Что такое космический мусор и чем он опасен

Выйдите вечером на улицу и посмотрите на Луну в телескоп — вы увидите множество кратеров. Никто до сих пор не знает, как они появились.
Некоторые из них образовались недавно. Ученые обнаружили на Луне двойной кратер, который появился по странной причине. В Луну врЕзалась ракета. Неясно, кому она принадлежала и почему оставила такой след. Если бы туда упала обычная ракета, она бы оставила одно углубление. Стандартная космическая ракета имеет тяжелый двигатель с одной стороны и более легкий топливный бак с другой. У этой ракеты обе части были тяжелые, раз она оставила двойной кратер. Это странно. Непонятно, что это было, и владелец ракеты пока не объявился.
Возможно, это была часть большой трехтонной ракеты, которая летала в космосе в течение нескольких лет. Сначала астрономы думали, что она принадлежит Space X, но компания это опровергла. Также была версия, что ракету запустил Китай, но и это оказалось неверным. В ближайшем будущем специалисты NASA надеются выяснить правду. Проблема с отслеживанием таких ракет и космического мусора заключается в том, что это довольно дорого. Компании не готовы тратить слишком много денег. Но скоро ситуация изменится. Людям придется тратить миллиарды долларов на отслеживание мусора и его уничтожение, поскольку в космосе становится слишком тесно.


Космическим компаниям придется решить эту проблему, ведь она представляет серьезную опасность для спутников и космических аппаратов. Только взгляните. В космосе летают миллионы частей спутников и ракет. Некоторые из них размером с баскетбольный мяч, другие — крошечные, как капля дождя. Общий вес всех этих обломков составляет около девяти тысяч тонн. Это почти на две тысячи тонн тяжелее Эйфелевой башни! Хорошо, весь этот мусор плавает там, ну и что? Проблема в том, что он не просто плавает. Он движется со скоростью двадцать восемь тысяч километров в час. На поверхности нашей планеты теннисный мяч при такой скорости развалится на части из-за сопротивления воздуха. Но в космосе воздуха нет. Ничто не мешает крошечному кусочку металла разогнаться в двадцать раз быстрее скорости звука.
Кусок краски на такой скорости может легко повредить обшивку космического корабля. Однажды несколько иллюминаторов шаттла пришлось менять из-за повреждений, вызванных летящими кусками краски. А теперь представьте, что сделает с космическим кораблем кусок металла размером с баскетбольный мяч! Он может обрушить Международную космическую станцию! Многие спутники были уничтожены врезавшимся в них космическим мусором. Взрываясь, эти спутники разлетались на тысячи мелких частей, которые также превращались в опасные летающие объекты. Например, в тысяча девятьсот девяносто шестом году фрагмент ракеты, поврежденной десятью годами ранее, врезался во французский спутник. В две тысячи девятом году вышедший из строя космический аппарат уничтожил другой коммерческий спутник. В результате появилось около двух тысяч трехсот отслеживаемых фрагментов, а также множество крошечных неотслеживаемых.



Сегодня операторы спутников получают предупреждения о возможных столкновениях с космическим мусором. Но часто эти сообщения либо неточны, либо доходят до операторов слишком поздно. Представьте, что в сторону вашего спутника на огромной скорости летит винт. Времени увернуться не будет. Но, возможно, он вообще не попадет в ваш спутник. Такая неопределенность делает датчики предупреждения бесполезными. Проблема становится гораздо серьезнее, когда речь идет о членах экипажа МКС. Прочный скафандр не может гарантировать защиту от летящих обломков. Да и сама станция слишком велика, чтобы уклоняться от крупных объектов. Чтобы обезопасить астронавтов, ученые составляют каталог предметов размером с мяч или больше. Они отслеживают тысячи фрагментов и анализируют их траектории, материал и размеры. Затем они используют метод «коробки из-под пиццы», чтобы увернуться от мусора.
Это неофициальное название воображаемого квадрата, который используется для расчета риска столкновения с космическим мусором. Представьте себе гигантскую коробку из-под пиццы. Ее глубина — четыре километра, а длина и ширина — пятьдесят километров. Теперь поместите в эту коробку всю Международную космическую станцию. Да, хорошо, можно с пепперони. Если какой-то космический объект направится к краю коробки, экипаж начнет разрабатывать план действий. Размер коробки довольно велик по сравнению со станцией, так как рассчитать траекторию движения обломков трудно. Если что-то может приблизиться к коробке, то оно может повредить Станцию. Получая сигнал о приближении мусора, операторы запускают анализ. В зависимости от полученных данных экипаж начинает действовать определенным образом. Если это что-то небольшое и направляется к какой-то части МКС, астронавты должны эвакуироваться из этой части. А после этого они проведут там ремонтные работы.



