороиды естественного происхождения не представляют опасности в отличие от техногенных отходов, создающих угрозы по причине своего длительного нахождения на околоземной орбите.

Вам будет интересно: Семейство осоковые: особенности, классификация и значение

Итак, откуда в космосе мусор, представляющий опасность? Его большая часть представляет собой образующиеся при запусках спутников и выводах других аппаратов на орбиту. В таких процессах обязательно задействуются сопутствующие пилотируемые или автоматические корабли, которые оставляют после себя технические объекты и расходные материалы. Наиболее опасным источником загрязнения такого рода является разрушение спутников и кораблей на орбите, в результате чего в космосе остается неуправляемое оборудование и конструкционные части летательных аппаратов. Сами по себе фрагменты после крушений техники или в процессе запланированного выброса отходов не представляют серьезную угрозу в единичном числе. Однако при длительном накоплении образуются крупные объекты, зачастую имеющие высокий радиоактивный потенциал, что затрудняет их уничтожение.

Вам будет интересно: Как выглядела Нефертити на самом деле: описание, история и интересные факты

Мониторинг космического мусора

Вам будет интересно: Куда и как направлен импульс силы?

Существующие опасности, связанные с наличием космического мусора, обуславливают и необходимость постоянного исследования околоземных орбит. Специальные аппараты сканируют техногенные отходы по нескольким характеристикам, в числе которых размер, масса, форма, скорость движения, траектория, состав и др. В зависимости от величины расстояния от Земли применяется определенное оборудование. К примеру, низкая околоземная орбита системы LEO условно охватывает дистанцию от 100 до 2000 км. В этом спектре действуют радиотехнические, радиолокационные, оптические, оптикоэлектронные, лазерные и другие устройства для наблюдения за космическим мусором. При этом разрабатываются и специальные алгоритмы для анализа полученной на данных аппаратах информации. Для объединения множества фрагментарных данных применяются сложные математические вычислительные модели, дающие относительно цельную картину происходящего на конкретном участке наблюдения.

Распределение мусора в околоземном космическом пространстве

Вам будет интересно: Финансовый университет, магистратура: проходной балл, программы и сроки обучения

Мониторинг космического пространства свидетельствует о неравномерном распределении мусора разных типов по орбитам. Наибольшие скопления отмечаются в низкоорбитальной области – в частности, по сравнению с высокими орбитами разница в показателях плотности может быть тысячекратной. В то же время наблюдается взаимосвязь плотности скоплений с размерами частиц. Пространственная плотность среднеразмерного мусора обычно ниже на высоких орбитах, чем на низких в меньшей пропорции по сравнению с крупнофракционными элементами.

На характеристики распределения космического мусора вокруг Земли влияет целый ряд факторов, среди которых особенности происхождения. Например, мелкие фрагменты, образовавшиеся в результате разрушения частей станции или спутников, имеют нестабильные вектора скоростей. Что касается крупного мусора, то он благодаря высокой динамике способен достигать больших высот до 20 000 км, а также распространяться в области геостационарного кольца. На уровне 2000 км наблюдается неравномерное распределение с точками повышения плотности на высотах 1000 и 1500 км, в частности. К слову, наиболее засоренной является геостационарная орбита, причем в ее же области фиксируется высокая склонность мусора к дрейфу.

Тенденции развития процесса засорения космоса

Специалистов, занимающихся изучением космоса, в большей степени беспокоят не текущие угрозы, а потенциал засоренности околоземных орбит. На данный момент исследования позволяют говорить об увеличении темпов загрязнения на 4-5% за год. Причем роль запусков космических аппаратов до сих пор достоверно не оценена с точки зрения роста популяции инородных тел на разных орбитах. Прогнозированию поддаются крупные объекты, но, как уже отмечалось, ограниченность информации о мелком мусоре даже в ближнем космосе не позволяет с высокой долей объективности говорить о характеристиках массового засорения. Несмотря на это, ученые делают два однозначных вывода о мелком мусоре:

Объем мелких частиц, которые образуются в результате разрушений, стабильно возрастает вместе с увеличением числа столкновений. И в лабораторных условиях, и в теоретических исследованиях было показано, что мелкие осколки составляют значительную долю элементов, отделяющихся от объектов разрушения.
Очень маленькие частицы в виде тех же продуктов столкновений в большей степени подвержены негативным влияниям внешних сил. Эффект деградации при нахождении мусора в агрессивных условиях длительное время снижает вероятность достоверной оценки относительно будущего подобных скоплений.

Очевидно, что проблемы нахождения мусора в космосе будут только усугубляться, что требует принятия соответствующих мер. Но даже при условии полной остановки проектов, связанных с космической деятельностью, околоземная орбита будет продолжать засоряться в результате столкновения существующих элементов загрязнения с естественными частицами. По инерции данный процесс будет продолжаться еще как минимум 100 лет.

Виды последствий космического засорения

К наиболее опасным негативным последствиям от влияния космического мусора можно отнести следующие:

Экологический ущерб для Земли. Само по себе наличие техногенного мусора в пределах околоземной орбиты влечет изменение экологического фона и нарушает первозданную чистоту среды нахождения. По данным астрономов-наблюдателей, уже сейчас прогрессирует процесс снижения прозрачности околоземного пространства, что также объясняет наличие помех для работы радиотехнического оборудования. Непосредственно для Земли можно отметить опасность падения компонентов с топливными материалами, обеспечивающими работу реактивных двигателей.
Падение мусора на Землю. Даже без радиоактивного эффекта падение техногенных отходов из ближнего космоса может привести к катастрофическим последствиям. На сегодняшний день наиболее крупные приземлившиеся объекты имели массу не более 100 т, но серьезных угроз для планеты это не представляло. С другой стороны, по мере увеличения интенсивности засорения околоземной орбиты и этот сценарий будет становиться все более мрачным.
Опасность космических столкновений. Не стоит недооценивать вред космического мусора для используемой в обеспечении полетов техники. Те же удары крупных и малых частиц могут приводить к существенным нарушениям в работе аппаратов, а большие аварии ставят под угрозу перспективы реализации дорогостоящих амбициозных проектов.

Системы оценки повреждений при столкновении с мусором

В первую очередь применяется уже сложившаяся практика анализа воздействий на поверхности космических аппаратов путем внешнего осмотра самими космонавтами. Как говорилось выше, результаты подобных исследований могут в дальнейшем использоваться и для определения характеристик мусора. Однако наиболее точную аналитическую информацию дают только лабораторные испытания, в которых на целевые материалы оказывается искусственное воздействие. Имитация столкновения техники с мусором в космосе реализуется за счет сверхскоростных ударов. Далее посредством компьютерного и цифрового моделирования обрабатываются полученные данные с анализом характеристик повреждения и механики воздействия на целевой объект. В числе основных показателей выделяются такие свойства, как прочность, сохранение функциональности, живучесть отдельных компонентов, степень образования осколков и т. д.

Определение уровня угрозы космического мусора

Вам будет интересно: Основные законы газов в физике: Бойля-Мариотта, Шарля, Гей-Люссака, Авогадро и Клапейрона-Менделеева

Еще на этапах проектирования орбитальных станций и космических комплексов учитывается возможность столкновения с мусором разного типа. Для расчета оптимальной конструкционной надежности используются данные о конкретной среде, где будет применяться аппарат. При этом неточность экспериментальных и аналитических методов оценки угроз по-прежнему является существенной проблемой. Мусор в космосе можно исследовать только с определенной степенью допущений, что затрудняет задачи конструкторов, которые должны соответствующим образом готовить технику к столкновению на высоких скоростях. Для примерной же оценки угрозы используется понятие общих потоков космического мусора, который потенциально может встретиться на пути движения аппарата. В дальнейшем выводятся данные о плотности потока, скорости, углах атаки и количестве ожидаемых ударов.

