Космический мусор и исходящие от него угрозы: канадский астронавт Крис Хэдфилд предлагает решения

Со времени вступления человечества в космическую эру, с середины 20-го века, мы запустили в космос тысячи ракет и в несколько раз больше спутников. При этом с годами значение и важность запускаемых спутников сильно изменились. Если сначала они имели чисто научно-исследовательское значение, то позднее запущенные спутники начали использоваться также для телекоммуникаций, определения местоположения, прогнозирования погоды и даже в шпионских и военных целях. И хотя значительная часть запущенных спутников давно вышла из строя и превратилась в космический мусор, тем не менее, по сей день, они вращаются на околоземной орбите.

Ненасытное желание человечества покорить космос за последние почти 70 лет привело к появлению на орбите планеты Земля мусорной свалки.

По данным Европейского космического агентства, с 1957 года на околоземную орбиту было выведено 16 990 спутников, 11 500 из которых продолжают оставаться в космосе. Некоторые спутники, которые за эти годы сталкивались друг с другом и превращались в тысячи обломков, увеличили количество космического мусора. В результате, по данным агентства за декабрь 2023 года, сегодня на околоземной орбите находится 36 500 обломков размером более 10 см, 1 миллион размером от 1 до 10 см и 130 миллионов обломков космического мусора размером от 1 мм до 1 см. При этом эти осколки движутся очень быстро: скорость может достигать около 29 тысяч километров в час, что примерно в 7 раз превышает скорость пули.

Такое большое количество космического мусора сегодня представляет серьезную угрозу безопасности как планеты Земля, так и для находящихся в космосе людей. Только представьте, что летящий с огромной скоростью осколок даже размером в несколько миллиметров может поразить Международную космическую станцию и привести к гибели всего ее экипажа.

Американская компания SpaceX, которая за последние годы запустила в космос несколько тысяч спутников Starlink с целью обеспечения доступа к интернету на Земле, сообщила в отчете за 2023 год, что ее спутникам за последние полгода пришлось совершить 25 000 маневров, чтобы избежать столкновения с обломками космического мусора. В компании подсчитали, что если тенденции к увеличению количества мусора сохранятся в том же духе, то в 2028 году спутникам Starlink придется маневрировать в течение того же полугодия уже 1 миллион раз.

На фестивале STARMUS в Братиславе канадский астронавт и инженер Крис Хэдфилд выступил с интересной речью о космическом мусоре и борьбе с ним. Он трижды совершал полеты в космос с разными миссиями. Кстати, Хэдфилд - первый канадец, ставший командиром Международной космической станции (МКС), а также первый канадец, побывавший в открытом космосе.

За месяцы, проведенные на МКС, он стал непосредственным свидетелем того, как обломки космического мусора врезались в стекло космической станции и повредили его. Если бы удар от обломков был чуть сильнее, он стал бы смертельным для него и других членов экипажа. Именно этому вопросу и его возможным решениям посвятил свое выступление на STARMUS канадский астронавт.

“Арменпресс” представляет наиболее интересные выдержки из этого выступления.

Как человечество накопило столько мусора на околоземной орбите?

Если мы посмотрим на историю нашей планеты, от начала до конца, то в первые 4,5 миллиарда лет у нас вообще не было космического мусора. Мы ничего не выводили на орбиту. Однако всего за несколько лет до моего рождения человечество научилось запускать ракеты в космос. В октябре 1957 года в космос было отправлено устройство размером меньше баскетбольного мяча, которое было примерно моего веса. Мы назвали его "спутник", маленький путешественник. Спутник все изменил, с него и началось образование орбитального и космического мусора. Спутник пробыл на орбите всего 3 месяца, затем высота его орбиты начала уменьшаться, и в конце концов он сгорел в атмосфере Земли.

Однако человечество начало задумываться: если мы можем отправить в космос спутник, то с таким же успехом можем отправить туда и спутники связи, метеорологические, шпионские, геолокационные и так далее. В конце концов, мы также отправили людей. Получается, с 1957 года мы отправили на околоземную орбиту большое количество аппаратов.

Их количество особенно сильно увеличилось за последние несколько лет из-за того, что полеты ракет стали дешевле. Например, SpaceX отправляет в космос тысячи спутников связи, обеспечивая всему миру доступ к интернету. Количество устройств, отправленных нами в космос, чрезвычайно велико. И часто они сталкиваются друг с другом на орбите. Например, в 2009 году два старых спутника столкнулись и превратились в 2 000 обломков мусора, которые до сих пор находятся там, наверху.

