Вокруг Земли 29 тыс. смертоносных осколков
В Бауманке запатентовали способ очистки орбиты Земли от крупного космического мусора. Это далеко не первый подобный патент, тем временем вокруг планеты скопилось больше 8 тыс. т осколков размером больше 10 см. Почему проблему, которая может лишить человечество космических полетов, до сих пор не начали решать, разбирались "Известия".
Ученые из МГТУ им. Н.Э. Баумана придумали систему из нескольких аппаратов, которые будут убирать крупные куски космического мусора. Модули диаметром около 2 м и длиной около 1 м будут крепиться к осколкам вышедших из строя спутников и сводить их с орбиты.
По словам руководителя группы разработчиков Георгия Щеглова, в планах теперь построить работающий прототип системы. Но, как всегда добавляют авторы подобных проектов, для этого нужно найти источник финансирования.
Идей — миллион
Георгий Щеглов из Бауманки похвастался тем, что "в других странах есть аналогичные разработки, например, есть много американских патентов, но их схемы менее рациональные". Патентов и проектов, действительно, много. И не только американских.
Известных проектов из США два. Во-первых, придумали накидывать на скопления космического мусора мелкоячеистую сеть и затем направлять их в сторону земной атмосферы, чтобы они там сгорали. Во-вторых, замедлять и ускорять осколки с помощью лазера. В основе проекта Laser Broom ("Лазерная метла") исследование, которое проводило NASA в начале 2010-х: тогда выяснилось, что с помощью направленного пучка можно изменять скорость объектов на орбите на 1 мм/с. И так корректировать полет осколков, чтобы избежать столкновений. Правда, 1 мм/с (или 200 м в день) не так уж много, если учесть, что космические осколки летают вокруг Земли со средней скоростью 27 тыс. км/ч.
Кроме этих, есть еще десятки изящных проектов, предлагающих решение проблемы мусорного неба. Инженеры из разных стран предлагали буксировать мусор дальше от Земли с помощью ионных пучков; испарять его лазерами, установленными на спутниках; отбрасывать огромными электромагнитами в земную атмосферу; рассеять вокруг Земли облако вольфрамовой пыли толщиной 30 км, которое будет захватывать мелкий мусор.
Инсталляция голландского дизайнера Даана Роозегаарде: лучи следуют за
космическими отходами на высоте от 200 до 20 тыс. км
Источник изображения: Фото: flickr.com/Studio Roosegaarde
Студия голландского художника Даана Роозегаарде, который работал с командой дизайнеров и инженеров, предложила еще минимум пять решений. Во-первых, запустить спутники, которые будут сжигать космический мусор и питаться энергией от этого, а заодно подзаряжать пролетающие мимо корабли. Во-вторых, сделать спутники, которые будут цепляться за объекты, пролетающие мимо со скоростью в несколько десятков тысяч километров в час и использовать эту энергию. Предлагал Роозегаарде и, сбив мусор в кучу, собрать из него гигантское зеркало, которое снизит воздействие солнечной радиации на Землю. А еще сжигать его в атмосфере большими порциями, чтобы это выглядело как падение звезд (просто потому, что красиво) и строить из хлама дома на Луне. NASA как раз недавно официально объявило о планах создать колонию на Луне.
Об этих проектах Даан Роозегаарде рассказал в сентябре на конференции "Архитектор будущего" в Институте "Стрелка". И закончил представление проектов словами: "Как дети не любят убираться, так и взрослые не хотят платить за уборку мусора". Ни один из проектов студии пока не нашел инвестора.
Маленький шажок для сбора мусора
С этими проектами ознакомился Дирк Хоук, генеральный директор подразделения Airbus Group, ответственного за оборонную и аэрокосмическую продукцию и услуги. Выступая на Всемирном экономическом форуме несколькими месяцами ранее, он сказал, что ни одна из идей не предлагает решения для уборки 29 тыс. кусочков мусора с орбиты (тех самых, размером больше 10 см, которых вокруг планеты скопилось 8 тыс. т).
Airbus вложилась в проект RemoveDEBRIS. И это единственный пока проект, который хоть раз был испытан в космосе. В феврале этого года в космос выпустили зонд с гарпуном. Находясь на орбите, он выстрелил в мишень, которую сам выпустил на 1,5 м от себя на штанге. Испытание прошло успешно: гарпун пробил мишень, притянул ее с помощью троса и отправился к Земле, чтобы сгореть в плотных слоях атмосферы. С одной стороны, от такого испытания до уборки космоса еще далеко. С другой, это первый реальный шаг в эту сторону с 2001 года. Уничтожение станции "Мир" — единственный до сегодняшнего дня случай уборки космического мусора.
