Скопившиеся на земной орбите нерабочие аппараты и их фрагменты именуют космическим мусором. Эти элементы представляют угрозу для действующих спутников и для Земли. Выброс токсичных веществ вреден для экологии планеты.
Что такое космический мусор
Статистика гласит, что к рабочим аппаратам относится примерно 6% объектов, расположенных на земной орбите. Остальные элементы являются мусором. Столкновение обломка длиной до 1 см с космической машиной нанесет ей глобальную опасность из-за высокой скорости вращения вокруг Земли.
Когда срок эксплуатации прибора заканчивается, он прекращает передавать сигналы. Исчерпавший ресурсы аппарат становится бесполезным, но он все равно двигается по своей траектории вокруг планеты.
Другим типом космического мусора являются отработавшие части ракет после их запуска. Возможны случаи взрыва использованных ступеней аппаратов, которые разлетались на сотни осколков. Также встречается мусор микроскопических габаритов — это стершиеся с техники частицы краски и покрытия.
Опасность космического мусора
На земной орбите обитает множество спутников, в которых сконцентрированы вредные вещества. После сгорания в атмосфере токсичные соединения распределяются над населенными пунктами в виде порошков или газов. Добавляет опасности то, что космический мусор заражен радиацией. Определить точное число таких бесполезных спутников не может ни один метод наблюдения, что вызывает трудности при защите от элементов.
Объемы выбросов постоянно увеличиваются, хотя они утилизируются естественным путем или уничтожаются человеком. Общий вес космического мусора превышает 100 тыс тонн.
Случайность столкновения космических обломков с военными аппаратами велика. Примеры уже были замечены в истории. Сложно доказать: произошло ли столкновение или нападение. Опасность подобных скопившихся отходов заключается в риске возникновения конфликтных ситуаций.
Эффект Кесслера
Данная гипотеза предполагает скопление мусора на орбите Земли в такой концентрации, которая сделает невозможным освоение космоса. Плотность искусственных объектов будет регулярно расти, что повысит шанс столкновения нескольких крупных элементов. В результате формируются мелкие фрагменты, которые сцепляются с остальными соринками.
Эффект Кесслера напоминает по принципу снежную лавину, возникновение которого вероятно и в космосе. Риск массовых столкновений возможен раз в 5 лет. Они могут случаться даже при полном отсутствии запусков ракет.
Проблемы и пути решения
К способам борьбы с космическими отходами относится профилактика их появления. Возможен запуск ракет таким образом, чтобы отбросов скапливалось по минимуму.
Спутник в нерабочем состоянии следует перемещать с орбиты, где функционируют другие аппараты. Для этих целей создана специальная область в космосе, куда утилизируют вышедшие из строя аппараты. Такие зоны захоронения небесного мусора удалены на 200 км от геостационарной орбиты.
Современные ученые предлагают отправлять космические отходы на Солнце или другие планеты. Гигантское гравитационное поле Юпитера позволяет ему впитывать массы орбитального мусора. Хотя этот способ очищения космической экологии подходит для Земли, но он не является оптимальным. Для переноса мусора с орбиты планеты таким путем нужны крупные денежные вложения. Но нет гарантии, что подобный проект даст нужный эффект.
Планируется уборка земной орбиты при помощи специального очистного аппарата. Данный прибор задает элементам траекторию, используя свои ионные лучи. Крупные объекты будут перебрасываться в отдаленные области Солнечной системы, а мелкий сор утилизируется в атмосфере.
Рассматриваются другие способы устранения космических отходов:
- обработка мусора реактивным потоком, который уведет обломки с орбиты;
- перенос крупногабаритных фрагментов с применением солнечного паруса;
- перемещение отбросов за счет прикрепленных к ним ракетных двигателей.
Американские ученые предложили задерживать частицы мусора путем рассеивания у земной орбиты вольфрамовой пыли. Толщина слоя должна составлять минимум 30 км. Предполагается, что такое защитное облако не подпустит обломки к поверхности планеты.
Профилактические меры
При запуске ракет на орбиту необходимо тщательно следить за отсутствием на ее маршруте ненужных космических тел. Трудно избежать столкновения аппарата с сором.
Контролируются с Земли примерно 10 тысяч элементов, которых на самом деле больше в десятки раз. Остальные мелкие фрагменты не обнаруживаются техникой из-за их крохотных размеров.
Избавиться от загрязнения помогут добиться другие способы профилактики:
- Утилизация отработавшего топлива верхних ступеней запускаемых устройств. Это позволит снизить вероятность разрушения и взрыва аппаратов.
- Разработка летательных систем должна исключать риск произвольного отделения их деталей.
- Создание более маневренных устройств с целью избежать столкновения с мусором.
Поскольку проблема является международной, ученые многих стран начали проектировать очищающие системы. Такие разработки делят на два типа.
Пассивные системы
Подобные устройства помещают на космический объект. После прекращения его эксплуатации система уводит элемент с орбиты. Данные конструкции дают результат при работе с аппаратами, действующими на высоте не более 800 км.
Активные системы
Такие очищающие устройства захватывают и перемещают космический сор. Прибор может увести отходы в зону захоронения или переместить на низкую орбиту, чтобы в дальнейшем они сгорели в атмосфере.
Мусор в космосе является не гипотетической, а реальной проблемой, с которой человечество столкнулось уже не один раз. Главные методы борьбы с отходами не реализованы до сих пор по причине затратности или из-за отсутствия необходимой технической разработки.