Если приближается что-то большое, вся Станция может совершить маневр уклонения с помощью двигателей или пристыкованных космических кораблей. Один такой трюк требует пяти часов напряженной работы. Станция — большой неуклюжий корабль, поэтому важно знать об угрозе заранее. С тысяча девятьсот девяносто девятого по две тысячи двадцатый год МКС совершила двадцать девять маневров, чтобы избежать столкновений. Три из них произошли в две тысячи двадцатом году. И их будет больше, поскольку количество мусора увеличивается. Если какой-то объект окажется слишком большим и быстрым и сможет повредить критически важные компоненты, а увернуться от него будет невозможно, экипаж придется эвакуировать. В будущем NASA и другим космическим агентствам придется думать о том, как уничтожить этот мусор или убрать его с орбиты. Один из вариантов — ловить всё обширными космическими сетями. Одно агентство предложило разработать солнечный парус, который будет зацеплять мусор и выводить его на низкую орбиту. Другое хотело использовать электродинамический кабель, чтобы замедлить скорость космического мусора с помощью тока. Этот маневр заставит мусор двигаться к поверхности Земли и сгорать в атмосфере.
Но что, если одна из этих частей всё же достигнет земли? Даже сейчас многие части спутников падают на Землю. К счастью, это не так опасно. Вероятность того, что космический мусор упадет на ваш дом, минимальна. Кроме того, семьдесят процентов нашей планеты покрыто водой. Из оставшихся тридцати процентов только от трех до десяти процентов заняты людьми. Почти весь космический мусор падает в океан или на незаселенные участки суши. Но, допустим, какая-то часть спутника повредит вашу собственность. В этом случае компания, владеющая этим космическим объектом, покроет убытки.



Такие случаи редки и происходят из-за аварий на орбите. Но иногда компании намеренно отказываются от своих спутников. Если космический аппарат вышел из строя, его выключают, используют оставшееся топливо, чтобы замедлить его сход с орбиты, и сбрасывают в безопасном месте. Почти все такие объекты попадают в район кладбища космических аппаратов. Оно расположено в самой удаленной точке Земли — Точке Немо в южной части Тихого океана, к востоку от Новой Зеландии. Ближайший остров находится на расстоянии более тысячи шестисот километров. Расстояние до Международной космической станции гораздо меньше. Добраться до этого места непросто, поскольку туда не ходят корабли. Итак, большинство спутников оказываются в районе, где море выглядит бесконечным. Океан поглощает взрывные волны любой мощности без последствий. Даже если упавший корабль или ракета вызывают гигантскую волну, она рассеивается задолго до того, как достигнет суши.
Рыбы и другие морские обитатели также не подвергаются риску. Точка Немо — один из наименее населенных районов на Земле. Подводные течения разносят питательные вещества по всему океану, и ими питаются крошечные живые существа, такие как фитопланктон и другие организмы. Но эти течения не достигают точки Немо. Другой способ переноски питательных веществ в океане — ветер. Но в Точке Немо ветра почти нет. В этом месте не хватает пищи, чтобы могли развиваться крупные формы жизни. Только представьте, как там одиноко и тихо. Иногда эту тишину нарушает ракета, которая на огромной скорости врезается в воду и опускается на морское дно, где ее ждут тысячи других спутников.