Är rymdskräp så farligt? Var ska man börja rengöra banorna? Vilka juridiska problem behöver lösas för detta? Vilka projekt erbjuds? Korrespondenten för "RG" pratar om detta med Vladimir Agapov, en senior forskare vid Institute of Applied Mathematics uppkallad efter V. I. M. V. Keldysh, som är huvudorganisationen för Ryska vetenskapsakademin om rymdskrotproblemet.
Så de ledande rymdmakterna, från ord om faran för rymdföroreningar, bestämde sig slutligen för att komma igång. Pionjärerna kommer att vara japanerna, som kommer att testa ett sådant rengöringssystem i februari. Men är det verkligen så relevant? Trots allt, åren går, det pratas mycket om faran för sopor, men i stort sett har inga allvarliga olyckor hänt på grund av det. Kanske låta det flyga och inte behöver spendera mycket pengar?
Vladimir Agapov: Låt oss först ta reda på vad vi faktiskt talar om. Vad är rymdskräp? Enligt experter kretsar mer än 650 tusen olika objekt mer än en centimeter i storlek runt jorden. Av dessa spåras för närvarande bara stora, mer än 10 centimeter, varav det finns cirka 22 tusen. De andra hundratusentals är inkognito, "Mr. X". Men det finns ännu mindre, ungefär en millimeter, deras antal uppskattas till cirka 3,5 miljoner objekt.
Det mest obehagliga är att denna armada ständigt växer. Inte bara för att fler och fler fordon skickas ut i rymden, som i slutändan också blir skräp. Problemet är att "smutsen" i sig inte är passiv. Trots allt, de fragment som flyger med stor hastighet kolliderar med varandra, förstörs, vilket ger upphov till hundratusentals nya föremål i många år. Det är ingen slump att ISS och andra rymdfarkoster dras tillbaka från en trolig kollision med rymdslera med ökande frekvens.
Men när de pratar om att undvika kollisioner, då talar vi bara om tillräckligt stora fragment som ständigt spåras av speciella lokalisatorer och teleskop. Men det finns mycket mer liten placerare i omloppsbana, som ingen kan spåra, men som också är extremt farlig. Det är känt att efter landning avslöjades mikrosprickor av sådana kritiska dimensioner i de främre fönstren på ett antal rymdfarkoster att en fullständig tryckavlastning av rymdfarkosten nästan kunde inträffa. Genom att inse alla dessa problem har rymdmakterna nu dramatiskt intensifierat sitt arbete med att bekämpa rymdskräp. Här får inte tid slösas bort, situationen får inte komma till randen, när problemet är övermoget och det kommer att vara för sent.
Men japanerna är redan redo att vara de första som börjar städa …
Vladimir Agapov: Detta är inte helt sant. Det handlar bara om att testa ett av de många alternativen. Det råder ingen tvekan, det är viktigt, men snarare ändå, att uppmärksamma problemet. Innan vi tar konkreta projekt på allvar är det faktiskt nödvändigt att göra en inventering av allt rymdskräp. Var och vad flyger, hur farliga är dessa föremål. För närvarande har vi ingen fullständig bild. I låga banor, upp till tre tusen kilometer över jordens yta, "dinglar" cirka 80 procent av skräpet, högt och främst geostationärt, som ligger cirka 36 tusen kilometer över jorden, och i mellanliggande elliptiska banor - de återstående 20 procent.
Det verkar som om vi snabbt måste ta upp låga banor där lejonparten av skräp har samlats. Men å andra sidan är den geostationära omloppsbanan inte mindre viktig för oss - trots allt körs för närvarande cirka 430 fordon på den, varje kostar tiotals, eller till och med hundratals miljoner dollar. Tack vare dem har vi internet, satellit -TV och en mängd andra bekvämligheter. Och till skillnad från låga banor finns det bara en geostationär, och vi kan inte förlora en så unik naturresurs.
Det vill säga, innan du tar upp rymdmoppen måste du bestämma prioriteringar?
Vladimir Agapov: Naturligtvis. Och det är inte alls nödvändigt att börja med grov smuts. Det kan visa sig att den flyger där det inte finns några aktiva enheter. Det är bättre att inte röra sådana fragment inom en snar framtid, särskilt om de inte kolliderar med varandra. Men det räcker inte att peka ut en farlig gruppering, det är redan nödvändigt att förstå i den vad som är farligast. Det vill säga bygga ett prioriterat träd. Och först efter det börjar du spendera pengar på att rengöra banorna. Annars blir effekten av all denna rengöring knapp.
Eller kanske, parallellt, bör länderna komma överens för att inte skräpa alls? Stoppa föroreningar?
Vladimir Agapov: På initiativ av FN har ett antal sådana åtgärder tagits fram, som enats om av olika länder. Det finns några ganska uppenbara idéer här. Till exempel, om en satellit eller ett raketstadium har löst sig, måste de antingen tas ut ur denna bana till en lägre, varifrån de på grund av inbromsning kommer att sjunka och brinna upp i atmosfären. Eller till och med drunkna i havet. Detta gäller stora föremål, men det finns mycket fler bagateller som separeras när enheterna startas och under drift - alla slags muttrar, bultar etc. Den uppenbara lösningen är att skapa mönster så att ingenting separeras.
