Resturile spațiale sunt atât de periculoase? De unde să începeți curățarea orbitelor? Ce probleme juridice trebuie rezolvate pentru aceasta? Ce proiecte sunt oferite? Corespondentul „RG” vorbește despre acest lucru cu Vladimir Agapov, cercetător principal la Institutul de matematică aplicată numit după V. I. M. V. Keldysh, care este organizația șefă a Academiei de Științe din Rusia privind problema resturilor spațiale.
Așadar, principalele puteri spațiale, din cuvinte despre pericolul poluării spațiului, au decis în cele din urmă să se apuce de treabă. Pionierii vor fi japonezii, care vor testa un astfel de sistem de curățare în februarie. Dar este chiar atât de relevant? La urma urmei, anii trec, se vorbește mult despre pericolul gunoiului, dar în general nu s-au întâmplat accidente grave din cauza acestuia. Poate lăsați-l să zboare și nu trebuie să cheltuiți mulți bani?
Vladimir Agapov: Să ne dăm seama mai întâi despre ce, de fapt, vorbim. Ce este resturile spațiale? Potrivit experților, peste 650 de mii de obiecte diferite de peste un centimetru se învârt în jurul Pământului. Dintre acestea, în prezent sunt urmărite doar cele mari, de peste 10 centimetri, dintre care aproximativ 22 mii. Celelalte sute de mii sunt incognito, „Domnul X”. Dar sunt și mai mici, de aproximativ un milimetru, numărul lor este estimat la aproximativ 3,5 milioane de obiecte.
Cel mai neplăcut lucru este că această armată este în continuă creștere. Nu numai pentru că tot mai multe vehicule sunt trimise în spațiu, care, în cele din urmă, devin și gunoi. Problema este că „murdăria” în sine nu este pasivă. La urma urmei, fragmentele care zboară cu mare viteză se ciocnesc, sunt distruse, dând naștere la sute și mii de obiecte noi timp de mulți ani. Nu este o coincidență faptul că ISS și alte nave spațiale sunt retrase din cursul unei coliziuni probabile cu noroiul spațial cu o frecvență crescândă.
Dar când vorbesc despre evitarea coliziunilor, atunci vorbim doar despre fragmente suficient de mari, care sunt urmărite în mod constant de localizatoare și telescoape speciale. Dar există o mult mai mică plasare pe orbită, pe care nimeni nu o poate urmări, dar care este și extrem de periculoasă. Se știe că după aterizare, microfisurile de dimensiuni atât de critice au fost dezvăluite în ferestrele frontale ale unui număr de nave spațiale, încât s-ar putea produce o depresurizare completă a navei spațiale. Dându-și seama de toate aceste probleme, puterile spațiale și-au intensificat acum munca dramatică de combatere a resturilor spațiale. Aici timpul nu trebuie pierdut, situația nu trebuie adusă la un pas, când problema este prea coaptă și va fi prea târziu.
Dar japonezii sunt deja gata să fie primii care încep curățarea …
Vladimir Agapov: Acest lucru nu este în totalitate adevărat. Este vorba doar de testarea uneia dintre multele opțiuni. Nu există nicio îndoială, este important, dar mai degrabă totuși, să atragem atenția asupra problemei. De fapt, înainte de a lua în serios proiecte concrete, este necesar să se facă un inventar al tuturor resturilor spațiale. Unde și ce zboară, cât de periculoase sunt aceste obiecte. În acest moment, nu avem o imagine completă. Pe orbite joase, până la trei mii de kilometri deasupra suprafeței Pământului, aproximativ 80 la sută din resturi „atârnă”, la înălțime și în principal geostacionare, care este la aproximativ 36 mii de kilometri deasupra Pământului, și pe orbite eliptice intermediare - restul de 20 la sută.
S-ar părea că trebuie urgent să luăm orbite joase, unde s-a adunat cea mai mare parte a resturilor. Dar, pe de altă parte, orbita geostaționară nu este mai puțin importantă pentru noi - până la urmă, aproximativ 430 de vehicule funcționează în prezent pe ea, fiecare costând zeci, sau chiar sute de milioane de dolari. Datorită lor, avem Internet, TV prin satelit și o serie de alte facilități. Și spre deosebire de orbite joase, există doar un singur geostaționar și nu putem pierde o astfel de resursă naturală unică.
Adică, înainte de a lua mopul spațial, trebuie să decideți prioritățile?
Vladimir Agapov: Desigur. Și nu este deloc necesar să începeți cu murdărie aspră. Se poate dovedi că zboară acolo unde nu există dispozitive active. Este mai bine să nu atingeți astfel de fragmente în viitorul apropiat, mai ales dacă nu se ciocnesc între ele. Dar nu este suficient să identificăm o grupare periculoasă, este deja necesar să înțelegem în ea ce este cel mai periculos. Adică, construiește un copac prioritar. Și abia după aceea începeți să cheltuiți bani pentru curățarea orbitelor. În caz contrar, efectul acestei curățări va fi slab.
Sau poate, în paralel, țările ar trebui să fie de acord pentru a nu arunca deloc? Opriți poluarea?
Vladimir Agapov: La inițiativa ONU, au fost elaborate o serie de astfel de măsuri, convenite de diferite țări. Există câteva idei destul de evidente aici. De exemplu, dacă un satelit sau o etapă de rachetă a funcționat, atunci fie ele trebuie scoase din această orbită către una inferioară, de unde, din cauza decelerării, vor coborî și vor arde în atmosferă. Sau chiar să se înece în ocean. Acest lucru se aplică obiectelor mari, dar există mult mai puține fleacuri care sunt separate atunci când dispozitivele sunt lansate și în timpul funcționării - tot felul de piulițe, șuruburi etc. Soluția evidentă este crearea de modele, astfel încât nimic să nu fie separat.
