НАСА подтверждает, что объект, врезавшийся в дом во Флориде, действительно был космическим мусором с МКС. В верхних слоях атмосферы сгорают спутники – и мы до сих пор не знаем, какое влияние это окажет на климат Земли. Космическое загрязнение угрожает магнитосфере Земли, осаждение материалов с высокой проводимостью может снизить защитные возможности планеты, утверждает эксперт.
На орбите Земли вращаются миллионы обломков мусора. Космическая индустрия является одной из крупнейших отраслей мировой экономики. Так, в 2022 году ее объем на международном рынке составил около $469 млрд (этот показатель не переставал расти в последующие годы). И несмотря на большое количество трудностей, связанных с покорением Вселенной, одной из главных остается крошечный космический мусор. В связи с тем, что на орбиту выводят все больше объектов, увеличивается вероятность их столкновения с вращающимся там хламом.
Космический мусор, фото НАСА
А учитывая то, что очистка околоземного космоса стоит дорого и требует участия всех ведущих экономик мира, борьба с мусором постоянно откладывается. Другими словами, пока существует возможность запускать новые космические аппараты и избегать столкновений с посторонними объектами на орбите, мотивация заниматься столь дорогостоящей и сложной в реализации инициативой остается крайне низкой.
В настоящее время Сеть космического наблюдения Соединенных Штатов (United States Space Surveillance Network) отслеживает более 23 тыс. единиц космического мусора, чей размер превышает размер мячика для игры в большой теннис. В целом на околоземной орбите насчитывают около 29 тыс. «мусорных объектов» больше 10 см, 670 тыс. — больше 1 см и более 170 млн кусочков, чей размер превышает 1 мм. В целом эксперты считают, что на орбите Земли существует около 100 трлн неотслеживаемых кусков космического мусора.
Опасность космического мусора на орбите
В 2016 году Европейское космическое агентство продемонстрировало фотографию вмятины в стеклянном иллюминаторе МКС, которая образовалась в результате столкновения с крошечным кусочком космического хлама. Так происходит из-за скорости, с которой вращается мусор: согласно существующим данным, объекты на высоте МКС передвигаются со скоростью около 25 200 км/ч. Это значение в 10 раз выше того, с которым пули вылетают из пистолета на Земле. Получается, что даже самый небольшой предмет на орбите планеты представляет опасность для космонавтов и для летательных аппаратов в эксплуатации. Эксперты сравнивают это с движением по шоссе: пока объекты движутся в одном направлении, особой опасности нет. Они вряд ли заденут друг друга и нанесут серьезный ущерб. Однако если два предмета на высокой скорости все же столкнутся, плачевных последствий не избежать.
Космический мусор является одним из показателей растущего присутствия человечества на низкой околоземной орбите (НОО). В 1967 году российский спутник «Спутник» был единственным искусственным объектом в космосе, достаточно большим, чтобы его можно было отслеживать. По данным Европейского космического агентства, в 2018 году остатки космического мусора составили около 750 000 объектов размером более 1 см (0,3 дюйма), вращающихся вокруг Земли.
По оценкам ЕКА в апреле 2024 года, на околоземной орбите находится около 36 500 кусков космического мусора шириной не менее 4 дюймов (10 сантиметров) и более 130 миллионов осколков диаметром не менее 1 миллиметра. Даже такие крошечные осколки могут нанести ущерб спутникам и Международной космической станции (МКС), учитывая соответствующие скорости. На орбите МКС, на высоте около 250 миль (400 километров), объекты движутся со скоростью около 17 500 миль в час (28 160 км/ч) — намного быстрее, чем любая пуля.
