На данный момент пилотируемые галлактические корабли и галлактические станции стали для нас уже практически обыденным явлением. И хотя исследование космоса, безусловно, значимый и нужный шаг прогресса людской цивилизации, освоение четвертой сферы обитания повлекло за собой и все негативные черты техногенной деятельности человека. В атомный век были засорены большие места Земли, на чистку которых требуются многомиллиардные издержки. Сейчас оказалось засоренным и околоземное место, очистить которое куда более трудно и недешево. С 1957 по 1998 год только Наша родина и США произвели около 5 000 запусков, еще несколько сотен запусков были осуществлены и другими странами. На орбитах различных высот побывало несколько 10-ов тыщ объектов различного предназначения. А ведь любой из запусков оставляет в космосе собственный след: это и остатки ракетоносных систем, и оборудование с потерпевших беду тестов, спутники и галлактические аппараты, выработавшие собственный ресурс, но совсем не исчезнувшие с орбиты безо всяких следов. Они все успели сформировать вокруг Земли целый «музей» разных галлактических технологий.
Нужно сказать, что отработавшие на высоте 1 000 км спутники могут продолжать свое существование в течение многих сотен лет, при этом, чем выше их орбита, тем продолжительнее срок «жизни» этого мертвого груза. С течением времени же они разрушаются, пополняя мусорное скопление, роящееся вокруг нашей планетки. Самыми старенькыми из таких остатков являются осколки второго южноамериканского спутника, запущенного еще в 1958 году. Собственный вклад в повышение огромной галлактической свалки заносят и астронавты, теряющие при выходе в открытый космос такие житейские предметы, как перчатки, отвертки и даже кинокамеры. Мусорные мешки, использованные за период эксплуатации станции «Мир», тоже кружат в этом вихре. Даже краска летательных аппаратов, разрушаемая в грозных критериях космоса, способна создавать галлактические «песчинки», которые носятся вокруг Земли и «обстреливают» все, что встречается на пути.
Большая часть обломков находится в самых применяемых высотных поясах, именуемых LEO — низкая земная орбита (высота до 2000 км от земной поверхности), где работает Интернациональная Галлактическая Станция, и GEO — геостационарная земная орбита (около 36 000 км).
Наибольшая плотность обломков (один объект размером больше 10 см на 100 млн. куб. км) наблюдается на высотах 850, 1000, 1500, 20 000 и 36000 км. Невзирая на то что плотность на всех орбитах примерно схожа, поток мусора существенно больше на LEO, потому что сама орбита существенно меньше и объекты на ней владеют большей скоростью.
Полезное население больших орбит составляют телекоммуникационные спутники связи, научные, военные и метеорологические спутники. С 1963 года на высочайшие орбиты было запущено 400 спутников, около 100 из их все еще активны, 200 уже не работают, и все же большая часть из их все еще остается на орбите. Там же находится еще около сотки верхних ступеней ракет и других объектов, найденных в процессе исследовательских работ. Спецам понятно по последней мере о 3 — 4 взрывах, произошедших на этих орбитах, но вот их предпосылки так и не установлены.
Больший вклад в засорение галлактического места занесли Наша родина и США. На июнь 2000 года записанно 8 927 больших искусственных объектов, находящихся на орбите, из их: 2 671 единиц — это спутники как действующие, так и отработавшие, 90 — галлактические зонды и 6 096 единиц галлактического мусора, за 5 000 из их США и Наша родина несут ответственность в одинаковой мере. Реальное число орбитальных обломков размерами от 1 до 10 см оценивается в 100 000, а наименее 1 см — в 10-ки миллионов.
Атмосфера нашей планетки содействует очищению низких орбит, вызывая неспешное торможение объектов и постепенное возвращение их в атмосферу, где они сгорают. Согласно данным NASA, за период с 1992 по 1996 год возвратился в атмосферу 331 объект площадью до 1 кв. м. Такие возвращения не представляют риска. Катастрофы, подобные неуправляемому спуску галлактической станции «Skylab» в 1979 году, когда 20 тонн обломков было рассеяно на большом пространстве над Индийским океаном и Австралией, очень редки.
