Спецпроєкти

На орбіті вбиває навіть шматок фарби: чим небезпечне космічне сміття та як його намагаються прибрати


Щодня ми намагаємося дбати про безпечність відходів на Землі, але чи знали ви про сміття в космосі та про те, яким воно може бути небезпечним? Ми спробуємо пояснити, які ризики та наслідки передбачає космічний бруд.

Подивитися карту поширення космічного сміття можна тут.

Що таке космічне сміття?

Космічне сміття – це неробочі штучні об’єкти в космосі:

  • супутники;
  • відпрацьовані ступені ракет-носіїв;
  • фрагменти обшивки;
  • інструменти, що випали з рук космонавтів.

Сміття може мати розмір від кількох метрів до кількох міліметрів. Усі ці непотрібні речі літають на орбіті та становлять серйозну загрозу для робочих супутників та функціонування Міжнародних космічних станцій.

Уперше вчені заговорили про масштабне забруднення космосу ще у 1980-х роках. Тоді кількість космічного сміття на орбіті досягла такої щільності, що довелося враховувати цей фактор, щоб безпечно виводити нові супутники. Насправді проблема засмічення космічного простору в теорії виникла ще після запусків перших штучних супутників Землі. Проте офіційного статусу на міжнародному рівні проблема набула після того, як Генеральний секретар ООН виголосив доповідь «Вплив космічної діяльності на навколишнє середовище» у 1993 році. Тоді особливу увагу зосередили на тому, що проблема має міжнародний та глобальний характер:

«Немає засмічення національного навколоземного космічного простору; є засмічення космічного простору Землі, яке однаково негативно впливає на всі країни».

Якщо оцінювати сміття за масою, то, за різними даними, близько 85% космічного сміття – це великі частини ракет і розгінних блоків. Ще 12% сміття припадає на окремі елементи конструкцій, що відділилися під час запуску супутників та в процесі експлуатації. Усе інше – дрібні фракції й осколки, що виникли в результаті їхнього зіткнення.

Звідки береться сміття в космосі?

Космічне сміття, як і будь-які відходи – це наслідки людської діяльності. Головною причиною засмічення є запуск супутників у космос. Наприклад, у 1957 році в Радянському Союзі запустили перший супутник, над яким працював Сергій Корольов. Цей апарат вже не працює, але досі кружляє довкола Землі. Відтак у космосі залишаються всі супутники, які виходять із ладу та вже не функціонують, проте вони становлять чималу загрозу.

Крім цього, вибухи призводять до фрагментації супутників – утворення відходів маленького розміру. Ще однією причиною утворення космічного сміття є екстремальне ультрафіолетове випромінювання. Воно негативно впливає на покриття космічних апаратів: відшаровує фарбу, після чого вона відпадає й стає окремим літальним об’єктом.

Також, здавалося б, смішною, але насправді серйозною причиною є втрата особистих речей астронавтів. Це досить поширене явище в космосі. Розпочав таку «традицію» перший американський астронавт, який вийшов у відкритий космос, Ед Вайт. Ще у 1965 році він загубив свою рукавичку під час польоту на Gemini 4. Астронавт Піерс Селлерс випадково загубив свій шпатель. Це трапилося у 2006-му році під час місії на Міжнародну космічну станцію.

«Це був мій улюблений шпатель, – згадує астронавт, – тільки не кажіть про це моїм іншим шпателям».

Одна з астронавток загубила відеокамеру, поки лагодила сонячну панель. У неї просто зламалася кнопка, яка тримала камеру.

Синдром Кесслера, та чому сміття – це небезпечно?

Синдром Кесслера – це теорія консультанта компанії NASA Дональда Кесслера. Він вважає, що через велику кількість запусків космічних супутників та скупчення навколо Землі космічного сміття подорожі в космос невдовзі стануть просто неможливими.

Головна небезпека полягає в «ефекті доміно». Наприклад, два об’єкти в космосі можуть зіткнутися одне з одним, що в результаті спричинить вибух та створення десятків уламків. Згодом ці ж самі уламки будуть створювати нові зіткнення одне з одним, утворюючи велику кількість маленьких відходів у навколоземному просторі.

Тож таке явище спричинило швидке скупчення залишків після космічних місій.

Перед кожним запуском супутника вченим доводиться аналізувати його шлях та досліджувати приблизну кількість сміття, з якою він може зіткнутись. А зіткнення навіть із крихітним фрагментом може закінчитися катастрофою. Однією з найвідоміших таких катастроф є тріщина в ілюмінаторі шатла Challenger. У 1983 році він зіткнувся з мікроелементом, внаслідок чого й сталася тріщина. Згодом стало відомо, що це був мікроскопічний шматочок фарби із супутника.

10 лютого 2009 року трапився один із найгірших інцидентів: робочий американський супутник «Іридіум-33» зіткнувся з російським «Космос-2251», який вже не працював. Апарати врізалися на швидкості 11,7 кілометра на секунду. У результаті обидва були зруйновані та утворили близько 2300 фрагментів. Такі ситуації відбуваються, оскільки сміття обертається навколо нашої планети зі швидкістю 7-8 кілометрів за секунду, а зіткнення його з іншими об’єктами має швидкість 10-15 км за секунду. Це в десятки разів більше, ніж швидкість кулі.

Небезпечним космічне сміття може бути й для жителів планети. Фактично воно може звалитися на голову в прямому сенсі слова. Особливо великі частини відходів можуть пролетіти крізь щільні шари атмосфери й потрапити на поверхню Землі.

Наприклад, нещодавно вчені зафіксували випадок повернення сміття з космосу на Землю. Уламки китайської ракети Long March-5B впали в Індійський океан поблизу Мальдівських островів. У NASA кажуть, що це повна безвідповідальність Китаю перед людством.

Крім цього, космічне сміття виводить із ладу штучні супутники, які передають на Землю цінну інформацію: телефонний зв’язок, телебачення, прогноз погоди, різні системи навігації тощо.

Як боротися зі сміттям?

Наразі науковці з різних країн досліджують кілька способів з прибирання космічного сміття. Зараз Європейське космічне агентство нараховує близько 170 мільйонів частинок космічних відходів, які потрібно прибрати з простору. Його сукупна маса становить 7500 тонн. Учені розробили кілька методів прибирання:

Гарпуни та сітки (ElectroDynamic Debris Eliminator) – супутник оснащений гарпуном та сітками. Метод простий: сміття просто захоплюють у спеціальну сітку та утилізують.

Космічні повітряні кулі (Gossamer Orbit Lowering Device System) – суть розробки полягає в тому, щоб відправити в космос дуже велику та тонку повітряну кулю, яка буде обертати об’єкт і збільшувати його аеродинамічний опір в кілька сотень разів, у такий спосіб спричиняючи його падіння в атмосферу Землі.

Льодяна стіна в космосі – передбачає запуск у космос ракети, яка наповнена водою. У космосі воду вивантажують, і вона утворює стіну замерзлої води, у яку буде потрапляти космічне сміття, і завдяки цьому буде сходити з орбіти.

Лазерний метод – вчені планують запускати в космос телескопи, оснащені лазером, який підриває сміття. Проте цей спосіб є досить дорогим.

Наразі є кілька компаній, які тестують можливі способи з прибирання сміття в космосі:

  • Astroscalе – японська компанія, що запустила в космос супутник для прибирання космічного сміття. Цей супутник використовує спеціальний магніт, щоб притягувати до себе металеві уламки.

  • RemoveDEBRIS – британський супутник, який продемонстрував два способи збирання сміття: за допомогою спеціальної сітки й за допомогою гарпуна.

  • Clearspace-1 – європейський супутник, обладнаний спеціальними датчиками, які виявляють у космосі сміття. Після цього супутник зближується з ними та захоплює їх завдяки чотирьом маніпуляторам.

Найновіший стартап цього тижня придумали вчені з американського університету Юта. Там пропонують спочатку структурувати сміття. На вигляд це буде схоже на кільця Сатурна, проте не з льоду та каміння, а з космічних відходів. Учені протестували технологію, яка маніпулює об’єктами, що потрапляють у сферу дії магнітних полів, навіть якщо вони не містять магнітних металів та знайшли спосіб реалізації. На думку вчених, завдяки цьому можна буде зміщувати сміття від орбіти й видаляти далі в космос. Звісно, цей метод не дає гарантію повного очищення космосу, але це допоможе структурувати сміття, щоб воно не заважало робочим супутникам.

Усі космічні місії зі збирання сміття в космосі поки лише тестуються та не мають значних результатів. Одне з головних завдань, яке перед собою ставлять розробники – каталогізувати сміття, щоб далі грунтовно вирішувати, що з ним робити та який спосіб прибирання є найбільш дієвим.

Утім, збирати космічне сміття – замало. Важливо не продукувати нового

Напередодні, 15 листопада, у США повідомили, що Росія проводила випробування протисупутникової зброї. Наслідком цього стало утворення майже 2 тисяч нових уламків.

Через такі випробування Росії Міжнародній космічній станції загрожувало зіткнення з космічним сміттям. Екіпажу станції довелося сховатися в кораблях Союз та Crew Dragon на випадок, якщо доведеться терміново евакуюватися. Крім цього, уламки загрожують і Китайській космічній станції.

У такий спосіб космічне сміття залишається актуальною та вкрай небезпечною проблемою сучасності. І подальша «зневага» до космічного простору може мати незворотні наслідки як для суспільства, так і для планети загалом.

#bit.ua
Читайте нас у
Telegram
Ми в Телеграмі
підписуйтесь