Спутники, космические аппараты и обломки космического мусора вращаются вокруг планеты во множестве различных направлений: некоторые передвигаются горизонтально, вдоль экватора, а другие — вертикально, вдоль полюсов, а бывают и обломки с ретроградным, обратным, движением. Хаотичное космическое движение в сочетании с большим количеством запускаемых на орбиту объектов увеличивает риск столкновения аппаратов и делает покорение Вселенной опаснее. Некоторые эксперты и вовсе считают, что игнорирование проблемы может привести к тому, что человечество потеряет возможность хоть как-то взаимодействовать с космическим пространством: вид на звезды будет перекрыт, спутники будут разбиваться еще до того, как справятся со своей миссией.
«Мертвые спутники»
В предрассветные часы 28 февраля 2024 года мертвый российский спутник-шпион «Космос 2221» и корабль НАСА TIMED, изучающий атмосферу Земли с 2001 года, совершили некомфортно близкое прохождение по орбите, приближаясь всего на 65 футов (20 метров) друг к другу. Во всяком случае, это была первоначальная оценка. По словам заместителя администратора НАСА Пэм Мелрой, дальнейшее исследование показало, что на самом деле объекты находились еще ближе.
«Недавно благодаря анализу мы узнали, что проход оказался на расстоянии менее 10 метров (33 фута) друг от друга — в пределах параметров твердого тела обоих спутников», — заявила Мелрой 9 апреля во время презентации на 39-м космическом симпозиуме в Колорадо-Спрингс. «Это было очень шокирующим лично для нас, а также для всех нас в НАСА», — сказала она, добавив, что эта встреча «действительно напугала нас всех».
Она объяснила обеспокоенность: «Если бы два спутника столкнулись, мы бы увидели значительное образование мусора — крошечные осколки, движущиеся со скоростью десятки тысяч миль в час, ожидающие возможности пробить дыру в другом космическом корабле, потенциально подвергая риску человеческие жизни».
В августе 2021 года китайский военный спутник «Юньхай-1-02» был сбит куском космического мусора — по-видимому, обломком ракеты «Зенит-2», которая запустила российский спутник-шпион «Целина-2» в 1996 году.
По данным Европейского космического агентства (ЕКА), в настоящее время вокруг нашей планеты вращается около 11 500 спутников, из которых 9 000 находятся в рабочем состоянии. Между прочим, более половины этих функциональных кораблей являются частью широкополосной сети SpaceX Starlink; постоянно растущее мегасозвездие в настоящее время состоит из почти 5800 спутников.
Сгорающие спутники в атмосфере оказывают влияние на климат Земли
Относительно «низкая околоземная орбита», где находятся спутники, контролирующие экосистемы Земли, становится все более перегруженной: только у Starlink на орбите находится более 5000 космических аппаратов. Поэтому очистка от мусора является приоритетом для космического сектора. Недавно запущенные космические корабли также должны быть убраны с орбиты в течение 25 лет (США недавно ввели более строгое пятилетнее правило ) либо путем перемещения вверх на так называемую «кладбищную орбиту», либо путем спуска в атмосферу Земли.
Спутники на более низкой орбите обычно проектируются так, чтобы использовать оставшееся топливо и силу тяжести Земли для повторного входа в атмосферу. При контролируемом входе в атмосферу космический корабль входит в атмосферу в заранее установленное время и приземляется в самой отдаленной части. Тихого океана в точке Немо (так называемое кладбище космических кораблей). При неконтролируемом входе в атмосферу космические корабли подвергаются «естественной гибели» и сгорают в атмосфере.
НАСА и Европейское космическое агентство продвигают эту форму утилизации как часть философии дизайна, называемой «проектирование ради гибели». Создание, запуск и эксплуатация спутника, достаточно прочного, чтобы функционировать в агрессивном космическом пространстве, но при этом способного легко развалиться и сгореть при входе в атмосферу, является экологической проблемой, чтобы избежать попадания опасных обломков на поверхность Земли. Работа все еще продолжается. Прежде чем получить лицензию, операторы спутников должны доказать, что их конструкция и планы возвращения в атмосферу имеют низкий уровень «человеческих потерь». Но существует ограниченное беспокойство по поводу воздействия на верхние слои атмосферы Земли на этапе входа в атмосферу.
