Всесвіт

Ціна космічного сміття: зіткнення в космосі стають все більш вірогідними

Сотні супутників, що запускаються кожен рік, космічні зіткнення і утворення швидко рухомих фрагментів космічного сміття стають все більш вірогідними, погрожуючи нашій триваючій людській і технологічній присутності в космосі.

Організація економічного співробітництва і розвитку (ОЕСР) нещодавно опублікувала свою першу доповідь про економічну вартість космічного сміття. Використовуючи дослідження з численних джерел, включаючи дані та аналіз з Управління космічного сміття ESA, вона змальовує в загальних рисах небезпеки, які можуть виникнути в майбутньому, якщо ми не будемо діяти, і що можна зробити, щоб забезпечити наше майбутнє в космосі.

Тут ми коротко викладемо основні висновки звіту і пояснюємо, як ESA допомагає вирішувати проблему за допомогою своєї Програми космічної безпеки.

Зростаюча проблема

«Економічна і соціальна вразливість до космічних небезпек, зокрема до космічного сміття, зростає».

Інституційне та комерційне використання простору зростає швидшими темпами. Кількість супутників на орбіті буде збільшуватися з запуском «мега-зірок» для широкосмугового супутникового зв’язку, деякі з яких містять тисячі супутників, і при цьому зростає ризик зіткнень і збільшення кількості космічного сміття.

Тільки одне зіткнення або вибух в космосі створюють тисячі маленьких, швидко рухомих уламків сміття, здатних пошкодити або знищити робочий супутник. Наприклад, в 2007 році умисне знищення супутника FengYun-1C подвоїло кількість сміття на висоті близько 800 км, що призвело до збільшення загальної чисельності сміття на 30% в той час.

Космічне сміття коштує дорого, а стане ще дорожчим

Що стосується вартості космічного сміття, то в доповіді говориться, що:

«Заходи щодо захисту від космічного сміття та пом’якшення його наслідків вже є дорогими для операторів супутників, але основні ризики і витрати лежать в майбутньому, якщо утворення сміття вийде з-під контролю і зробить певні орбіти непридатними для людської діяльності».

Захист супутників від космічного сміття коштує дорого, починаючи з конструктивних заходів, необхідність спостереження і стеження, видалення діючих супутників і навіть заміни місій в цілому.

За даними ОЕСР, для супутників на геостаціонарній орбіті такі витрати складають приблизно 5-10% від загальних витрат на місію, які можуть становити сотні мільйонів доларів. На низьких навколоземних орбітах відносні витрати на місію можуть бути навіть вище, ніж 5-10%.

Однак ціна бездіяльності буде набагато вищою. Достатня кількість уламків на орбіті може в кінцевому підсумку призвести до «синдрому Кесслера», в якому відбувається зіткнення, що приводить до все більшої кількості самогенеруючих зіткнень, і те, що ОЕСР описує як «екологічний переломний момент, який може зробити деякі орбіти непридатними для використання».

Економіка і суспільство стають все більш уразливими до дії сміття

Соціально-економічні наслідки синдрому Кесслера будуть серйозними. Можуть бути втрачені важливі космічні програми, такі як прогнозування погоди, моніторинг клімату, наука про Землі і космічний зв’язок. Нездатність використовувати певні орбіти буде мати далекосяжні і значні наслідки. Згідно зі звітом, це буде включати:

  • Унікальні програми та функції можуть бути втрачені, наприклад, інтернет, погода та послуги зв’язку;
  • Втрачені життя, наприклад підвищений ризик для космонавтів на Міжнародній космічній станції;
  • Перервана наука про Землю та дослідження клімату;
  • Збільшення скупченості і тиску на інших орбітах;
  • Обмеження економічного зростання й уповільнення інвестицій в сектор;
  • Зокрема, у доповіді йдеться, що «певні регіони та соціальні групи будуть непропорційно порушені, особливо в сільських районах з обмеженою існуючою наземною інфраструктурою та великою залежністю від космічної інфраструктури»;

Ми працюємо не достатньо

Згідно зі звітом,

«існують комплексні національні та міжнародні заходи з пом’якшення наслідків, але їх дотримання недостатні для стабілізації орбітального середовища».

Діючі керівні принципи щодо зменшення засмічення для операторів, керуючих супутниками на низькоземних і геостаціонарних орбітах, включають, серед іншого:

  • уникати навмисного утворення сміття (в тому числі противосупутникових випробувань);
  • мінімізація ймовірності випадкових вибухів;
  • 25-літнє правило дебетування для місій на навколоземній орбіті;
  • місії на геостаціонарній орбіті повинні бути відправлені на вищу орбіту кладовища в кінці свого життя, не допускаючи можливості функціонування супутників;
  • по можливості слід уникати сутичок, а також зводити до мінімуму ризик нещасних випадків на землі в результаті повторних в’їздів;

Як резюмовано в останньому звіті ESA про стан космічного сміття, більшість операторів супутників на геостаціонарній орбіті відповідають цим керівним принципам, але дотримуються менш 60% тих, хто летить на низькій навколоземній орбіті (і лише 20% на орбітах вище 650 км). Кілька країн також провели антисупутникові випробування за ці роки.

Програма ESA з космічної безпеки — відповідь Європи

Управління космічного сміття ESA займається захистом польотів сьогодні і забезпеченням сталого майбутнього. Кожен день команди контролю місій в Дармштадті, Німеччина, відстежують і оцінюють імовірність потенційних зіткнень на орбіті і допомагають операторам забезпечувати безпеку своїх місій.

Оскільки на орбіту буде запущено більше супутників, сучасних «ручних» методів запобігання зіткнень в космосі і утворення сміття буде недостатньо. Таким чином, ESA в рамках космічної Програми безпеки Агентства розробляє технології «автоматичного запобігання зіткнень», які зроблять процес запобігання зіткнень більш ефективним.

Оцінюючи ризик та ймовірність зіткнень в космосі, це програмне забезпечення поліпшить процес прийняття рішення про необхідність маневру і може навіть відправляти накази супутникам, що знаходяться в зоні ризику, щоб піти з дороги.

Але як щодо сміття, яке вже знаходиться на орбіті? Вперше в світі ESA замовило місію з видалення сміття з орбіти.

Місія ClearSpace-1 буде націлена на верхню сходинку Vespa (вторинний адаптер корисного навантаження), залишену на орбіті після другого польоту ракети-носія Vega ESA в 2013 році.

При вазі 100 кг Vespa за розміром близький до невеликого супутника, а його відносно проста форма і міцна конструкція роблять його підходящою першою ціллю. Цей перший крок, який доводить, що видалення сміття на орбіті можливо, створить комерційну послугу, яка також може вирішувати більші, складніші «захоплення», зрештою включаючи захоплення кількох об’єктів.

Запобігання зіткнень і видалення сміття мають життєво важливе значення для зменшення кількості сміття в космосі, але дотримання керівних принципів щодо запобігання утворення сміття, викладених вище, має найбільший вплив на нашу космічну середу. Офіс космічного сміття ESA контролює дотримання вимог по всьому світу, і разом з Офісом чистого космосу працює над підвищенням відповідності в глобальному масштабі за допомогою операцій і технологічних досягнень.

Натхнення: v-kosmose.com

Кнопка «Наверх»
Закрыть