Но самым массивным источником искусственного загрязнения космоса являются самопроизвольные взрывы на орбитах, которые могут порождать сходу несколько сотен только больших обломков и еще большее количество маленьких. Одна из обстоятельств таких взрывов состоит в том, что в топливных баках галлактических аппаратов после окончания их эксплуатации остается маленькое количество горючего. Топливные баки с течением времени разрушаются, а время от времени пробиваются какими-либо кусками галлактического мусора, самовоспламеняющиеся же составляющие горючего, смешиваясь, взрываются. Примером тому служит взрыв 2-ой ступени ракеты «Дельта», произошедший в 1973 году. А вообщем с 1961 года, когда было зафиксировано 1-ое в космосе разрушение объекта, на орбитах их взорвалось более 130.
Сведения о заселенности околоземного места объектами искусственного происхождения поступают из особых Служб контроля галлактического места, функционирующих как в Рф, так и в США. Они обустроены радиолокационными, оптическими и оптико-электронными системами слежения. В их задачки входят наблюдение, отождествление и каталогизация искусственных объектов. Русские и южноамериканские сборники содержат их около 9 000. Приобретенная Службами контроля информация употребляется для анализа состояния экологической обстановки в космосе.
Не считая того, в обязанности этой службы заходит обеспечение конкретной безопасности галлактических полетов методом предупреждения о вероятных столкновениях, также определение принадлежности фрагментов галлактических объектов. Это помогает найти вклад различных государств в засорение космоса и степень их вины на основании Конвенции, принятой 1 сентября 1982 года.
Но, к огорчению, наблюдениям доступны далековато не все осколки, составляющие галлактический мусор. Наземные радиолокационные системы могут обнаруживать только те объекты, поперечник которых на высоте до 2 000 км составляет более нескольких см, оптическим же телескопам доступны объекты от 1 м на высотах в несколько 10-ов км. Все другие объекты находятся вне зоны контроля, хотя и их количество, и большие скорости, с которыми они мчатся вокруг Земли, представляют для людской активности в космосе опасность более чем реальную.
А ведь очень длительное время неувязка засорения космоса рассматривалась в чисто теоретическом нюансе. Земные орбиты казались очень большими и пустыми для того, чтоб быть засоренными. Но число запусков росло с каждым годом, а как следует, росла и заселенность орбит. Довольно сказать, что с 1980 года количество галлактического мусора возросло в два раза. И этот рост может негативно сказаться на безопасности полетов как пилотируемых, так и автоматических галлактических аппаратов, в особенности же таких дорогостоящих и долгоживущих, как орбитальные станции. Хотя пока возможность столкновений в космосе сравнимо невелика, она может возрасти, когда на небе станет очень тесновато. Так, к примеру, на период с 2001 по 2002 год был намечен пуск практически 300 спутников, что на 75% больше, чем за два прошлых года.
Судя по российским и забугорным данным, уже сначала этого века следует ждать существенного возрастания засорения близкого космоса, тогда и возникнет настоящая угроза столкновения уже меж самими элементами галлактического мусора. Самую большую опасность в космосе представляют объекты с поперечниками от 1 до 10 см. Не достаточно того, что их сильно много и они носятся вокруг Земли с большими скоростями — до 10 км/с, они еще недосягаемы для обнаружения Службами контроля, представляя собой истинные «айсберги» на орбите. Столкновение с ними при условии большой населенности орбит может привести к чертовским последствиям. О том, какую опасность представляют частицы краски, чуть различимые человечьим глазом, свидетельствуют уже произошедшие повреждения иллюминаторов на «Салюте-7», станции «Мир» и на американских многоразовых кораблях «Шаттл», на которых за время их эксплуатации пришлось поменять уже несколько 10-ов окон ценой по 40 000 баксов каждое.
Суровым предупреждением является и повреждение французского мини-спутника куском от взрыва третьей ступени ракеты «Ариан», произошедшее в 1996 году.
Неувязка галлактического мусора обещает обрести совсем особенный нрав в связи с пуском Интернациональной Галлактической Станции (МКС), которая будет самым большим объектом, собранным в космосе. Чуть ли ее работа в критериях окружения множеством галлактического мусора может быть комфортабельной и неопасной.