Men huvudleverantören av sopor är explosioner i omloppsbana. Orsakerna är väldigt olika. Oftast exploderar restbränsle. Faktum är att bränslekomponenterna, inklusive självantändliga, förblir i raketstadiet efter att satelliten har satts i omloppsbana. Så länge tankarna är intakta händer inget fruktansvärt, men om, till exempel, en mikrometeorit bryter igenom väggen inträffar en explosion och steget går sönder i tusentals små bitar. Därför, efter avslutat flygprogram, rekommenderas det att öppna specialventiler för att tömma bort det återstående bränslet i form av gaser.
Vilka projekt föreslås idag för att ta bort det samlade skräpet? Hur effektiv är metoden som japanerna kommer att testa?
Vladimir Agapov: Det japanska projektet förutsätter att en speciell satellit kommer att skjuta upp i en bana och distribuera en elektrodynamisk trål. Detta är ett metallnät 300 meter långt, 30 centimeter brett och trådarnas tjocklek är cirka 1 millimeter. Trålen kommer att röra sig i en bana, generera ett magnetfält och fånga några av de små skräparna. Om några månader kommer "noten" med fångsten under påverkan av jordens magnetfält att ändra sin bana och komma in i de täta lagren i atmosfären, där den kommer att brinna upp.
Projektet är ganska uppenbart, men frågan är, kommer en sådan trål att samla mycket skräp? I rymdfarkoster används faktiskt inte så många material som är magnetiserade, främst icke-magnetiska aluminiumlegeringar, olika dielektriska filmer och nyligen kompositmaterial. Många andra projekt övervägs idag. Till exempel föreslås att man använder lasrar. Men det här alternativet väcker omedelbart många frågor. Hur riktar man strålen mot ett litet föremål som ingen ser? Det är inte klart. De säger att vi kommer att bekämpa det synliga. Låt oss säga, genom att rikta en laserstråle mot den, kommer vi att skjuta objektet. Men var? Vem kan förutsäga vart han ska flyga om han inte känner till objektets form, dess massa, material? Som ett resultat av en sådan påverkan kan föremålet bli ännu farligare, kollidera med någon slags arbetsapparat.
Enligt min mening är en av de mest intressanta idéerna användningen av olika bromssystem. Till exempel, efter slutet av dess livslängd, kastar satelliten ut ett "segel", "fallskärm" eller helt enkelt en stor ballong som blåses upp med gas. Som ett resultat ökar hela strukturens yta kraftigt, vilket starkt hämmar den. Enheten kommer snabbt att sänka flyghöjden, gå in i atmosfärens täta lager och brinna upp.
I science fiction -filmer har olika manipulatorer arbetat i banor under lång tid som tar bort och installerar satelliter och annan utrustning. Finns det sådana projekt i portföljen av forskare?
Vladimir Agapov: Naturligtvis. Men de är tekniskt kanske de svåraste. När allt kommer omkring har ett stort sopobjekt en massa på upp till flera ton och roterar på ett komplext sätt, det är inte kontrollerbart. Har enorm fart. Hur fångar man den och inte förstör varken manipulatorn eller själva rymdfarkosten, på vilken manipulatorn är installerad? Komplexa tekniska problem måste lösas här.
3,5 miljoner olika rymdskräp kretsar runt jorden
Men förutom rent vetenskapliga och tekniska problem finns det andra problem. När allt kommer omkring kan du på detta sätt ta bort inte bara skräp utan även andras rymdfarkoster, till och med fungerande. Det är i huvudsak dessa system med dubbla användningsområden - civila och militära. Därför finns det en viktig juridisk aspekt i kampen mot rymdskräp. Å ena sidan flyger rymdskräp i omloppsbana, men å andra sidan ägs till och med "döda" föremål som har gått ut av någon. Och ett försök från ett av länderna, även med de bästa avsikterna, att ta bort någon annans objekt kan leda till mycket allvarliga konflikter. Det innebär att sådana operationer måste utföras på ett samordnat sätt med alla deltagare så att inga ytterligare risker uppstår. Världssamhället arbetar med dessa frågor idag, för alla förstår att plötslig rörelse kan leda till obehagliga konsekvenser för alla. Förresten, även om vi helt plötsligt slutar flyga ut i rymden, kommer mängden skräp fortfarande att växa. Uppskattningar visar att ökningen av skräp bara kommer att bero på ömsesidiga kollisioner av redan flygande fragment om 20-30 år på grund av naturliga retardationsprocesser i övre atmosfären och omloppsbana.
referens
Idag är den totala massan av rymdskräp i omloppsbana cirka 6 700 ton. Dess densitet på 800-1000 kilometer höjder har nått en kritisk nivå. På grund av en kollision med den är sannolikheten för att förlora ett rymdfarkoster under en period på 10-15 år redan högre än sannolikheten för att förlora ett rymdfarkoster på grund av ett fel på system ombord. Sannolikheten för kollision av två stora föremål i låga banor uppskattas som en händelse på 15 år. Även för 10 år sedan är denna siffra 4 gånger lägre.
