давно не сходят с уст. Каждый раз, включая телевизор, мы видим новую фантастику, снятую в космосе. Однако освоение человеком космоса в реальности не такое быстрое. Несмотря на это, орбита вокруг земли стала настоящей свалкой для мусора различного происхождения. С каждым годом он представляет всё большую и большую опасность, так как его число растёт.

1. Первый мусор в космосе – американский спутник . В 1958 году в космос был запущен спутник «Авангард-1». Американский спутник стал четвёртым по счету объектом, запущенным людьми. Он работал на солнечной энергии. «Авангард-1» – это не только один из старейших аппаратов, но также первый космический мусор, который появился на орбите Земли. После того как он завершил миссию, его так и не утилизировали. На протяжении 60 лет он движется вокруг Земли и подаёт признаки жизни. Специалисты НАСА определили, что после того, как пройдёт ещё 240 лет, он войдёт в слои атмосферы и сгорит.
2. Женщина пострадала от ракетного обломка . В 1997 году в Оклахоме произошёл забавный, но не менее опасный случай. Местную жительницу «атаковал» небольшой металлический предмет. Обломок ракеты упал ей на плечо. Испугавшись, женщина не сразу поняла, что случилось. Через несколько дней после инцидента она стала знаменитостью.

   

3. Движение мусора по орбите может причинить непоправимый вред тому, что они встречают на своём пути . Специалисты определили среднюю скорость движения отходов в космосе. Она составляет 10 км/с.

   

4. Ученые не могли разгадать, что за неизвестный объект находится на Луне . В 1969 году были сделаны фотографии поверхности Луны. На них отчётливо виден объект белого цвета. Долгое время астронавты считали этот предмет загадочным, так как не могли установить причину происхождения. Со временем они сумели определить, что это отходы, которые астронавты выбросили из корабля.

   

5. На данный момент на орбите планеты насчитывается около 7 тыс. ед. космического мусора . Это очень большое количество мусора.

   

6. Масса космического мусора может колебаться от нескольких граммов до килограммов и даже тонн . Объекты, движущиеся по орбите, могут иметь любой вес. Имеются объекты массой более 20 кг и огромное количество мелких.

   

7. Тихий океан имеет свой Титаник из космоса . Самый крупный мусор из космоса, который упал на Землю – орбитальная станция «Мир». Она была затоплена в Тихом океане в 2001 году. На дне океана покоится машина, вес которой больше 100 000 тонн.

   

8. Огромное количество отходов успело сформировать вокруг Земли орбитальную свалку . Останки космических аппаратов и обломки метеоритов сталкиваются друг с другом, тем самым порождая ещё больше мусора. Мелкие останки несут опасность для любого объекта.

   

9. Виды космического мусора . Принято делить на две группы, в зависимости от происхождения: искусственный и естественный.

   

10. В создании мусора виновны люди . США и СССР проводили ряд некоторых испытаний. Происходило это с 1968 по 1985. В 1990 году было отслежено 7% от всего мусора, который был создан от 12 испытаний.

    

11. Космические археологи теперь будут вести «раскопки» в космосе . Историки утверждают, что не нужно избавлять орбиту от уламков. В ближайшем будущем это может стать хорошей находкой для археологов.

    

12. Наибольший вклад в создание космического мусора внесли 3 разных города . По данным 2014 года, первое место занимает Россия, затем идёт США, а последнее досталось Китаю.

    

13. Мелкие куски несут наибольшую опасность . В космосе много мусора, размер которого не превышает даже 1 см. Самое неприятное то, что на сегодняшний день так и не удалось разработать эффективных мер защиты от него.

    

14. Всего лишь две страны имеют возможность отслеживать пространство вокруг планеты . С помощью созданных систем, они контролируют космическое пространство. Это позволяет разрабатывать методы уничтожения мусора в космосе.

