Недавно один из подписчиков прислал мне целую серию вопрос о падениях спутников:
Здравствуйте! Почему спутники сходят с орбиты и падают, а Луна нет? Может ли спутник, сошедший с орбиты и не сгоревший дотла в атмосфере, зацепить пролетающий самолет? Какова примерная вероятность? Были подобные случаи?
Интересный вопрос, давайте разбираться во всем по порядку.
Почему спутники падают?
Ничто созданное человеком не вечно. Спутники находящиеся на орбите — не исключение. Со временем их орбиты деградируют и они падают, сгорая в атмосфере. Но почему это случается? Ведь естественные спутники обращаются вокруг планет миллиарды лет.
Действительно, теоретически если придать спутнику первую космическую скорость для заданной высоты он начнёт вращаться по круговой орбите и при условии, что его скорость будет постоянной будет вращаться вокруг планеты бесконечно долго.
Однако спутники не могут сохранять постоянную скорость на протяжении долгого времени по двум причинам.
- трение об атмосферу. Принято считать, что на орбите вакуум, хотя это, строго говоря, не вполне так. Атмосфера на такой высоте крайне разрежена и её плотность составляет малые доли процента плотности атмосферы на уровне моря, но она есть и постоянные столкновения с молекулами газа постепенно замедляют космические аппараты, что приводит к деградации их орбиты;
- сила Ампера, возникающая при движении проводников в магнитном поле Земли. При изменении магнитного поля, пронизывающего спутник, в его корпусе возникает электродвижущая сила, под действием которой корпус поляризуется, и начинает собирать на себя заряженные частицы из окружающего пространства. Электроны движутся по проводящим деталям спутника и создают электрический ток, а на проводник с током, в свою очередь, действует сила Ампера, тормозящая спутник.
В результате спутникам достаточно потерять всего 0,1% своей скорости, чтобы свалиться в атмосферу.
Какая судьба ждёт падающий спутник
Спутник может полностью сгореть или почти невредимым упасть на землю, это в основном зависит от угла, под которым он войдёт в атмосферу и его формы, но влияние оказывает также скорость и, конечно же, масса объекта.
Когда спутники сводят с орбиты вручную, угол входа задают так, чтобы они полностью сгорали, но бывают случаи, когда спускаемый объект слишком большой вроде орбитальной станции или допускаются ошибки при расчётах траектории падения.
В таких ситуациях спутник не сгорает полностью и разрозненные обломки долетают до Земли. С военными спутниками есть ещё одна сложность: большинство из них оборудованы термозащитой, они способны пройти через атмосферу практически без повреждений.
Что будет с самолётом, встреться он с обломками спутника
Скорость падения обломков составляет от одного до пяти километров в секунду. Для сравнения начальная скорость пули, выпущенной из автомата Калашникова, 910 м/с. Таким образом, мелкие обломки могут превратить самолёт и всех пассажиров в решето, а крупные просто сомнут самолёт. В связи с этим при плановом сведении с орбиты космических аппаратов, их направляют в отдалённые безлюдные области океана и закрывают для полётов предполагаемую зону падения.
Однако падение космического мусора предсказать невозможно, так в 2007 году в небе над Новой Зеландией самолёт на 40 секунд разминулся с неопознанными обломками. Предположительно это был российский спутник, который должны были топить в тот день, не предупредив о точном времени затопления авиадиспетчеров, а указав лишь дату затопления, но возможно падало что-то из космического мусора, ни одна страна не признала данные обломки своими.
Какую ещё опасность несут падающие обломки спутников
Падающий, космический мусор представляет опасность не только для самолётов, но и для тех кто находится на поверхности земли. За время покорения космоса множество обломков обрушилось на Землю, не сгорев полностью в атмосфере.
В 1979 году орбитальная станция SkyLab упала не в Индийский океан, как было запланировано, а на Австралию в результате обломки повредили здания на нескольких фермах. И это не единственный случай, когда спутники падали в чей-то двор, или на крышу, но, к счастью, все эти инциденты обошлись без пострадавших.
Совершенно другой уровень опасности представляют военные спутники, они поголовно оснащены мощными радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ). Это по сути миниатюрный ядерный реактор. При сгорании в атмосфере они распыляют радиоактивные вещества и заражают огромные площади.
Например в 1978 году советский разведывательный спутник упал в атмосферу и сгорел над Канадой, заразив радиацией территорию почти в тысячу кв. километров. На ликвидацию заражения канадцы потратили несколько миллионов долларов и лишь чудом инцидент обошёлся без жертв.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!