Первоначально ни космический сектор, ни астрофизики не считали сгорание спутников при входе в атмосферу серьезной угрозой для окружающей среды – по крайней мере, для атмосферы. В конце концов, количество частиц, выброшенных космическими аппаратами, невелико по сравнению с 440 тоннами метеоритов , которые ежедневно попадают в атмосферу вместе с вулканическим пеплом и антропогенными загрязнениями в результате промышленных процессов на Земле.
Опасения ученых основаны на 40-летних исследованиях причин образования озоновых дыр над южным и северным полюсами, которые впервые широко наблюдались в 1980-х годах. Сегодня они знают, что потеря озона вызвана искусственными промышленными газами, которые сочетаются с естественными и очень высотными полярными стратосферными облаками или перламутровыми облаками. Поверхности этих эфирных облаков действуют как катализаторы, превращая безвредные химические вещества в более активные формы, которые могут быстро разрушить озон.
Еще большее беспокойство у ученых-атмосферников, вызывает то, что всего несколько новых частиц могут создать больше подобных типов полярных облаков – не только в верхних слоях атмосферы, но и в нижних слоях атмосферы, где формируются перистые облака. Перистые облака — это тонкие, тонкие ледяные облака, которые можно увидеть высоко в небе, на высоте более шести километров. Они имеют тенденцию пропускать солнечное тепло , но затем задерживают его на выходе, поэтому теоретически большее количество перистых облаков может привести к дополнительному глобальному потеплению в дополнение к тому, что мы уже наблюдаем из-за парниковых газов. Но это неясно и все еще изучается .
Соблазнительно преувеличить результаты исследований, чтобы получить больше поддержки. Но это путь в исследовательский ад, и отрицатели будут использовать плохие результаты позже, чтобы дискредитировать исследование. Но если ждать, пока не появятся неоспоримые доказательства, может быть слишком поздно, как в случае с потерей озона. Это постоянная дилемма.
Космическое загрязнение угрожает магнитосфере Земли
Осаждение материалов с высокой проводимостью может снизить защитные возможности планеты, утверждает эксперт. По мере того как космическая отрасль движется к экспоненциальному росту, обусловленному неутолимым спросом на услуги спутникового Интернета, возникает серьезная проблема: утилизация вышедших из строя космических аппаратов.
Исследования специалиста в области физики плазмы, инженера и изобретателя Сиерра Солтера, проводившиеся более года, результаты которых опубликованы в журнале Science, выявили тревожную реальность: неконтролируемое накопление металлических обломков от вышедших из строя спутников и ракет угрожает нарушить хрупкую плазменную среду Земли.
Вопреки распространенному мнению, космос – это не пустое место, лишенное последствий. Магнитосфера Земли, жизненно важная для поддержания жизни за счет сохранения атмосферы, подвергается беспрецедентной опасности. Запуск одноразовых спутников, который космические предприниматели рассматривают как путь к огромному богатству, представляет угрозу существованию.
Доктор Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики прогнозирует ошеломляющий рост числа “мертвых” спутников, которое потенциально достигнет 100 000 в течение полутора десятилетий (сейчас их порядка 10 000). Это сопряжено с пугающей ценой – насыщением плазменного кокона Земли токсичными обломками.
Тщательный анализ Солтера раскрывает тревожную истину: текущий приток металлического пепла в ионосферу, эквивалентен объему Эйфелевой башни. Последствия этого выходят за рамки простого атмосферного возмущения – осаждение материалов с высокой проводимостью может вызвать возмущения в ионосфере, ставя под угрозу озоновый слой и со временем снижая пригодность Земли для жизни.
На фоне стремления к исследованию и колонизации космоса Солтер призывает к подотчетности. Космические компании должны уделять приоритетное внимание тщательным исследованиям для оценки воздействия своей деятельности на окружающую среду. По словам Солтера, магнитосфера Земли, наш щит от космических опасностей, не должна быть принесена в жертву на алтарь корпоративной прибыли.