    

15. Космический мусор время от времени падает на Землю . Объекты больших размеров, которые движутся по низким околоземным орбитам, со временем могут входить в атмосферу. Их скорость замедляется, и отдельные фрагменты достигают поверхности Земли. Практически каждый день в плотные слои атмосферы попадают мелкие частицы, крупные – несколько раз в месяц.

    

Космический мусор вокруг земли - опасен ли он или его проблема просто надумана? Давайте разбираться!

Космическим мусором на околоземной орбите называют все те продукты человеческой деятельности, которые вертятся вокруг нашей планеты где-то там, наверху. Это - составные части неактивных спутников и фрагменты спутников разрушенных, останки ракет и прочие образцы научно-технического прогресса, которые находятся на земной орбите и которые как-то надо утилизировать.

Классификация мусора в космосе

Собственно, размеры мусора в космосе могут отличаться: продукты профессиональной деятельности космонавтов, которые по той или иной причине остались за бортом, - совсем небольшие. Взгляните на свою любимую чашку, перчатку или гаечный ключ. В космосе тоже такие есть, конечно, их совсем немного. Угрозы такой мусор не представляет и проблемы не создает: при попадании в атмосферу сгорит, почти моментально. До поверхности планеты не долетит.

Фрагменты и обломки уничтоженных спутников - могут быть и крупнее, и намного меньше. Так, после испытаний китайских противоспутниковых ракет, осталось очень много обломков размером больше 1.5 см. Делать панику и смотреть на небо квадратными глазами не стоит: для нас этот мусор не опасен. Единственные неприятности, которые могут причинить такие фрагменты - это навигационные трудности. Но главная проблема космического мусора в другом - даже самые небольшие обломки могут пробить обшивку космического транспорта. А отследить удаётся далеко не всё: учёные могут обнаружить только фрагменты, размер которых превышает 10 см.

Надо ли утилизировать мёртвые спутники?

После прекращения работы спутники часто остаются на орбите. Или не остаются - возвращаются домой, по частям, на огромной скорости. В любом случае, они представляют опасность. И не только те, которые уже вышли из строя: вполне себе рабочий спутник может внезапно сойти с орбиты по причине фатальной неисправности или из-за стечения обстоятельств.

Сколько весят такие кусочки «спутникового» мусора? Много, очень много. Свыше пяти тонн. Это, на секундочку, пять тысяч килограмм. Представляете масштаб? После вхождения в плотные слои атмосферы спутник полностью не сгорит, но сопротивление воздуха может деформировать его, разорвать на несколько кусков. Масса значительно уменьшится, но угроза всё равно есть. Учёные высчитали, что вероятность падения космического мусора на населённый пункт в несколько раз выше, чем шансы того, что на ваш город упадёт метеорит.

Но не стоит паниковать. И бояться тоже. Если учёные обладают устройствами, которые могут отследить перемещения гаечного ключа в тридцати километрах над вашей головой, то что? Правильно, в случае падения крупного обломка всех предупредят. Это случается не очень часто, вычислительная мощность компьютеров позволяет точно рассчитать место приземления обломков, а внимание СМИ точно будет приковано к этому событию.

Космический мусор - нефункционирующие, неисправные, абсолютно бесполезные искуственные объекты или их элементы, находящиеся в космическом пространстве и представляющие собой потенциальную опасность как для космических аппаратов, так и для объектов, расположенных непосредственно на поверхности Земли (в случае схождения с орбиты фрагменты оборудования могут выпадать на населенные пункты, объекты промышленного происхождения, транспортные магистрали и т.д.).

Земная орбита - место скопления 170 миллионов частичек космического «утиля»

Если говорить простым языком, космические отходы представляют собой мусор, вращающийся на околоземной орбите и являющийся результатом человеческой деятельности в космосе. Размеры мусора могут самыми разнообразными: от отработанных ступней ракет уже нефункционирующих спутников, до их мелких обломков и микроскопических частиц, таких как кусочки облупившейся краски или металлической стружки.