Способы снижения угроз от мусора в космосе

Относительно низкий уровень мониторинга и определения характеристик космического мусора с его прогнозированием – лишь часть проблем. На современном этапе перед специалистами стоит целый ряд вопросов, связанных с уменьшением рисков негативного воздействия техногенных отходов в космическом пространстве. Сегодня рассматривается два направления решения этой проблемы. Во-первых, это общее сокращение полетов, а также минимизация технологических процессов, влекущих засорение орбит на разных уровнях. Во-вторых, речь может идти о конструкционной оптимизации аппаратов с сокращением частей, которые потенциально могут стать космическим мусором. Отдельное внимание в системах контроля космического пространства сегодня посвящается загрязнению радиоактивными веществами. Это касается минимизации продуктов выхлопа двигателей вплоть до перехода на принципиально новые топливные ресурсы.

Перспективы борьбы с мусором в ближайшем космосе

Активная работа в направлении регуляции космической деятельности на общемировом уровне дает основания для оптимизма при оценке развития ситуации в будущем. Бережное отношение к чистоте орбитальных сред входит в концепции стратегических программ крупнейших государств, которые вносят наибольший вклад в дело борьбы с мусором в космосе. Уборка и увод малых и крупных частиц на орбиты-полигоны является одним из ключевых направлений в очищении космоса от техногенных загрязнений, но пока еще не существует эффективных методов реализации данной концепции. Это технологически сложная задача, поэтому основной упор на текущий момент все же делается на способы оптимизации деятельности человека в космосе.

Заключение

Только 6% из отслеживаемых с Земли космических объектов являются действующими аппаратами, все остальные в полной мере можно признать мусором. Размер обломков, остающихся после запусков, может быть не более 1 см, но из-за огромных скоростей вращения вокруг планеты столкновение даже с таким крохотным фрагментом может привести к фатальным последствиям для любого космического аппарата.

Космический мусор — результат каждого запуска ракеты с Земли

Всего на орбитах нашей планеты насчитывается неопределённое количество обломков. По разным оценкам их суммарный вес доходит до 5000 тонн, а общее число фрагментов — до 100 тыс., однако в каталогах отслеживания различных космических стран числится всего лишь 15–16 тыс. обломков. Все остальные орбитальные объекты потенциально могут угрожать освоению человечеством ближнего космоса.

Сколько мусора в космосе

В 2009 году сообщалось, что на низкой околоземной орбите, на высоте до двух тысяч километров, согласно различным оценкам, может находиться около 220 тысяч рукотворных объектов, масса которых суммарно достигает примерно 5 тыс. тонн. При этом посредством экстраполяции было установлено, что количество таких объектов, которые в диаметре превышают один сантиметр, достигает от 60 до 100 тысяч. При этом всего около десяти процентов подобных обломков было найдено и каталогизировано.

В 2020 году проводилась традиционная ежегодная Европейская конференция по вопросам проблем, связанных с космическим мусором. Больше трёхсот учёных из разных уголков мира пытались определить действенные методики борьбы с загрязнением околоземного пространства. По итогам конференции было объявлено приблизительно о 750 тыс. различных обломков, превышающих 1 см (в поперечном сечении), и ещё о 166 миллионах обломков больше 1 мм.

Важно! Скорость космического мусора на орбите относительно других объектов может достигать 10 метров в секунду. Такая высокая скорость означает, что объект несёт колоссальную кинетическую энергию и соударение с рабочими космическими аппаратами даже крохотного обломка повлечёт за собой серьёзные повреждения последнего, вплоть до полного его приведения в неработоспособное состояние.

Причины возникновения и основные источники

Первый мусор на околоземных орбитах появился с началом космической эры в 50-х годах XX столетия, когда на орбиту были доставлены первые спутники. Дальнейшее покорение ближнего космоса неизменно увеличивало количество мусора на околоземных орбитах.

