Головна / Всесвіт / Чим небезпечне космічне сміття?

Чим небезпечне космічне сміття?

Навколо Землі зі швидкістю до 30 тис. км/год обертаються 1,25 млрд фрагментів космічного сміття діаметром до 10 см.

Чим більше ракет і супутників запускають з Землі, тим вище ймовірність, що скоро про підкорення космосу доведеться забути. Навколо нашої планети зі швидкістю до 30 тис. км/год обертається 1,25 млрд уламків і шматків. І з кожним роком їх стає більше. Чому космічне сміття може знищити космічну індустрію і що з цим робити.

Скільки на орбіті космічного сміття

Згідно з недавнім дослідженням NASA, великі астероїди в останні 290 млн років стали падати на Землю частіше, ніж за попередні 700 млн років. Але це все одно відбувається раз на мільйон років. Так що в американському космічному агентстві рекомендують з цього приводу не турбуватися.

З-за чого варто турбуватися, так це з-за космічного сміття. Ця цифра — 1,25 млрд — приблизна. Вона отримана виходячи з закону збереження маси з урахуванням того, що приблизно 10% космічних об’єктів згорають в атмосфері.

У ARES, підрозділу NASA, який займається проблемою космічного сміття, оцінки куди більш скромні. За підрахунками американців, навколо Землі обертається 2,6 тис. непрацюючих супутників, 10 тис. об’єктів крупніше комп’ютерного монітора, 20 тис. фрагментів сміття більше яблука, 500 тис. — розміром зі скляну кульку і принаймні 100 млн фрагментів настільки малі, що їх неможливо засікти з Землі.

Чим небезпечні уламки супутників

Те, яку небезпеку несе навіть дрібне сміття на орбіті, яскраво ілюструє голлівудський фільм «Гравітація» з Сандрою Буллок і Джорджем Клуні. А також абсолютно реальна катастрофа, яка сталася 28 січня 2013 року з російським 7,5-кілограмовим науковим супутником BLITS. Пропрацювавши на орбіті чотири роки, він зіткнувся з фрагментом масою всього 0,017*0,019 г, який рухався зі швидкістю 8 км/год. І розвалився на частини.

І так гинуть зо три-чотири супутника кожен рік. Поки на орбіті їх працює більше тисячі, це не здається великою проблемою. Але те, чого найбільше бояться вчені — і що, можливо, вже відбувається, — це «каскадний ефект». Є теорія, що осколки одного розбитого  супутника в якийсь момент розколють інший супутник. Той у свою чергу розіб’є третій і так далі, поки всі космічні об’єкти на орбіті не перетворяться в смертоносну хмару з гострих металевих частинок і токсичного палива.

Проблема в тому, що така ланцюгова реакція може тривати роками — поки уламок кілька сотень разів обігне Землю, щоб зустрітися з черговим супутником. І спочатку запуск «каскадного ефекту» не буде помітний. А коли кількість супутників, що  виходять з ладу почне зростати в геометричній прогресії, буде вже пізно. Тоді землянам доведеться повернутися в 1970-ті, коли не було інтернету і навігаторів, а багатомільярдна телекомунікаційна індустрія перестане існувати.

Але набагато більше лякає обивателів, що космічне сміття може зруйнувати корабель, пілотований людиною. Поки що цього, на щастя, не відбувалося, але в травні 2016 року шматочок чи фарби, чи металу розміром в тисячні частки міліметра врізався в ілюмінатор МКС. Наскрізь скло він не пробив, але залишив вм’ятину діаметром 7 мм.

Небезпеки для тих, хто залишається на поверхні Землі, сміття на орбіті практично не несе. За розрахунками NASA, ймовірність того, що хтось отримає травму через падіння уламка з неба становить 1:3200. Найвідоміший випадок, коли сміття з космосу впало на людину, стався у 1997 році в Оклахомі. Жінка по імені Лотті Вільямс побачила під час прогулянки вогненну кулю і смугу в небі. А трохи пізніше відчула біль у плечі.

