В 1957 году с запуска первого искусственного спутника началась космическая эра. С этого момента на земной орбите начали появляться предметы, которые позже назвали космическим мусором. Об опасности подобных вещей предостерегал еще в 1964 году в «Звездных дневниках Ийона Тихого» известный польский писатель-фантаст Станислав Лем, правда, там дело касалось системы Сириуса.
История появления синдрома
В 1978 году в одной из своих статей для журнала «Geophysical Research» консультант НАСА Дональд Кесслер проанализировал происходящее после возможных взрывов околоземных спутников, отработавших свой срок и болтающихся на орбите.
Консультант НАСА Дональд Кесслер. Источник изображения: canacopegdl.com
Также в анализ было включено постоянное увеличение количество мусора на орбите, остающееся после различных космических полетов. После размышлений и расчетов Кесслер пришел к выводу, что количество мусора на орбите увеличивается такими темпами, что в будущем может полностью перекрыть орбиту, лишив возможности совершать околоземные полеты в связи с опасностью столкновений.
В те годы большинство специалистов просто не придали значения статье американского специалиста. Прошло 4 десятилетия и многие на ситуацию взглянули иначе. Конечно, и в наши дни до закупоривания земной орбиты чрезвычайно далеко, но опасность столкновения с космическим мусором сейчас является реальным фактом. А ведь его количество постоянно увеличивается.
Как появляется мусор на орбите
Вариантов появления на орбите космического мусора довольно много, и каждая космическая держава, хотя и в разной мере, способствует увеличению его количества.
Увеличение количества космического мусора на орбите Земли. Источник изображения: nasa.gov
Рекорд в количестве загрязнений, правда, далеко не по опасности, поставили американцы в 1963 году во время проведения эксперимента «Вестфорд». В то время дальняя связь осуществлялась путем отражения радиоволн от ионосферы. Надежностью этот способ не отличается, и специалисты США распылили на высоте 3500-3800 км примерно 480 миллионов тончайших проволочек-диполей (толщина 17,8 мкм, длина 17.8 мм). Идея была красивая — над полярной шапкой распыляются проволочки, которые создают своеобразное отражающее радиоволны зеркало.
Мировая общественность отнеслась к идее американских ученых с явным неодобрением. Реакция газеты «Правда» была вполне предсказуемой — она выразилась в статье с названием «Американцы загрязняют космос». ТАСС и вовсе заявил об новых происках американской военщины. Против выступили и ученые Королевского общества. Эксперимент по-быстрому прекратили. А проволочки на орбите остались. В течение 10 лет почти все проволочки сошли с орбиты, но 38 комков фиксировались еще в 2016 году.
Искусственные спутники и космический мусор на орбите Земли. Источник изображения: exposingtruth.com
Существенный вклад в появление космического мусора внес в 2007 году Китай. Коммунисты в рамках увеличения своей обороноспособности испытывали противоспутниковую ракету «Фэнъюнь 1С». Целью для ракеты был метеорологический спутник с истекшим сроком эксплуатации, кружащийся на высоте 865 км. Китайцы доказали свою возможность сбивать вражеские спутники, результатом стало появление на орбите почти 3,5 тысячи крупных обломков. За первые десять лет примерно 600-700 из них сгорело вследствие трения об атмосферу. А остальные пока продолжают кружиться по нисходящим орбитам. Но это крупные обломки. А обломков больше сантиметра образовалось примерно 40 тысяч, и каждый из них несет в себе потенциальную угрозу. Одно дело если такой кусочек мусора попадет в спутник и уничтожит его, неприятно, но не более. А вот попадание в МКС может привести к тяжелым последствиям и даже катастрофе.
Истчоник изображения: giphy.com
Особую опасность космический мусор представляет из-за «эффекта домино». Отработавшие свой срок спутники на самом деле летают не в космосе, а в верхних слоях земной атмосфера. Со временем они тормозятся о воздух, входят в плотные слои и там успешно сгорают. МКС кружит вокруг Земли на высоте около 400 км и за сутки просаживается примерно на 100 м. Для возвращения вверх время от времени требуется включать коррекционные двигатели. Но спутник так не скорректируешь. Различные возмущения (солнечные вспышки и ветер, гравитационные воздействия Луны и прочее) способны изменить орбиту таких спутников. В случае их столкновения образуется множество осколков разлетающихся во все стороны с различными скоростями. А эти осколки способны поразить другие спутники. Дальше картина вполне понятна. Первое такое столкновение произошло в 2009 году над Таймыром. Тогда, закончивший эксплуатацию «Космос-2251» врезался в работающий спутник глобальной системы связи «Иридиум». Высота столкновения 789 км, разлетелось больше 2000 сравнительно больших фрагментов. Малые куски учету не поддаются.
Как мы можем защититься от космического мусора
Кто предупрежден — тот вооружен. Главным средством защиты от столкновения с космическим мусором является мониторинг движения крупных обломков. Если вероятность столкновения обломка с МКС превышает 0.01%, экипаж в обязательном порядке одевает скафандры и переходит в один из внешних модулей. Станция также в обязательном порядке включает двигатели для перехода на другую орбиту. Обычно такое происходит раз в год, но в 2012 году по причине опасности столкновения орбиту меняли целых 4 раза. Для защиты от мелкого космического мусора в 2007 году российскими космонавтами было установлено 17 панелей. Но от крупных осколков они не спасут.
Спутники связи на геостационарной орбите (примерно 35 786 км) придумали защищать по-другому. Влияния земной атмосферы на такой высоте практически нет, поэтому их просто переводят перед выводом из эксплуатации на высоту в 300 км выше. Ее так и назвали — орбита захоронения.
Согласно исследованиям, еще в начале нашего века человечество преодолело рубеж, после которого синдром Кесслера вступил в действие. Если даже представить фантастическую ситуацию, что запуски в космос прекратились 10 лет назад, то количество космических обломков сейчас бы все равно нарастало исключительно за счет их столкновений между собой.
Источник изображения: giphy.com
Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!