Почему космический мусор на орбите Земли предвещает катастрофу?

Сегодня человечество осваивает космос гораздо активнее, чем 50-60 лет назад, и это уже приводит к серьезным проблемам. Журнал Smithsonian рассказал, чем нам грозит космический мусор и почему засилье спутников на орбите может привести к катастрофе.

Участившиеся запуски ракет приводят к повышенной нагрузке на низкую околоземную орбиту — зону, которая и так забита десятками тысяч фрагментов старых железок, датируемых от периода холодной войны. В связи с этим эксперты предупреждают, что риск, представляемый космическим мусором, стремительно растет. Инциденты с падением мусора на жилые районы будут происходить чаще, и, рано или поздно, кто-то станет их жертвой.

За последние годы космический мусор падал в Австралии, Индонезии, Индии, Кот-д'Ивуаре, Уганде, Кении, Польше и нескольких штатах США. Помимо падения на Землю, объекты также могут сталкиваться друг с другом на орбите, что произошло, например, в 2009-м. Тогда произошло столкновение двух спутников коммуникации над Сибирью; подобные случаи генерируют еще больше мусора. Даже МКС в 2023 году пришлось дважды за одну неделю совершить маневры, чтобы уклониться от космического мусора.

Доклад, выпущенный ЕКА в апреле, отметил, что в 2024 году в атмосферу Земли повторно вошли 1 200 объектов. По меньшей мере 120 из этих инцидентов были неконтролируемыми — то есть, они упали на Землю в случайных местах. По словам агентства, на орбите находятся более 50 000 объектов диаметром свыше 10 сантиметров и 9 300 активных спутников.

Активность человека на орбите существенно изменилась, и большая часть этой активности приходится на коммуникационные спутники, предназначенные для широкополосного Интернет-подключения. SpaceX — лидирующая компания в этой сфере благодаря своему созвездию спутников Starlink. Сеть, запущенная в 2019-м, сегодня насчитывает более 11 000 работающих спутников. Amazon, тем временем, намерена запустить аналогичный проект — спутниковую систему Kuiper. А Китай уже начал развертку созвездия спутников Guowang, рассчитанную на 13 000 аппаратов, в декабре 2024-го.

Учитывая, сколько «железок» находятся на орбите, неудивительно, что их детали периодически падают. А во время падения они проходят через еще один плотно нагруженный регион — коммерческое воздушное пространство. Научная работа, опубликованная в журнале Scientific Report, предсказывает, что ежегодный шанс столкновения авиалайнера с фрагментом космического мусора составляет 1 к 4. Хотя ни одного подобного инцидента пока не было, в 2022 воздушное пространство над Францией и Испанией пришлось закрыть, поскольку 20-тонный фрагмент китайской ракеты вернулс�� в атмосферу.

Наконец, сама атмосфера Земли тоже подвержена риску. Из-за того, что ракеты состоят преимущественно из алюминия, при сгорании они вырабатывают оксид алюминия, способный повредить озоновому слою. Не говоря уже о том, что большинство ракет взлетают на ископаемом топливе, загрязняющем воздух при пуске.

Для спутниковых компаний сгорание аппаратов в атмосфере — меньшее из двух зол; лучше так, чем падение прямо на землю. Правда, сгорание космического мусора — само по себе немаленькая проблема. Первое поколение спутников Starlink начало сходить с орбиты, и они каждый день повторно входят в атмосферу. На данный момент сгорели уже более 1 000 спутников, и эта цифра оказывает беспрецедентную нагрузку на верхние слои атмосферы.

В связи с этим, по мнению научного сообщества, законы, регулирующие пользование космосом, начинают устаревать. Нынешние юридические нормы были рабочими 20 лет назад, но теперь они недостаточно эффективны для той активности, что наблюдается сегодня.

Многие фрагменты космического мусора продолжают падать в случайных точках, однако технологии для контролируемого повторного входа в атмосферу существуют. Правда, некоторые объекты находятся слишком высоко, чтобы сгореть в атмосфере, и тем самым просто занимают свободное место, что представляет опасность для космических аппаратов и других спутников. На высоте от 600 до 2 000 км над Землей нужно проводить целенаправленную уборку, и разные организации предлагают различные планы. Например, японская компания Astroscale недавно представила прототип «космического мусоровоза», а шведская ClearSpace при содействии ЕКА планирует специальные миссии.

В долгосрочной перспективе объекты на орбите следует подвергать переработке, причем она частично может проходить на самой орбите, с помощью космических станций. Таким образом, в идеале человечество должно наладить своего рода безотходную космическую экономику, которой вполне можно достичь к 2050 году.