Испытания проекта Remove DEBRIS в реальных космических условиях
Источник изображения: Фото: NASA
Хоук отказался раскрывать сумму инвестиций в космический гарпун. При этом рассказал, что компания инвестирует в другой спутник с многофункциональной роборукой, которая в том числе сможет захватывать мусор. Но на этот проект Airbus не готова тратить только свои деньги.
— Создание работающей модели потребует дополнительных денег, так что сейчас мы обсуждаем это с парой европейских стран. Но опять же будет сложно исследовать это дальше. Так что нам нужны новые правила или регулирования, чтобы ускорить подобные исследования, — сказал Хоук на Всемирном экономическом форуме.
Межгосударственное небо
Проблема космического мусора была впервые поднята на международном уровне в 1993 году. Генсек ООН Бутрос Гали тогда заявил, что не бывает засорения национального околоземного пространства, только общего. Однако ни в России, ни в США, ни в Китае, которые занимают три первых места по засорению околоземной орбиты, нет ни одной программы спонсирования ее уборки.
Airbus предлагает варианты такого регулирования. Например, обязать космические компании при запуске спутников платить налог, который пойдет на уничтожение аппарата, когда тот выйдет из строя. Или платить напрямую компаниям, которые его уничтожат.
Иллюстрация идеи проекта, как космический мусор может быть использован в качестве стройматериалов на Луне
Источник изображения: Фото: flickr.com/Studio Roosegaarde
Если этого не делать, о покорении космоса придется забыть, считает Роозегаарде.
— Если мы продолжим в том же духе — а мы продолжим, — вокруг Земли будет так много мусора, что мы окажемся в ловушке. Вокруг [Земли] будет так много всего, что мы не сможем больше ничего запускать в космос, — сказал глава студии.
И это, по его мнению, перспектива 25 лет.
Каскадное уничтожение
За каждым из 29 тыс. осколков космического мусора размером более 10 см следят с Земли. И встречу с ними запускаемого с Земли объекта можно просчитать. Но мусора меньшим диаметром значительно больше.
В мае 2016 года осколок размером всего в десятые или даже сотые доли миллиметра оставил на стекле Международной космической станции скол диаметром около 7 мм. Если бы кусочек был побольше — от 1 до 10 см — он мог бы пробить противометеоритную защиту орбитальной станции. А таких кусочков, по оценкам европейских ученых, около 670 тыс. единиц. И каждый из них при неудачном столкновении может вырубить космический аппарат.
А есть частицы еще меньше — от 1 мм до 1 см. И их на орбите больше 17 млн штук. Они при столкновении со спутниками могут нанести им повреждения, которые превратят эти спутники в космический мусор.
Это уже происходит три-четыре раза в год. От столкновений спутников с космическим мусором разного размера спутники выходят из строя. Пока на орбите их работает больше тысячи, это не кажется большой проблемой. Но то, чего больше всего боятся ученые — и что, возможно, уже происходит, — это "каскадный эффект". Есть теория, что осколки одного разбившегося о мусор спутника в какой-то момент расколют другой спутник. Тот, в свою очередь, разобьет третий и так далее, пока все космические объекты на орбите не превратятся в смертоносное облако из острых металлических частиц и токсичного топлива. И земляне окажутся в ловушке, которую сами создали меньше чем за век.
Еще один способ утилизации космического мусора от голландского художника Даана Роозегаарде — специальные устройства могут использовать кинетическую энергию мусора
Источник изображения: Фото: flickr.com/Studio Roosegaarde
Такая цепная реакция может длиться годами — пока осколок несколько сотен раз обогнет Землю, чтобы встретиться с очередным спутником. И поначалу запуск "каскадного эффекта" не будет заметен. А когда количество выходящих из строя спутников начнет расти в геометрической прогрессии, будет уже поздно. Тогда землянам придется вернуться в 1970-е, когда не было интернета и навигаторов, а многомиллиардная телекоммуникационная индустрия перестанет существовать.
По словам Дирка Хоука, найти инвестиции для строительства сборщиков космического мусора сложно в том числе потому, что реального рынка этих услуг не существует. Нет ни понятных механизмов инвестирования, ни поддержки или хотя бы регулирования этого бизнеса в какой-либо стране. По мнению Даана Роозегаарде, чтобы всё это появилось, достаточно единовременного уничтожения пяти спутников. Это приведет к ощутимым сбоям в работе интернета.
— Неделя без Facebook — и все бюрократические вопросы будут решены, — уверен художник.
Игнат Шестаков