Космический мусор при падении на Землю может не сгореть в атмосфере
НАСА подтверждает, что объект, врезавшийся в дом во Флориде, действительно был космическим мусором с МКС. Это была часть поддона, выброшенного вместе с 5800 фунтами устаревших батарей еще в марте 2021 года. НАСА подтвердило, что загадочный объект, который в марте пробил крышу дома во Флориде, действительно прибыл с Международной космической станции (МКС).
Этот дом в приморском городе Неаполь принадлежит Алехандро Отеро. Вскоре после инцидента 8 марта Отеро заявил, что , по его мнению, объект-нарушитель был частью грузового поддона, на котором находились 5800 фунтов (2630 кг) устаревших батарей, сброшенных с МКС в марте 2021 года.
Цилиндрический кусок космического мусора изготовлен из металлического сплава под названием инконель. Он весит 1,6 фунта (0,7 кг), имеет размеры 4 дюйма (10 сантиметров) в высоту и 1,6 дюйма (4 см) в ширину. Никель-гидридные батареи были выброшены после того, как на МКС были доставлены новые литий-ионные версии для модернизации электропитания. Ожидалось, что поддон и батареи полностью сгорят в атмосфере Земли , сообщили представители НАСА в сегодняшнем сообщении, но этого не произошло, и агентство хочет выяснить, почему.
Обнаруженная стойка оборудования обеспечения полетов НАСА, использовавшаяся для установки батарей Международной космической станции на грузовой поддон. Стойка пережила возвращение в атмосферу Земли 8 марта 2024 года и врезалась в дом в Неаполе, Флорида.(Изображение предоставлено НАСА)
Специалисты НАСА используют инженерные модели, чтобы оценить, как объекты нагреваются и разрушаются при входе в атмосферу, эти модели требуют детальных входных параметров и регулярно обновляются, когда обнаруживается, что обломки пережили возвращение в атмосферу на землю. Опыт Отеро служит напоминанием о том, что над нашими головами проносится огромное количество аппаратного обеспечения.
Часть космического мусора время от времени падает обратно на Землю. Например, 23-тонные основные ступени мощной китайской ракеты Long March 5B регулярно бесконтрольно падают примерно через неделю после запуска, к ужасу международного космического сообщества.
Китайский космический мусор упал на Землю над Южной Калифорнией, создав впечатляющий огненный шар. Пылающий обломок, судя по всему, является орбитальным модулем китайской миссии астронавтов «Шэньчжоу-15», запущенной в ноябре 2022 года. Рано утром 2 апреля 2024 года большой кусок китайского космического мусора упал на Землю над Южной Калифорнией, устроив настоящее зрелище для наблюдателей в Золотом штате. По данным Американского метеорного общества (AMS), падение создало пылающий огненный шар , свидетелями которого стали люди от Сакраменто до Сан-Диего. По состоянию на полдень вторника 81 человек сообщил в AMS о том, что видел это событие.
Орбитальный модуль Шэньчжоу, который весит около 3300 фунтов (1500 килограммов), предоставляет дополнительное пространство для астронавтов и научных экспериментов в космосе. Он не предназначен для безопасного возвращения на Землю по завершении своей миссии; для этого создан возвращаемый модуль Шэньчжоу с астронавтами на борту.
Конечно, большинство людей, которые видели огненный шар, пронесшийся по небу около 1:40 ночи по местному калифорнийскому времени (4:40 утра по восточному времени; 08:40 по Гринвичу), не знали, что это было.