По данным Европейского Космического Агентства (ESA) на орбите Земли находится около 29 тыс. фрагментов и обломков размером до 10 см, около 670 тыс. размером менее 10 см и более 170 миллионов обломков размером от 1 см до 1 мм общей массой до 630 тысяч тонн. Они развивают скоро до 56 тысяч км/ч, что может при столкновении привести к серьёзным повреждениям как оборудования так и к гибели астронавтов в результате пробития скафандра.

Одна из глобальных проблем человечества - космические отходы

Проблема постепенного накопления космического мусора появилась после запуска первых искусственных спутников на земную орбиту в конце 50-х годов прошлого века. С этого времени запущено более 6000 тысячи спутников, из них 3600 искусственных аппаратов находятся на орбите Земли, около тысячи до сих пор активны. Доклад Генсека ООН о воздействии космической деятельности на окружающую среду в 1993 году вывел проблему космического мусора на международный уровень и показал широкой общественности всю её значимость.

Наибольшее количество космического мусора накопилось над территорией таких крупнейший государств как Китай, США и Россия. Большая его часть располагается на расстоянии 850-1500 км от поверхности нашей планеты или на расстоянии 250-300 км (высота полета космических кораблей), но как и все тела находящиеся на орбите Земли они подчиняются закону гравитации и неумолимо притягиваются к поверхности нашей планеты.

Мелкие фрагменты оборудования и обломки, попадая в атмосферу, сгорают, зато более крупные сегменты способны достичь поверхности Земли, пройдя через все атмосферные слои без значительного для себя ущерба, как например советский спутник «Космос-594», упавший в 1978 году на территории Канады, или американская орбитальная станция, рассыпавшаяся на куски где-то над Австралией.

(Солнечная батарея станции "Мир" получила значительные повреждения от объектов космического мусора )

Гораздо опаснее дальнейшее накопление космического мусора для запуска космических аппаратов, ведь полеты в космос могут стать просто невозможными из-за потенциальной опасности столкновения шаттлов с обломками, несущимися на огромной скорости и способными запросто пробить обшивку корабля, нарушить его герметичность, вывести из строя двигатели, нанести значительный вред. В феврале 2009 года произошло столкновение двух крупных спутников российского «Космоса-2251» и американского «Иридиума-33», оба были почти полностью разрушены и прекратили функционирование, образовалось более 600 крупных и более 1,8 тысячи мелких обломков различного размера.

Пути решения накопления «космо-мусора»

(Сбор мусорных объектов с помощью гигантской сети )

На сегодня эффективных методов предотвращения попадания космического мусора на околоземную орбиту или его уничтожения еще не придумано, существует возможность только наблюдать за его перемещением и обозначать места значительного скопления космических отходов.

(Космический мусоросборщик )

Ученые-астрономы со всех уголков нашей планеты предлагают самые разнообразные решения данной глобальной проблемы, остающиеся пока на стадии разработки. Это и гигантские металлические сети, «ловящие» разные ненужные космические отходы, и космический буксир, способный чистить космическое пространство от мусорных обломков, и мощные лазерные установки, меняющие орбиту мусора ионными излучателями или попросту испаряющими его без следа.

Американскими учеными было предложено распылить вокруг орбиты Земли слой вольфрамовой пыли (её толщина должна быть не менее 30 км), он будет задерживать мелкие обломки и мусор, не подпуская их к Земле.

Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли - при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населенные пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации.

Проблема засорения околоземного космического пространства "космическим мусором" как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием "Воздействие космической деятельности на окружающую среду" 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Так существуют оценки, так называемый "каскадный эффект", который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц "космического мусора", при экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что "после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой"

Проблема космического мусора

С космосом у нас привычно ассоциируется понятие «безбрежный», однако в известном смысле теснота в космосе уже действительно начинает ощущаться, и здесь вновь невольно напрашивается аналогия с земными экологическими проблемами. Подобно тому как при малом количестве автомобилей несколько десятков лет назад не стоял остро вопрос о загрязнении воздуха их. выхлопными газами и очень незначительной была опасность столкновений автомобилей друг с другом, так и относительно малое до настоящего времени число запусков космических аппаратов не вызывает пока серьезных опасений по поводу космических «дорожно-транспортных происшествий».

