Околоземное пространство весьма захламлено, и ситуация продолжает усугубляться. Похоже, решение найдено — и, более того, испытано.
«Из-за своего неконтролируемого движения и скорости, превышающей скорость пули, космический мусор, вращающийся вокруг Земли, представляет серьезную угрозу — он увеличивает потенциальный риск столкновений со спутниками, которые поддерживают деятельность человека в космосе», — констатирует физик Кадзунори Такахаси из Высшей инженерной школы Университета Тохоку в Японии.
По его словам, большая часть предлагаемых методов удаления космического мусора требует непосредственного контакта с ним и создает угрозу неконтролируемого разброса обломков.
«В последнее время исследования сосредоточены на использовании плазменного двигателя для замедления мусора и его выталкивания с орбиты», — отмечает Такахаси.
На этом принципе основан и его подход, описанный в журнале Scientific Reports. Он состоит в том, чтобы спутник-уборщик сбивал мусор выбросом плазмы. Ее давление замедлит мусор, достаточно снизив его скорость, чтобы он сошел с орбиты — это займет около 100 дней.
Проблема в том, что сила плазмы, испускаемой спутником-уборщиком, создает сильную отдачу, отодвигая спутник от цели и уменьшая эффект замедления. Чтобы исправить это, Такахаси разработал «безэлектродный плазменный двигатель с двунаправленным выбросом плазмы». Как понятно из названия, эта установка выбрасывает две струи плазмы: одну в сторону целевого космического мусора, а другую — в противоположном направлении.
«Этот двигатель прикладывает к целевому объекту тормозящую силу, выбрасывая плазму, при этом другой плазменный шлейф в противоположном направлении снижает создаваемую им самим чрезмерную тягу», — объясняет ученый.
В двигателе применено специальное магнитное поле — так называемая «магнитная ловушка» — для концентрации тормозящей силы в направлении тяги.
Такахаси проверил свои теоретические выкладки в вакуумных камерах, имитирующих условия космоса. Он обнаружил, что двунаправленный выброс плазмы действительно балансирует двигатель, а конфигурация с магнитной ловушкой увеличивает тормозящую силу — это означает, что целевой космический мусор потенциально может замедляться гораздо скорее для схода с орбиты. Более того, работа двигателя на высоком уровне мощности в конфигурации с магнитной ловушкой утроила силу замедления по сравнению с ранее заявленными показателями. Что еще немаловажно, двигательная установка может работать на аргоне, который дешевле и доступнее обычных видов топлива.
«Это достижение представляет собой значительный технологический прогресс в разработке двигательной установки, способной эффективно и безопасно удалять космический мусор», — подытожил Такахаси.
В Китае разработали оружие против космического мусора
Детектор космического мусора для спутников испытали пушкой на Земле
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram