«Российские космические системы» почистят орбиту от мусора
Одной из самых серьезных проблем для освоения ближнего космоса являются находящиеся там уже неработающие объекты – так называемый «космический мусор».
Проблема очистки околоземного пространства от мусора актуальна не только из-за риска загрязнения окружающей среды, но также и из-за опасности столкновения с ним действующих спутников.
Такое бывает очень редко, несмотря на это, подобные события несут катастрофические последствия. Примером может быть случай столкновения двух спутников в космосе – 10 февраля 2009 года подобное случилось над Таймыром на высоте в 789 км. Под прямым углом столкнулись работоспособный американский спутник оператора спутниковой связи «Иридиум-33» и нерабочий российский военный спутник «Космос-2251». Оба объекта в результате столкновения разрушились, образовав огромное количество обломков, которые также стали представлять опасность.
Борьба с космическим мусором крайне сложна по причине того, что на высоте его расположения атмосферное давление чрезвычайно мало, и он может находиться на своей орбите практически неограниченное время. Вопреки распространенному мнению, на высоте полетов космического мусора (500-700 км) невесомости нет, ускорение свободного падения (g) всего лишь на 15% ниже, чем на ее поверхности. Однако поскольку эта сила полностью уравновешена скоростью движения, тело не падает на Землю.
На околоземной орбите суммарная масса космического мусора составляет порядка восьми тысяч тонн, основная масса которого приходится на нерабочие спутники. Остальное же представляет собой преимущественно отработанные ракеты-носители и другие фрагменты космических кораблей. По данным NASA, на земной орбите в настоящее время находятся порядка 2 200 действующих и свыше 5 тысяч не работающих искусственных спутников, а также порядка 14 тысяч крупных фрагментов космического мусора. Если же брать и мелкие фрагменты, которые представляют потенциальную опасность, то их приблизительно 750 тысяч – если диаметр фрагмента более 1 сантиметра, он уже опасен. Отследить с Земли весь потенциально опасный космический мусор невозможно, а спутников в будущем будет куда больше – прежде всего, для более быстрой работы спутникового Интернета. Ожидается, что спустя десятилетие на орбите будет уже 18 тысяч спутников.
Для этого в России разрабатывается целый космический мусорособирающий комплекс-ловушка (официальное название – сборщик космического мусора, или СКМ). Разработки его ведут «Российские космические системы» (РКА), впервые аппарат был представлен на выставке «Архимед-2019».
Его задачей станет именно очистка околоземного пространства от старых аппаратов. Он не станет «стаскивать» мусор с орбиты, а будет адсорбировать старые спутники внутрь себя, что избавит от них околоземное пространство, а также нивелирует риск загрязнения окружающей среды, так как многие нерабочие спутники полностью неуправляемы, что не дает возможности осуществить контролируемый сход с орбиты.
Большинство спутников в настоящее время заканчивают свое существование входом в земную атмосферу, где они сгорают в результате тормозящего эффекта. Часть несгоревших фрагментов при этом часто достигает поверхности Земли, вместе с загрязняющими компонентами.
Для эффективной переработки мусора перерабатывающий комплекс имеет вид конуса с куполом. Пойманный спутник раздавливается и растирается, а затем комплекс может перейти к следующему спутнику, использовав полученное топливо. Несгораемые остатки спутников будут накапливаться в сборнике наподобии пылесборника обычного пылесоса.
Наиболее опасный в экологическом отношении компонент спутника – топливо. Всем известно, что для достижения первой космической скорости (7,9 км/с) нужна огромная энергия, которую дает только ракетное топливо. Поскольку в космосе вакуум, то для создания тяги нужен не только восстановитель, но также и окислитель для него. Результатом является то, что ракетное топливо, как правило, основано на высокотоксичных компонентах, например – 1,1-диметилгидразине (гептил). Его неотработанные запасы остаются внутри спутника.
Извлечь их из него можно, если раздавить спутник. Далее этим топливом можно воспользоваться в дальнейшем и для движений перерабатывающего комплекса. Предполагается, что мусорная космическая станция будет медленно двигаться снизу вверх, с высот в 400 до 1500 км, после чего выполнит свою миссию и останется на своей орбите бессрочно, иначе его сход с орбиты вызовет попадение всех останков спутников на Землю.
Стоимость создания аппарата составляет 7,5 миллиардов рублей. Заявка на патент будет подаваться в две стадии: на внутренний вид комплекса – в 2018 году, а на внешний вид – в 2019 году.
Опубликовано 01.04.2019