А потом правительства крупных стран задумались: а что, если мы захотим уничтожить вражеские спутники, как мы уничтожаем их беспилотники или самолеты? Мы называем их противоспутниковым оружием. Советский Союз начал это в 70-х годах, в 80-х к нему присоединились американцы, в 2000-х - китайцы, после них индийцы, а затем уже русские запустили свое противоспутниковое оружие. И проблема в том, что это оружие превращает один спутник в тысячи обломков.

Насколько велика угроза от космического мусора и что с ним делать?

Если бы вы жили на МКС, как мне выпало это счастье, вы наверняка не захотели бы, чтобы какой-нибудь обломок из космического мусора прошил стену станции.

В конце концов, какой-нибудь осколок мусора убьет всех на МКС. Вопрос в том, когда и как можно это предвидеть и что мы можем сделать в связи с этой проблемой.

Интересно, что прошлым летом было зарегистрирован самый насыщенный воздушный трафик по всему миру. В июле прошлого года в нашей атмосфере пролетело 135 000 самолетов. В сутках 86 000 секунд, что означает, что каждые 1,5 секунды в воздух поднимался один самолет. И даже в этих условиях ни один из них не врезался в другого. Причина, по которой ни один из 135 000 самолетов не врезался в другой, заключается в том, что мы обезопасили их, мы спланировали их полеты, мы можем отслеживать их курс, потому что у нас есть хорошие системы слежения. И если есть риск во что-то врезаться, они могут маневрировать, и, в конце концов, мы планируем их посадку. Значит, как мы можем взять эти идеи и применить их в случае орбитального мусора?

Как собирать космический мусор?

Одна из идей - отправиться в космос и очистить орбиту от крупных обломков мусора, таких, как обломки ракет, чтобы они не сталкивались друг с другом.

Наша компания под названием Astroscale уже успешно совершила полет, и наш специальный космический аппарат приблизился к космическому мусору - крупному обломку размером с ракету на орбите. Важной миссией первого полета было показать, что это работает, и в следующий раз они попытаются собрать мусор уже в космосе. Однако здесь возникает следующий вопрос: как собирать мусор в космосе?

Можно использовать что-то вроде больших щипцов, некоторые разрабатывают устройства, похожие на гарпун, другие - на сетку. Идей много. Однако мы должны сделать все это таким образом, чтобы и они, в свою очередь, внезапно не столкнулись в космосе и не образовали новые обломки мусора. Все эти методы применимы к кружащим на орбите крупным обломкам. А что делать с маленькими? Просто невозможно отправить в космос ракеты с целью сбора десятков тысяч осколков размером с кулак.

Одной из самых передовых в этом вопросе является идея создания больших лазеров, с помощью которых мы могли бы поражать космический мусор и испарять его. Подобные лазерные станции можно построить в разных точках мира, особенно в малолюдных местах, где нет интенсивного движения. Их использование семь дней в неделю, 24 часа в сутки позволит начать убирать беспорядок, который мы создали выше.

Привлекать или создавать ответственные структуры

Важно то, что сегодня мы знаем, как это сделать. Проблема в том, что это обходится слишком дорого. Кто-то должен платить за все это. Другой важный вопрос - необходимость регулирующего органа. Как мы можем назначить кого-то ответственным за все это?

Один из вариантов - преобразовать существующую организацию. Например, НАСА когда-то называлось Национальной консультативной комиссией по аэронавтике, оно занималось только вопросами самолетами. Однако в 1958 году, вскоре после запуска спутника, правительство США осознало, что им нужен орган, занимающийся не только аэронавтикой, но и космонавтикой, поэтому структура была переименована в Национальное агентство аэронавтики и космических исследований - НАСА. И тем самым были изменены обязанности структуры.

Структура, которая сегодня позволяет нам иметь безопасную коммерческую авиацию, когда-то называлась Международной комиссией по аэронавигации. Однако со временем, с появлением первых самолетов, она изменилась и теперь известна как Международная организация гражданской авиации, ИКАО. И какую замечательную работу они выполняют, обслуживая 135 000 самолетов в день. И эта структура действует в составе ООН. Может быть, мы могли бы изменить ее название на Международную гражданскую аэрокосмическую организацию. В этом вопросе нам нужно больше финансовых ресурсов и больше обязательств.

В то же время необходимо, чтобы лица, определяющие политику, занимались рядом других вопросов, например, кто координирует запуски ракет. Никто не должен летать в космос без лицензии - точно так же, как ни одному коммерческому самолету не разрешается летать без сертификата. Ракеты, летящие в космос, должны соответствовать всем требованиям безопасности.

Аракс Касян

Фото: Макс Александер /STARMUS