Кейси Б. сделал эту фотографию огненного шара из Сан-Диего 2 апреля 2024 года и отправил ее в Американское метеорное общество.(Изображение предоставлено: Кейси Б./Американское метеорное общество)
Некоторые думали, что это могло быть частью оборудования SpaceX , и это было разумное предположение: ракета Falcon 9 запустила 22 интернет-спутника компании Starlink с базы космических сил Ванденберг на центральном побережье Калифорнии примерно шесть часов назад . Горящие обломки не могли быть первой ступенью Falcon 9; эта часть оборудования благополучно приземляется после запуска и используется повторно. Но верхняя ступень рабочей ракеты одноразовая. Орбитальный модуль «Шэньчжоу-15» не был первым большим куском китайского космического мусора, который драматически рухнул на Землю.
Способы борьбы с космическим мусором
Одна из главных проблем космического мусора заключается в том, что за ним очень трудно уследить. Из-за этого ученые не всегда знают, где находится потенциальная опасность. Один из самых простых способов преодоления этого кризиса — трекирование всего, что есть на орбите. Этим, например, занимается компания Privateer: она отслеживает более 27 тыс. самых больших кусков космического мусора в реальном времени. Благодаря этим данным вероятность столкновения объектов в космосе снижается, что, в свою очередь, приводит к сокращению хлама, загрязняющего орбиту (крупные куски мусора не разбиваются на мелкие, в результате чего ближний космос сохраняет свою чистоту).
Несмотря на то, что эта система очень полезна, в ней есть слабые стороны, главная из которых — недостаточная точность. Дело в том, что большинство объектов космического мусора слишком малы и не поддаются трекированию. Кроме того, избежать столкновения, даже если удалось отследить угрозу, не всегда возможно. Перемещать спутники в космосе и менять траекторию их движения очень дорого. Каждый такой маневр обходится компаниям в тысячи долларов. А иногда спутники невозможно подвинуть без отключения некоторых систем для наблюдения за космосом. В случае с исследовательскими аппаратами это означает невосполнимые издержки и потерю ценных данных.
Самый простой способ избавиться от космического мусора — сжечь его в атмосфере Земли. Для этого опасный объект необходимо схватить и переместить с орбиты в зону, где действует притяжение, космический хлам начнет падать и по принципу метеорита сгорит в верхних слоях атмосферы. Для того чтобы провернуть такую операцию, необходима специальная машина: она должна захватывать мусор и спускать его на Землю. По оценке Яна Симински, специалиста по космическому мусору в Европейском космическом агенстве, разработка подобного аппарата обойдется примерно в €100 млн (около $108 млн).
Несмотря на все это, Европейское космическое агентство анонсировало первую в мире миссию по удалению космического мусора, назначив ее на 2025 год. За операцию отвечает швейцарский стартап ClearSpace. Разработанный ими «уборщик» чем-то напоминает клешню: она захватывает крупные куски хлама, замедляя и стабилизируя их движение, после чего падает на Землю, растворяясь вместе с космическим мусором.
Еще один возможный способ избавиться от мусора — испарить его или переместить с первоначальной орбиты с помощью лазера. Отечественные специалисты из Института прикладной физики РАН (ИПФ, Нижний Новгород) предлагают разместить подобную пушку на МКС, чтобы защищать станцию от наиболее опасных частиц хлама. Однако с этой технологией нужно быть крайне осторожным: мощность лазера должна быть подобрана очень точно, чтобы не разбивать крупные куски на более мелкие и, как следствие, более трудные для устранения. Кроме того, лазер не поможет избавиться от хлама на орбите, а лишь защитит существующие в космосе машины от повреждений.
Экологичные космические аппараты
Японские ученые давно работали над созданием первого в мире деревянного спутника. Для того чтобы построить экологичный аппарат, они протестировали различные виды древесины и пришли к выводу, что магнолия прекрасно подходит для заданных целей. После того как образцы этого растения побывали на орбите (они находились в открытом космосе в течение девяти месяцев), на них не осталось никаких следов. Вакуум и радиация не разрушили перспективный материал. Это делает дерево подходящим для создания корпуса и деталей спутников и отличной альтернативой металлу.
