Попытаемся разобраться, насколько опасен космический мусор для МКС, и что может сделать со станцией объект, размером в несколько миллиметров. Помогут нам в этом документальные фотографии.

Узнаете этот снимок? В 2016 году его сделал астронавт Европейского космического агентства (ESA) Тимоти Пик:

Что на орбите с космическим аппаратом может сделать “мусорная песчинка” (5 фото)

На снимке запечатлен скол от удара на одном из иллюминаторов модуля МКС «Купол». Диаметр вмятины 7 миллиметров, а оставил ее кусочек краски диаметром в несколько тысячных миллиметра, который двигался со скоростью не менее 27 000 км/ч.

Такой маленький объект не представляет угрозы для МКС и космонавтов (астронавтов). Иллюминаторы модуля «Купол» очень прочные, они состоят из четырех отдельных панелей из пуленепробиваемого стекла общей толщиной 10 сантиметров.

Теперь посмотрим на другое фото:

Что на орбите с космическим аппаратом может сделать “мусорная песчинка” (5 фото)

Перед вами солнечные батареи спутника Sentinel-1A Европейского космического агентства до и после столкновения с космическим мусором. Обратите внимание на правый снимок. Видите солидную вмятину? Она появилась из-за металлического обломка диаметром не более 1 миллиметра. Сама вмятина имеет размер 10 сантиметров.

Вот еще снимок:

Что на орбите с космическим аппаратом может сделать “мусорная песчинка” (5 фото)

Это алюминиевая защита критичных блоков космического аппарата. Во время испытаний, которые проводило NASA, в эту защиту был выпущен кусок 25-миллиметрового пластика, который врезался в нее на скорости 24 000 км/ч. В результате удара образовался “кратер” диаметром 13 сантиметров.

И последнее фото. Скриншот из видео:

Что на орбите с космическим аппаратом может сделать “мусорная песчинка” (5 фото)

Хотя испытания, которые были сняты на видео автором youtube-канала DemolitionRanch, и не соответствуют испытаниям уровня NASA, они показывают, насколько крупные повреждения могут оставлять быстро движущиеся объекты.

На снимке блогер показывает вмятину на алюминиевом блоке 17x17x17 сантиметров, которую оставил револьверный боеприпас .44 Magnum, выпущенный из пистолета с расстояния 15-20 метров. Калибр пули 11 миллиметров, масса 13 граммов, начальная скорость 1 627 км/ч; она образовала “кратер” диаметром более 20 миллиметров.

Россия и США 24 часа в сутки отслеживают движение 500 000 фрагментов космического мусора размером с декоративный стеклянный шарик и еще 20 000 размером больше яблока, а также просчитывают траекторию их полета. Космические агенства двух стран постоянно следят и за движением неработающих спутников, коих на орбите порядка 2 600 (данные на 2019 год). Орбиты этих зондов хорошо известны и внесены в специальный каталог.

Все фрагменты космического мусора, за которыми наблюдают специалисты, не представляют опасности для аппаратов, работающих на орбите: столкновения с ними можно избежать, переместив станцию, спутники на определенную высоту, либо рассчитав безопасный период времени для запуска ракеты.

Что на орбите с космическим аппаратом может сделать “мусорная песчинка” (5 фото)

Наибольшие проблемы создают мелкие объекты, которые пока невозможно отследить в силу технических причин. Вокруг Земли их летает сотни миллионов: это кусочки краски, металлические осколки, микрометеориты, все они могут легко повредить спутник, МКС или даже космическим корабль.

Чтобы хоть как-то уберечься от этих крошечных обломков и микрометеоритов, на МКС используют щиты Уиппла — многослойный щит, который располагается на некотором расстоянии от корпуса станции. Промежуток между листом щита и корпусом заполняют специальным материалом-наполнителем, который гасит энергию тела, пробившего внешний слой. МКС не вся покрыта этими щитами, лишь определенные ее части.

Космические шаттлы использовали другой способ защиты: челноки просто ориентировали так, чтобы их грузовой отсек был всегда обращен к Земле, это позволяло керамической теплозащитной плитке на внешней стороне отсека брать удар на себя и таким образом оберегать иллюминаторы кабины от столкновения с микрочастицами.

Крошечные объекты на орбите обладают огромной разрушительной силой. Кусочек краски может образовать вмятину на аппарате, в тысячи раз большую по размеру, чем сам этот кусочек. Частичка в несколько миллиметров вообще может вывести из строя спутник либо убить человека в открытом космосе.

Post Scriptum

Прежде чем люди начнут совершать космические путешествия на высоких скоростях, инженерам необходимо будет придумать эффективный способ защиты аппаратов от таких “мусорных песчинок”, разработать устройства, которые бы ослабляли силу удара и обладали способностью поглощать кинетическую энергию.