Весь космический мусор имеет земное происхождение, однако сам по себе он неоднороден. Наименьшую долю в числе движущихся по орбите объектов имеют действующие космические аппараты (не более 6%). Все остальные объекты не представляют ценности и являются в полной мере мусором. Среди них порядка 20% — вышедшие из строя спутники и геостационарные объекты, 17% — разгонные блоки и отработавшие ступени ракет, оставшиеся примерно 55% — различные отходы космической деятельности и результаты столкновений и взрывов.

Больше всех засоряют космос Россия, США и Китай

Есть ли пути решения у этой проблемы? Кто и как будет убирать мусор на околоземной орбите?

МКС приходится регулярно маневрировать, чтобы избежать столкновения с летающими на орбите обломками

Правда, изучаются и другие способы поддержания околоземного пространства в чистоте, главным образом они направлены на снижение количества мусора:

К пассивным методам решения вопроса также можно причислить маневрирование на орбите, усиление корпусов спутников, оснащение их различными щитками и экранами.

В чём состоит опасность

Главную опасность представляет не сам по себе мусор, вращающийся по земной орбите, а столкновения с ним. Для запускаемых с Земли космических аппаратов столкновение даже с сантиметровым фрагментом может привести к фатальным последствиям, то есть выходу аппарата из строя, его разрушению и, следовательно, образованию нового мусора. Под угрозой оказываются не только и не столько запуск человека на Международную космическую станцию и научная программа МКС, но и коммерческие запуски. Выход из строя спутников из-за столкновения с космическим мусором — это уже реальность.

Наибольшую опасность представляют небольшие обломки, так как крупных можно избежать, своевременно заметив и пересчитав траекторию полёта космического аппарата.

Ещё одна опасность космического мусора, грозящая деятельности человечества, — это падение фрагментов на поверхность планеты. В отличие от орбитальных столкновений в этом случае основную опасность представляют крупные обломки — ведь именно у них есть шанс хотя бы частично долететь до поверхности, не сгорев в верхних слоях атмосферы. В такой ситуации остаётся лишь надеяться, что фрагменты упадут в пустынной местности, а не на какой-нибудь крупный город.

Крупные обломки космического мусора могу упасть на Землю, а это может привести к трагедии

Эффект Кесслера

Эффект (синдром) Кесслера — гипотетическая ситуация, при которой накопившийся на земной орбите мусор сделает ближний космос недоступным для человечества. Своё название синдром получил по имени консультанта космического агентства НАСА Дональда Кесслера, впервые детально представившего такой сценарий в своих исследованиях.

Суть эффекта Кесслера состоит в постоянно повышающейся плотности объектов на околоземной орбите и, следовательно, увеличении вероятности столкновения двух крупных объектов. Результатом такого столкновения должно стать образование множества более мелких осколков, таким образом, каждый из них также в дальнейшем может столкнуться с другими осколками. По мнению Кесслера, нарастание плотности космического мусора будет расти по экспоненте.

Особенно опасным считается крупный взрыв или столкновение на орбите Земли, в результате чего ближнее космическое пространство может быть полностью загрязнено осколками, и после этого космос для человека станет полностью недоступен.

Эффект Кесслера может сделать космос недоступным для человека
Согласно расчётам НАСА, уже в 2007 году на околоземной орбите (от 200 до 2000 км над поверхностью Земли) было достаточное для начала реализации сценария эффекта мусора. Вероятные крупные столкновения должны в среднем совершаться каждый 5 лет даже в том случае, если все дальнейшие космические запуски будут отменены.

Проблема засорения космоса мусором

Это интересно! Синдромом Кесслера, или каскадным эффектом, называют теоретический вариант развития событий, при котором космический мусор вокруг Земли возникает в результате столкновения различных объектов, которые также могут являться мусором в космосе.

Методы удаления космического мусора

Эффективных способов борьбы с космическим мусором человечество пока не разработало. Учёные предлагают несколько вариантов решения проблемы, однако каждый из них выглядит либо фантастически дорогим, либо нереализуемым в рамках современного состояния науки, а чаще всего соединяет оба этих недостатка. Однако, так как угроза космического мусора реальна, предлагаются наиболее реалистичные варианты очистки околоземного пространства. Среди них можно выделить три основных метода борьбы: сбор, утилизацию и коррекцию траекторий полёта.