Dar principalul furnizor de gunoi este explozia pe orbită. Motivele sunt foarte diferite. Cel mai adesea, combustibilul rezidual explodează. Faptul este că după ce satelitul este pus pe orbită, componentele combustibilului, inclusiv cele cu autoaprindere, rămân în stadiul rachetei. Atâta timp cât rezervoarele sunt intacte, nu se întâmplă nimic îngrozitor, dar dacă, să zicem, un micrometeorit străpunge peretele, are loc o explozie și pasul se sparg în mii de bucăți mici. Prin urmare, după finalizarea programului de zbor, se recomandă deschiderea unor supape speciale pentru a scurge combustibilul rămas sub formă de gaze.
Ce proiecte sunt propuse astăzi pentru a elimina gunoiul acumulat? Cât de eficientă este metoda pe care japonezii o vor testa?
Vladimir Agapov: Proiectul japonez presupune că un satelit special va lansa pe orbită și va desfășura un traul electrodinamic. Aceasta este o plasă metalică lungă de 300 de metri, lată de 30 de centimetri, iar grosimea firelor este de aproximativ 1 milimetru. Traulul se va deplasa pe orbită, generând un câmp magnetic și captând o parte din resturile mici. În câteva luni, „sena” cu captură sub influența câmpului magnetic al Pământului își va schimba orbita și va intra în straturile dense ale atmosferei, unde va arde.
Proiectul este destul de evident, dar întrebarea este, o astfel de traul va colecta o mulțime de gunoi? Într-adevăr, în navele spațiale nu se utilizează atât de multe materiale magnetizate, în principal aliaje de aluminiu nemagnetice, diferite pelicule dielectrice și recent sunt utilizate materiale compozite. Multe alte proiecte sunt luate în considerare astăzi. De exemplu, se propune utilizarea laserelor. Dar această opțiune ridică imediat o mulțime de întrebări. Cum să vizezi fasciculul către un obiect mic pe care nimeni nu-l vede? Nu e clar. Ei spun că vom lupta cu vizibilul. Să presupunem că, direcționând un fascicul laser către el, vom împinge obiectul. Dar unde? Cine poate prezice unde va zbura dacă nu cunoaște forma obiectului, masa acestuia, materialul? Ca urmare a unui astfel de impact, obiectul poate deveni și mai periculos, se poate ciocni cu un fel de aparat de lucru.
În opinia mea, una dintre cele mai interesante idei este utilizarea diferitelor sisteme de frânare. De exemplu, după sfârșitul duratei de viață, satelitul aruncă o „pânză”, „parașută” sau pur și simplu un balon mare care este umflat cu gaz. Ca urmare, aria întregii structuri crește brusc, ceea ce o inhibă foarte mult. Dispozitivul va reduce rapid altitudinea zborului, va intra în straturile dense ale atmosferei și va arde.
În filmele de science fiction, diverși manipulatori funcționează pe orbite de mult timp, care îndepărtează și instalează sateliți și alte echipamente. Există astfel de proiecte în portofoliul oamenilor de știință?
Vladimir Agapov: Desigur. Dar, din punct de vedere tehnic, sunt probabil cele mai dificile. La urma urmei, un obiect de gunoi mare are o masă de până la câteva tone și se rotește într-un mod complex, nu este controlabil. Are un impuls extraordinar. Cum să-l capturăm și să nu distrugem nici manipulatorul, nici nava spațială, pe care este instalat manipulatorul? Problemele tehnice complexe trebuie rezolvate aici.
3,5 milioane de resturi spațiale diferite se învârt în jurul Pământului
Dar pe lângă problemele pur științifice și tehnice, există și alte probleme. La urma urmei, în acest fel, puteți elimina nu numai gunoiul, ci și navele spațiale ale altor persoane, chiar și cele care funcționează. Adică, în esență, acestea sunt sisteme cu dublă utilizare - civile și militare. Prin urmare, există un aspect juridic important în lupta împotriva resturilor spațiale. Pe de o parte, resturile spațiale zboară pe orbită, dar pe de altă parte, chiar și obiectele „moarte” care au expirat sunt deținute de cineva. Și încercarea uneia dintre țări, chiar și cu cele mai bune intenții, de a înlătura obiectul altcuiva, poate duce la conflicte foarte grave. Aceasta înseamnă că astfel de operațiuni trebuie efectuate în mod coordonat cu toți participanții, astfel încât să nu apară riscuri suplimentare. Comunitatea mondială lucrează astăzi la aceste probleme, deoarece toată lumea înțelege că orice mișcare bruscă poate duce la consecințe neplăcute pentru toată lumea. Apropo, chiar dacă întrerupem brusc zborul în spațiu, cantitatea de resturi va crește în continuare. Estimările arată că numai datorită coliziunilor reciproce de fragmente care zboară deja în 20-30 de ani, creșterea reziduurilor va depăși pierderile sale ca urmare a proceselor naturale de decelerare în atmosfera superioară și de orbitare.
referinţă
Astăzi, masa totală a resturilor spațiale pe orbită este de aproximativ 6.700 de tone. Densitatea sa la altitudini de 800-1000 de kilometri a atins un nivel critic. Datorită unei coliziuni cu acesta, probabilitatea de a pierde o navă spațială pentru o perioadă de 10-15 ani este deja mai mare decât probabilitatea de a pierde o navă spațială din cauza unei defecțiuni a sistemelor de la bord. Probabilitatea coliziunii a două obiecte mari pe orbite joase este estimată ca un eveniment în 15 ani. Chiar și acum 10 ani, această cifră este de 4 ori mai mică.