Однако в будущем - при строительстве и эксплуатации околоземных производственных комплексов, при промышленном освоении Луны - ситуация может сильно измениться. Потребуется организация широкомасштабных грузовых перевозок на трассе «Земля-космос», на орбитах появятся крупногабаритные объекты, заметно возрастет число искусственных объектов в околоземном космическом пространстве. Поэтому и основы рационального решения будущих космических транспортных проблем, включая их экологический аспект, должны закладываться уже сейчас.

Современные мощные ракеты-носители при выведении на орбиту полезной нагрузки массой в несколько десятков тонн расходуют топлива в 20--30 раз больше массы полезного груза. Например, стартовая масса американской ракеты «Сатурн-5» составляла 2900 т, тогда как ее полезный груз - около 100 т. В результате при каждом пуске мощной ракеты выбрасывались в атмосферу сотни тонн продуктов горения.

За счет сжигания топлива разных видов на Земле в атмосферу сейчас ежегодно поступает более 20 млрд. т углекислого газа и свыше 700 млн. т других газообразных соединений и твердых частиц, в том числе около 150 млн. т сернистого газа. Последний, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, что может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир.

Ясно, что в глобальном масштабе выбросы в атмосферу, создаваемые при запуске в течение года даже большего количества мощных ракет, ничтожно малы по сравнению с промышленными выбросами. Специально изучался и вопрос о возможном загрязнении атмосферы продуктами сгорания спутников, прекращающих свое существование в плотных слоях атмосферы. Правда, расчеты показывают, что даже при планируемом в ближайшие десятилетия расширении космической деятельности сгорание спутников и других космических аппаратов в плотных слоях атмосферы не должно привести к ее сильному загрязнению. Например, ожидаемое увеличение содержания окиси азота в верхней атмосфере составляет не более 0,05%. Не предвидится также существенного накопления в атмосфере различных токсичных соединений за счет такого сгорания.

Можно, конечно, предполагать возможность локального загрязнения атмосферы (и даже земной поверхности, если продукты сгорания достигнут ее), хотя подобные эффекты не наблюдались. Тем не менее одним из требований, предъявляемых к материалам космических аппаратов, является выделение минимального количества токсичных веществ при сгорании в атмосфере.

Одной из главных проблем, с которой столкнулось человечество при освоении ближнего космоса, является накопление на околоземной орбите вышедших из строя аппаратов и их обломков. Такие объекты получили название космического мусора. Сейчас накопление этих обломков на геостационарной орбите угрожает дальнейшему освоению человечеством ближнего космического пространства.

Только 6% из отслеживаемых с Земли космических объектов являются действующими аппаратами, все остальные в полной мере можно признать мусором. Размер обломков, остающихся после запусков, может быть не более 1 см, но из-за огромных скоростей вращения вокруг планеты столкновение даже с таким крохотным фрагментом может привести к фатальным последствиям для любого космического аппарата.

Космический мусор - результат каждого запуска ракеты с Земли

Всего на орбитах нашей планеты насчитывается неопределённое количество обломков. По разным оценкам их суммарный вес доходит до 5000 тонн, а общее число фрагментов - до 100 тыс., однако в каталогах отслеживания различных космических стран числится всего лишь 15–16 тыс. обломков. Все остальные орбитальные объекты потенциально могут угрожать освоению человечеством ближнего космоса.

Причины возникновения и основные источники

Первый мусор на околоземных орбитах появился с началом космической эры в 50-х годах XX столетия, когда на орбиту были доставлены первые спутники. Дальнейшее покорение ближнего космоса неизменно увеличивало количество мусора на околоземных орбитах.

Главными «загрязнителями» земных орбит являются основные космические державы: на Россию (СССР), США и Китай приходится более 90% всего мусора в ближнем космосе, причём доля каждой страны примерно одинакова.