Одна из самых рациональных идей, предложенных НАСА — использовать мощные наземные лазерные установки непрерывного действия. В качестве разновидности этого метода выступает использование космических лазерных установок.

Европейское космическое агентство разработало несколько альтернативных идей.

Сходная с лазерными установками концепция, в которой вместо них применяется реактивная струя. Обстрел реактивной струёй с Земли невозможен, так что для реализации потребуются мощные космические аппараты. Естественно, такая идея может быть реализована исключительно при обстреле крупных космических объектов, угрожающих планете или стационарным спутникам.
Захват мусора с помощью сети и дальнейшая транспортировка обломков на орбиту захоронения, превышающую геостационарную орбиту на 235 километров. Именно эта высота выбрана в качестве места утилизации отработавших своё спутников. Однако подобный эксперимент японских учёных с попыткой захвата мусора с помощью 700-метровой сети провалился в конце 2020 года.
Согласно ещё одной концепции транспортировку должен осуществлять космический аппарат, использующий солнечный парус в качестве источника энергии движения.
Ну и последняя идея связана с прикреплением к каждому отдельному обломку реактивного двигателя и транспортировка в ручном режиме крупных объектов на орбиту захоронения.

Сторонние концепции по борьбе с мусором и вовсе выглядят на сегодняшний день фантастическими и нереализуемыми при уровне современной научной мысли. Среди них:

применение роботов, транспортирующих мусор с орбиты на поверхность Земли;
воздействие на мусор облака вольфрамовой пыли, что увеличит вес каждого объекта и заставит их сойти с орбиты;
запуск специального спутника, чьим предназначением будет отлов мусорных обломков и т. д.

Как бы то ни было, человечеству придётся разработать реально действующую модель уже в ближайшие десятилетия.

Интересные факты

С космическим мусором связано несколько любопытных фактов, небезынтересных не только тем, кто напрямую занимается этой проблемой, но и для любого человека, интересующегося популярной наукой.

Скорость движения обломков в космосе очень велика, поэтому человеку тяжело бороться с космическим мусором

Космический мусор — новая проблема, с которой столкнулось человечество при освоении ближнего космоса. Однозначного решения стоящей перед главными космическими державами проблемы нет. Все основные методы избавления от космического мусора сталкиваются либо с излишней дороговизной, либо с невозможностью обеспечить эффективное техническое решение. Однако накопление мусора на геостационарной орбите уже сейчас может угрожать не только управляемым полётам на околоземное пространство, но и самим земным поселениям. Так что поиск путей решения проблемы — одна из главных задач, стоящая перед космическими державами в ближайшей перспективе.

Кто и как контролирует мусор в космосе

Есть огромное количество разнообразных методов, позволяющих находить орбитальные объекты в околоземном пространстве. Эти методы обычно делят на две группы:

оптические (с использованием оптических телескопов);
радиолокационные (с применением радиотелескопов).

Кроме того, помогать выявлять подобные объекты позволяют многофункциональные инструменты анализа космического пространства и оборонные системы. Инструменты, позволяющие проводить наблюдение за околоземным пространством в Советском Союзе и Соединённых Штатах Америки, были разработаны ещё в середине прошлого века. Подобные разработки применяются и во многих других государствах, в том числе странах Евросоюза. В свою очередь, существует группа программ национального уровня, предназначенных для обнаружения космических объектов и дальнейшего устранения мусора. Чтобы скоординировать деятельность подобных программ, была создана специальная международная организация – IASDCC.

Важно! В СССР активно разрабатывали систему по контролю космического пространства. Сегодня она учитывает орбитальные объекты, опираясь на показания Системы Раннего Оповещения и отдельных исследовательских лабораторий.

Читайте также: