В мае 2021 года на борту интернациональной космической станции в роботе-манипуляторе была найдена дыра. Недоверия пали на кусок космического мусора. К счастью, никто из астронавтов не пострадал, однако этот случай вынудил адресовать внимание на возрастающий вопрос о орбитальном мусоре.
Как это произошло?
Трудно представить, что всего семь десятилетий назад Луна была единственным объектом, вращающимся вокруг Земли. По состоянию на 1 января 2021 года на орбите находилось 6542 спутника. Что характерно, деятельными были лишь немногие из них. Это куча ненужного металла, парящего вокруг Земли со скоростью 28000 км/ч — в десять раз быстрее, чем пуля.
Былой генеральный руководитель Европейского космического учреждения (ЕКА) Ян Вернер сказал об этом так: «Представьте, сколь опасным было бы плавание в открытом море, если бы все корабли, когда-либо утерянные в истории, все еще дрейфовали на поверхности воды».
Даже мелкие осколки, включая потерянные гайки и болты, а также заледененные частицы ракетного топлива, могут нанести большой ущерб. Опасность представляют даже пятна краски — они вынудили НАСА сменить несколько испорченных окон в старом космическом шаттле. По данным НАСА, орбитальный мусор миллиметрового размера представляет собой самый высокий риск завершения миссии для большинства космических роботов-манипуляторов, действующих на низкой околоземной орбите.
Как основательна проблема?
Все очень плохо и делается только хуже. В настоящее время существует полмиллиона обломков диаметром в один сантиметр или больше и 100 миллионов обломков диаметром более одного миллиметра. Тем не менее, министерство обороны США активно отслеживает только 27000 единиц.
С 1999 года МКС пришлось провести 29 маневров по предотвращению засорения, в том числе три из них — в 2020 году. Усугубляет ситуацию тот факт, что некоторые страны решили сознательно взорвать свои спутники ракетами в рамках военных испытательных маневров. В результате такого шага Индии в 2019 году образовалось 400 осколков космического мусора.
В космосе будет только больше людей, и количество запусков спутников увеличится в пять раз в следующем десятилетии. В январе 2021 года только на одной ракете SpaceX Falcon в космос было запущено 143 спутника. Спутниковая интернет-система Starlink (от компании SpaceX) хочет вывести на орбиту 12000 спутников в течение следующих пяти лет. Все это дополнительное оснащение значительно увеличивает возможность столкновений и страшного синдрома Кесслера.
Что такое синдром Кесслера?
Это катастрофическая цепочка событий, в которой спутник разбивается осколком космического мусора (или сталкивается с другим спутником), в результате чего обломки уничтожают еще больше спутников, создавая больше мусора, и так далее практически до бесконечности. Это похоже на эффект домино — одна часть падает, а затем уносит с собой все остальное. Синдром назван в честь ученого НАСА Дональда Кесслера, описавшего возможную проблему еще в 1978 году.
Согласно докладу Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) об устойчивости космического пространства за 2020 год, синдром Кесслера может сделать определенные орбиты непригодными для деятельности человека. Скорее всего, будут отключены интернет, метеостанции и услуги связи.
Насколько мы близки к этому?
В отчете ООН за 2013 год прогнозировалось, что катастрофические столкновения могут происходить каждые пять-девять лет в течение следующих двух столетий.
Однако это уже происходит. В 2009 году спутник телефонной связи «Иридиум» столкнулся с заброшенным российским военным спутником «Космос 2251», уничтожив оба космических объекта. Это событие произошло примерно на той же высоте, что и одна из самых больших будущих опасностей: восьмитонный спутник наблюдения и исследования Земли из космоса «Энвисат» от Европейского космического агентства. Он будет оставаться на орбите в течение следующих 150 лет, и вероятность столкновения за это время с другим куском космического мусора составляет от 15 до 30 процентов.
Синдром Кесслера не обязательно должен проявляться быстро. Эти удары могут стать первыми и повлекут за собой остальные (эффект домино), количество аварий со временем значительно возрастет.
Что мы можем сделать?
Лучшее регулирование новых запусков могло бы помочь с этой проблемой, поскольку сейчас это в некоторой степени бесплатно для всех. Существуют определенные правила для уменьшения опасности, например, правило спуска с орбиты по прошествии 25 лет для миссий на низкой околоземной орбите. Однако в отчете ЕКА об окружающей среде космического мусора говорится, что менее 60% тех, кто летает на низкой околоземной орбите, в настоящее время придерживаются правил. Штрафы для нарушителей должны быть более жесткими. Необходимо прекратить преднамеренный взрыв спутников.
Усиленный наблюдение существующего космического мусора тоже помогает, потому что активные спутники можно увести с курса столкновения, запустив маленькие двигатели. Однако с мертвыми спутниками уже ничего нельзя сделать для предотвращения столкновений.
Вот почему многие призывают к уборке в космосе. В 2018 году английская миссия RemoveDebris испытала на орбите космический мусорный гарпун. Европейское космическое агентство заказало первую в мире миссию по уборке мусора — ClearSpace-1. Она будет запущена в 2025 году и попытается вывести с орбиты верхнюю ступень ракеты, брошенную там еще в 2013 году.