«Обернувшись, я побачила на землі якийсь дивний об’єкт. На дотик він був схожий на шматок тканини, але, коли я стискала його, він нагадував метал», — розповідала Вільямс, яка вирішила, що знайшла шматок впалої зірки.
Дізнавшись, що це фрагмент паливного бака ракети Delta II, яка запускала на орбіту супутник ВПС США, Вільямс розчарувалася. Однак, прийняла вибачення від заступника міністра оборони.

Падають на Землю і набагато більш великі об’єкти. Наприклад, у 1978 році на територію Канади впав радянський супутник «Космос-594» вагою близько 900 кг. Ніхто при цьому не постраждав.

Що з усім цим робити

Ніхто поки точно не знає, як утилізувати космічне сміття. Але з 1993 року, коли проблему вперше підняли на міжнародний рівень — генсек ООН заявив, що не буває засмічення національного навколоземного простору, тільки спільного, — з’явилося кілька теорій.

Вчені з різних країн пропонували:

  • Збирати уламки гігантськими металевими сітками;.
  • Буксирувати їх далі від Землі або змінювати їхні орбіти за допомогою іонних пучків, наземних лазерів;.
  • Випаровувати сміття лазерами, встановленими на супутниках;.
  • Відкидати їх величезними електромагнітами в земну атмосферу, щоб вони в ній згорали;.
  • Просто збирати його для подальшого перероблювання;.
  • Розсіяти навколо Землі хмару вольфрамового пилу товщиною 30 км, яке буде захоплювати дрібне сміття.

Економічно рентабельного і працюючого методу знищення космічного сміття на орбіті понад 600 км (там не позначається очищаючий ефект від гальмування об атмосферу) поки що немає. Хоч якісь обриси є у двох ідей.

По-перше, є швейцарський стартап CleanSpace. Вже кілька років він працює над апаратом, який буде виводити з орбіти відпрацьовані супутники. На сайті компанії довгий час було написано, що прибиральник буде запущений в 2018 році. Місяць тому стало відомо, що запуск відкладений до 2024 року.

У Федеральній політехнічній школі Лозанни, де базується стартап, зазначили, що головна складність — навчити апарат розпізнавати різні види об’єктів. Для початку — студентський наносупутник (10*10 см) SwissCube, який крутиться навколо Землі з 2009 року. Він стане першою жертвою CleanSpace One. За допомогою мережі апарат повинен захоплювати супутник в пастку.

Глава проекту Люк Піге (Luc Piguet) говорив, що, для того щоб знаходити супутники, CleanSpace One буде орієнтуватися на мерехтіння світла, яке відбивається від супутника при обертанні.

Розміри CleanSpace One, судячи з візуалізації, буде несильно більше, ніж у наносупутника, який стане його метою. У планах компанії — створити платформу, до якої буде кріпитися кілька таких чистильників. Вони повинні будуть прибрати понад 3 тис. частинок сміття з орбіти.

По-друге, на 2023 рік заплановано запуск апарату e.Deorbit, який створюється Європейським космічним агентством. І він буде значно більший, ніж CleanSpace One. Заявлена вага — 1,6 тис. кг.

Першою метою e.Deorbit стане найбільший супутник в історії, 26-метровий восьмитоний Envisat. Він був запущений для дослідження Землі з космосу в 2002 році. Останній раз виходив на зв’язок в 2012-м. Апарат захопить Envisat за допомогою щупалець або мережі (автори поки не вирішили). І разом з ним зійде з орбіти Землі, ймовірно, скинувши в якийсь момент супутник, щоб той згорів в атмосфері.

Схожий апарат з Великобританії, тільки з гарпуном замість мережі або щупалець, повинен був бути запущений в квітні 2018 року. Однак інформація на сайті проекту RemoveDEBRIS не оновлювалася і доля його невідома.

Але всі ці проекти будуть реалізовані не скоро, а судячи з історії з CleanSpace One — навіть дуже не скоро. Так що поки за сміттям спостерігають, його вважають і сподіваються, що прибирати його почнуть до того, як Землю накриє сміттєвий купол, який позбавить нас інтернету.