Весь космический мусор имеет земное происхождение, однако сам по себе он неоднороден. Наименьшую долю в числе движущихся по орбите объектов имеют действующие космические аппараты (не более 6%). Все остальные объекты не представляют ценности и являются в полной мере мусором. Среди них порядка 20% - вышедшие из строя спутники и геостационарные объекты, 17% - разгонные блоки и отработавшие ступени ракет, оставшиеся примерно 55% - различные отходы космической деятельности и результаты столкновений и взрывов.

В чём состоит опасность

Главную опасность представляет не сам по себе мусор, вращающийся по земной орбите, а столкновения с ним. Для запускаемых с Земли космических аппаратов столкновение даже с сантиметровым фрагментом может привести к фатальным последствиям, то есть выходу аппарата из строя, его разрушению и, следовательно, образованию нового мусора. Под угрозой оказываются не только и не столько запуск человека на Международную космическую станцию и научная программа МКС, но и коммерческие запуски. Выход из строя спутников из-за столкновения с космическим мусором - это уже реальность.

Наибольшую опасность представляют небольшие обломки, так как крупных можно избежать, своевременно заметив и пересчитав траекторию полёта космического аппарата.

Ещё одна опасность космического мусора, грозящая деятельности человечества, - это падение фрагментов на поверхность планеты. В отличие от орбитальных столкновений в этом случае основную опасность представляют крупные обломки - ведь именно у них есть шанс хотя бы частично долететь до поверхности, не сгорев в верхних слоях атмосферы. В такой ситуации остаётся лишь надеяться, что фрагменты упадут в пустынной местности, а не на какой-нибудь крупный город.

Эффект (синдром) Кесслера - гипотетическая ситуация, при которой накопившийся на земной орбите мусор сделает ближний космос недоступным для человечества. Своё название синдром получил по имени консультанта космического агентства НАСА Дональда Кесслера, впервые детально представившего такой сценарий в своих исследованиях.

Суть эффекта Кесслера состоит в постоянно повышающейся плотности объектов на околоземной орбите и, следовательно, увеличении вероятности столкновения двух крупных объектов. Результатом такого столкновения должно стать образование множества более мелких осколков, таким образом, каждый из них также в дальнейшем может столкнуться с другими осколками. По мнению Кесслера, нарастание плотности космического мусора будет расти по экспоненте.

Особенно опасным считается крупный взрыв или столкновение на орбите Земли, в результате чего ближнее космическое пространство может быть полностью загрязнено осколками, и после этого космос для человека станет полностью недоступен.

Согласно расчётам НАСА, уже в 2007 году на околоземной орбите (от 200 до 2000 км над поверхностью Земли) было достаточное для начала реализации сценария эффекта мусора. Вероятные крупные столкновения должны в среднем совершаться каждый 5 лет даже в том случае, если все дальнейшие космические запуски будут отменены.

Методы удаления космического мусора

Эффективных способов борьбы с космическим мусором человечество пока не разработало. Учёные предлагают несколько вариантов решения проблемы, однако каждый из них выглядит либо фантастически дорогим, либо нереализуемым в рамках современного состояния науки, а чаще всего соединяет оба этих недостатка. Однако, так как угроза космического мусора реальна, предлагаются наиболее реалистичные варианты очистки околоземного пространства. Среди них можно выделить три основных метода борьбы: сбор, утилизацию и коррекцию траекторий полёта.

Одна из самых рациональных идей, предложенных НАСА - использовать мощные наземные лазерные установки непрерывного действия. В качестве разновидности этого метода выступает использование космических лазерных установок.