Орбиту МКС пришлось изменять уже два раза, чтобы избежать столкновения с летающими мусорными кусками.
А поэтому конструирование таких объектов, как МКС, содержит в себе исчерпающий анализ защиты. Любая часть галлактической станции изучается раздельно, зависимо от того, как она уязвима для ударов. Защита строится, исходя из самых современных материалов. Инсталлируются особые защитные экраны, которые наращивают вес станции и ее цена. Такие же способы используются и на галлактических «челноках».
Но, как понятно, избавиться от загрязнения среды еще труднее, чем предупредить его загрязнение. Для сдерживания этого небезопасного процесса требуется безотложная работа и принятие особых мер всеми участвующими в освоении космоса государствами. Уже три раза представители этих государств собирались на особые форумы, посвященные дилеммам галлактического мусора. На их детально рассматривались компьютерные модели, предсказывающие рост обломков в дальнейшем, дискуссировались результаты послеполетных исследовательских работ специальног спутника, запущенного Галлактическим агенством NASA для исследования столкновений с мусорными кусками. Этот спутник с 1984 по 1990 год подвергался ударам 10-ов тыщ маленьких галлактических обломков и потом был возвращен на Землю при помощи «Шаттла». Подымалиь вопросы, связанные с риском для Земли от возвращаемых объектов, также с тем, как уменьшить количество мусора и обезопасить космос.
А потому что его очищение в текущее время не представляется вероятным ни на техническом уровне, ни экономически, то все совместные усилия должны быть ориентированы на то, чтоб меньше мусорить. Для этого нужно: предотвращать самопроизвольные взрывы в космосе, другими словами избавляться от остатков горючего при окончании работы галлактического аппарата, и уменьшить срок пребывания отработавших объектов до 25 лет; запретить намеренные разрушения галлактических объектов, находящихся на орбите, производимые время от времени для предотвращения падений больших несгоревших частей галлактического объекта в населенные районы планетки; уводить отработавшие спутники с обширно применяемых заселенных орбит на более высочайшие и не достаточно применяемые орбиты, другими словами, сделать «кладбище галлактических отходов». Хотя этот процесс очень проблематичен и связан с тем, что изменение орбиты спутников просит определенного резерва горючего (от 5 до 15% от массы объекта), что тянет дополнительные издержки (по 20 000 баксов на каждый килограмм). Если спутник весит 1 000 кг, то сведение его с орбиты обойдется в 2 000 000 баксов. Дело осложняется и тем, что в ближайшее время значительную долю галлактических запусков составляют пуски коммерческие, осуществляемые из Европы и Рф, и личные компании чуть ли пойдут на настолько впечатляющие издержки. Тем паче что ни одна из их не берет на себя никаких обязанностей по ограничению галлактических обломков. Некие компании запускают целые скопления спутников (до 300 единиц) на низкие орбиты, нисколечко не тревожась о вероятных столкновениях меж ними.
Муниципальные же галлактические агентства повсевременно проводят огромное количество исследовательских работ вероятных методов и средств по чистке от мусора околоземного места. Ведь на данный момент на околоземной орбите находится более 2 000 пассивных объектов огромных размеров, служащих возможными источниками роста еще большего количества маленьких обломков, а поэтому было бы хорошо удалить их из космоса. Рассматриваются варианты использования, с одной стороны, галлактических «челноков» для захвата и транспортировки больших объектов, а с другой — галлактических лазеров, для ликвидирования более маленьких. А пока инженеры и ученые, работающие над этим проектом, хотят испытать лазер на Гавайях. Если им получится на высоте 2 000 км найти объект размером с теннисный мяч и удержать на нем лазерный луч, невзирая на турбулентность атмосферы, это будет огромным фуррором.
Так что будем возлагать, что благодаря совместным усилиям ведущих галлактических держав неувязка галлактического мусора будет удачно решаться, а безопасность галлактических полетов — непреклонно повышаться.
Людмила Князева, кандидат физико-математических наук
ужс я даже не могу представить как это больно 