Космическите отпадъци може да се превърнат в нов глобален проблем. Веднъж попаднали в Космоса, те с времето стават толкова много, че вече няма да можем да изстрелваме нови сателити.
Какво е космически боклук
Космическият боклук са твърди отпадъци от космически дейности. Те включват неработещи сателити, изстреляни от човек след 60 години изследване на Космоса, втората и третата степен на ракети-носители (първата обикновено пада в Тихия океан), бустерни блокове и фрагменти от сателити след експлозия или сблъсък, например фрагменти на корпуса - така се появяват космическите отпадъци.
Учените са изчислили, че сега в Космоса има почти 128 милиона парчета космически боклук, по-големи от 1 мм, и 34 хиляди частици, по-големи от 10 см. Всичко по-малко от 1 мм е изключително трудно за изчисляване, някои учени говорят за трилиони такива частици. Около 3000 сателита се повредиха поради отломки и сами се превърнаха в космически отломки.
Астрономите могат да проследяват само големи фрагменти, тъй като скоростите на частиците може да достигне до 14 км/с (в зависимост от орбитата). Сега Русия и САЩ наблюдават 23 000 космически обекта с размери над 10 см, а каталогизираните са още по-малко - 17 000. В същото време 95% от каталога на космическите обекти са космически отпадъци.
Проблеми и заплахи заради космическия боклук
Степента на опасност от космически отпадъци се определя основно от три фактора:
- Колко време са космическите отпадъци в орбита;
- Каква е скоростта на движение;
- Голяма ли е сложността на обезвреждането на космическите отпадъци?
Основният проблем на кризата с отломките в Космоса е повредата на работещи сателити при сблъсък с космически отломки. Поради високите скорости опасни са дори частици под 1 см, те могат да пробият антиметеоритната защита на орбиталната станция. При сблъсък с обект, по-голям от 10 см, всеки космически кораб или станция е гарантирано унищожена.
През май 2016 г. частица от космически боклук с размер стотна от милиметъра влетя в Международната космическа станция (МКС) и остави на МКС чип с диаметър около 7 мм. За да предотврати по-опустошителни последици, МКС трябва редовно да променя орбитата си, избягвайки отломки.
Въпреки че малките отломки не водят до катастрофални последици, опасността от тях се крие в гигантския им обем, неконтролираното разпространение в пространството, голямата скорост и абсолютната непредсказуемост на сблъсъци. Сега около 99% от потенциално опасните обекти изобщо не се контролират поради малкия си размер и огромни скорости.
Учените предполагат, че в един момент вече няма да можем да пускаме нови сателити в орбита, тъй като те ще бъдат изцяло заети от космически отпадъци.
Смята се, че космическите отпадъци не падат на Земята, но това не е съвсем вярно. За отработените големи спътници и товарни кораби на Земята в Тихия океан има гробище, където са наводнени, тъй като не изгарят в атмосферата. Това място се намира в южната част на Тихия океан близо до Пойнт Немо, най-вътрешното място на Земята. Над това място е забранено да летят и плават кораби. Така проблемът с космическите отпадъци се превръща в проблем със земните отпадъци. От 1971 г. до 2016 г. там са заровени най-малко 260 устройства.
Има ли решение на проблема с космическите отпадъци
Говоренето за това, че космическите отпадъци ще се превърнат в сериозен проблем, започна през 60-те години на миналия век, в зората на космическите изследвания. Но досега те не са измислили реална възможност за масово отстраняване на отломки от околоземни орбити. Има програми за премахване на космически отпадъци, но те са изолирани и не решават проблема. Само големи отломки, тоест повече от 20 см, могат да бъдат премахнати, с обекти под 10 см има големи трудности.
Тъй като съществуващите технологии не са в състояние да изчистят Космоса от отломки, космическите агенции започнаха да се фокусират върху превенцията. За новите устройства са представени стандарти, например на борда на космическия кораб е положен ресурс, така че да могат да избегнат сблъсъци с отломки. Те също са оборудвани с броня, която предпазва от космическите отпадъци, но само от малки.
Към днешна дата работеща технология за събиране на космически отпадъци е извеждането на стари сателити в съседни орбити. Това може да стане с помощта на космически кораби-нашественици, които теглят отломки в орбити за изхвърляне. Освен това отработените сателити могат сами да напуснат местата си с останалото гориво. Но тези методи не се използват широко.
Сега астрофизиците са изправени пред задачата как да се отърват от отломките в геостационарната орбита или пояса на Кларк. Намира се точно над екватора на Земята на разстояние 35 786 км. Тази орбита е много привлекателна за изстрелване на сателити, тъй като самолетите в нея изискват по-малко гориво и покриват много повече от земната повърхност, отколкото в други орбити. Броят на сателитните станции в геостационарната орбита обаче е ограничен - те са около 180. Освен почистването на геостационарната орбита, важно е премахването на космическите отпадъци в близост до МКС, тъй като станцията е скъпа и много уязвима.
Най-новите разработки
Японската компания Astroscale се надява да реши проблема с малък правоъгълен сателит (широк 110 см и дълъг 60 см) с магнитни панели, които ще привличат целия боклук. Като част от планираните тестове през пролетта на 2021 г. този сателит трябва да събере имитация на отломки и след това да отиде в околоземна орбита и да изгори заедно с цялото намагнетизирано добро.
Европейците също се притесняват от почистването в орбита. Така изкуственият спътник RemoveDebris, разработен от британски инженери, излезе в космоса през 2018 г. и успешно улови едновременно две демонстрационни цели от различен калибър - с импровизиран харпун и с помощта на специална мрежа. Мисията му ще бъде продължена от швейцарския стартъп ClearSpace-1 - през лятото на 2020 г. започна работа по проектиране на системите на апарата за почистване на космически отпадъци. Космическият портиер ще трябва да разпознае обекта с помощта на сензори, да се приближи, да хване отломките с четири манипулаторни ръце и да премахне събраните отломки от орбита. Все още няма апарат, но целта вече е налице - целта ще бъде отработената степен на европейската ракета Вега. Основно почистване е предвидено за 2025 г.
През 2019 г. учени от холдинга Russian Space Systems представиха проект за сателит за ловец на космически отпадъци (SCM). Авторът на проекта, инженер-изследовател Мария Баркова предложи не само да събира боклука с помощта на мрежа, но и да го преработва в гориво, с което колекторът ще се „храни“. Всъщност това устройство ще действа като хищник, който ловува боклук, за да получи допълнителна енергия.
Стартъпът StarRocket предлага да се използват прости неуправляеми спътници с тегло до 100 кг като чистачи. Цялата сол в пеногенератор, подобен на този, от който се получава полиуретанова пяна. С помощта на такова устройство устройството, подобно на паяк, ще улови отломките с лепкава мрежа и след известно време ще се спусне от орбита заедно с „жертвата“.
Между другото, възможно е дори космическият боклук действително да бъде полезен. Разработват се обещаващи проекти, позволяващи космическите отпадъци да могат да бъдат полезни за 3D печат в бъдеще.
Вижте още кой бълва най-много космически боклук.
Коментари