Конечно же, воображение рисует картины в духе «Звёздных войн», где обломки аннигилировались бы с помощью выстрела из лазерной пушки. Однако реальность несколько более тривиальна. С помощью лазеров можно лишь скорректировать траекторию полёта фрагментов, что позволило бы избежать столкновения. Для этого на каждый обломок должно воздействовать лазерное излучение в ежедневном режиме на протяжении 1–2 часов. Это позволит скорректировать скорость движения на считанные сантиметры в секунду, но из-за громадных показателей скорости такое воздействие значительно изменит траекторию. Лишь такая модель позволит реализовать идею в приемлемых ценах - одна лазерная установка, а также сопутствующая ей инфраструктура обойдётся «всего лишь» в несколько десятков миллионов долларов.

Европейское космическое агентство разработало несколько альтернативных идей.

• Сходная с лазерными установками концепция, в которой вместо них применяется реактивная струя. Обстрел реактивной струёй с Земли невозможен, так что для реализации потребуются мощные космические аппараты. Естественно, такая идея может быть реализована исключительно при обстреле крупных космических объектов, угрожающих планете или стационарным спутникам.
• Захват мусора с помощью сети и дальнейшая транспортировка обломков на орбиту захоронения, превышающую геостационарную орбиту на 235 километров. Именно эта высота выбрана в качестве места утилизации отработавших своё спутников. Однако подобный эксперимент японских учёных с попыткой захвата мусора с помощью 700-метровой сети провалился в конце 2016 года.
• Согласно ещё одной концепции транспортировку должен осуществлять космический аппарат, использующий солнечный парус в качестве источника энергии движения.
• Ну и последняя идея связана с прикреплением к каждому отдельному обломку реактивного двигателя и транспортировка в ручном режиме крупных объектов на орбиту захоронения.

Сторонние концепции по борьбе с мусором и вовсе выглядят на сегодняшний день фантастическими и нереализуемыми при уровне современной научной мысли. Среди них:

• применение роботов, транспортирующих мусор с орбиты на поверхность Земли;
• воздействие на мусор облака вольфрамовой пыли, что увеличит вес каждого объекта и заставит их сойти с орбиты;
• запуск специального спутника, чьим предназначением будет отлов мусорных обломков и т. д.

Как бы то ни было, человечеству придётся разработать реально действующую модель уже в ближайшие десятилетия.

С космическим мусором связано несколько любопытных фактов, небезынтересных не только тем, кто напрямую занимается этой проблемой, но и для любого человека, интересующегося популярной наукой.

• Скорость взаимного движения обломков на околоземной орбите - 10 километров в секунду. Именно высокая скорость движения является одной из главных трудностей при борьбе с космическим мусором.
• С начала космической эры и до 80-х годов СССР и США провели в открытом космосе ряд испытаний противоспутникового оружия, итогом чего стало образование огромного количества обломков, вращающихся на геостационарной орбите. До 7% всего мусора в ближнем космосе - итог именно таких испытаний.
• В начале нашего столетия к подобным испытаниям подключился и Китай. В 2007 году противоспутниковая ракета уничтожила отслуживший своё китайский спутник «Фэнъюнь-1». Итог - образование на орбите тысяч новых обломков.
• В 1983 году при столкновении американского шаттла с крохотной по размерам песчинкой (0,2 мм в диаметре) на иллюминаторе аппарата образовалась глубокая трещина.
• В феврале 2009 года произошла крупнейшая космическая авария, связанная со столкновением двух крупных геостационарных объектов. В космосе столкнулись 2 спутника связи: американский «Иридиум» и вышедший из строя российский «Космос-2251». Результат - образование около 600 крупных и мелких обломков.

Космический мусор - новая проблема, с которой столкнулось человечество при освоении ближнего космоса. Однозначного решения стоящей перед главными космическими державами проблемы нет. Все основные методы избавления от космического мусора сталкиваются либо с излишней дороговизной, либо с невозможностью обеспечить эффективное техническое решение. Однако накопление мусора на геостационарной орбите уже сейчас может угрожать не только управляемым полётам на околоземное пространство, но и самим земным поселениям. Так что поиск путей решения проблемы - одна из главных задач, стоящая перед космическими державами в ближайшей перспективе.