После того как гипотеза ученых подтвердилась и магнолию признали пригодной для дальнейшей работы, исследователи из Киотского университета совместно с лесозаготовительной компанией Sumitomo Forestry создали экологичную замену существующим космическим аппаратам, которую можно будет утилизировать без вреда для окружающей среды. При сгорании деревянного спутника будет образовываться меньше токсичного оксида алюминия, который способен на много лет задерживаться в верхних слоях атмосферы.
В 2011 году ЕКА завершило миссию своего европейского спутника дистанционного зондирования (ERS-2), который находился в эксплуатации более 16 лет. В ходе этих операций оставшийся срок службы орбиты значительно сократился с более чем 200 лет до значительно ниже 15 лет, и все остаточное топливо было израсходовано. ERS-2 вернулся в атмосферу 21 февраля 2024 года. Это эффективно снизило риски столкновения и случайного разрушения на порядки.
В 2013 году астрономические спутники ЕКА «Планк» и «Гершель», расположенные во второй точке Лагранжа , были выведены на орбиты вокруг Солнца после завершения своих миссий, чтобы избежать создания угрозы столкновения или опасности входа в атмосферу.
В 2015 году крупные маневры по изменению орбиты были реализованы для космического корабля ЕКА « Интеграл» и одного из спутников миссии Cluster-2 . Эти маневры гарантировали, что «Интеграл» и все четыре космических корабля кластера безопасно вернутся в атмосферу Земли в течение следующего десятилетия и избежат долгосрочного вмешательства в работу защищенных низких околоземных и геостационарных орбит.
А в 2023 году ЕКА успешно осуществило первый искусственный вход в атмосферу своей миссии «Эол». Эол был спроектирован в соответствии с требованиями по предотвращению образования мусора, существовавшими ранее, и не предназначался для управления им при повторном входе в атмосферу Земли. Но операторы ЕКА пошли дальше, осуществив первый в своем роде искусственный вход в атмосферу и направив возвращающийся спутник в сторону океана, что еще больше снизило очень малую вероятность того, что фрагменты могут причинить вред, если какой-либо из них достигнет поверхности Земли.
Аппаратное уничтожение космического мусора
В 2018 году проходила испытания гарпунная система улавливания космического мусора. RemoveDEBRIS — была запущена с Международной космической станции (МКС). В сентябре он начнет моделировать испытания по удалению космического мусора, после чего перейдет к реальным работам. Спутник использовал сеть и гарпун, чтобы попытаться очистить несколько тысяч обломков, которые в настоящее время вращаются вокруг Земли. Направляла эту сеть и гарпун система визуальной навигации (VBN), созданная Airbus, которая оснащена 2D-камерами и технологией 3D LiDAR.
Космический центр Суррея. Сеть RemoveDEBRIS, стреляя со скоростью около 44 миль в час (20 метров в секунду), нацеливается на свою добычу на расстоянии примерно 23 футов (7 метров). После захвата сеть направится в атмосферу, где при входе в атмосферу пара должна сгореть дотла.
Detumbler-«Разрушитель» отправился в полет, чтобы справиться с космическим хаосом. Новое устройство, разработанное Airbus, будет прикреплено к спутникам, чтобы помочь смягчить беспорядочные движения, что поможет будущим миссиям по очистке захватить эти спутники. При финансовой поддержке Французского космического агентства (CNES) и его инициативы Tech4SpaceCare компания Airbus создала устройство магнитного демпфирования, названное (без особого энтузиазма) «Detumbler».
Прикрепленный к спутнику Detumbler, который первоначально был создан еще в 2021 году, использует центральное роторное колесо и магниты, чтобы существенно взаимодействовать с магнитным полем Земли и поддерживать стабильность спутников после того, как они давно вышли из строя. Когда спутник по какой-либо вышеупомянутой причине начинает кувыркаться, срабатывает Detumbler и «вызывает вихревые токи, действующие как момент трения, тем самым ослабляя движение».
Airbus отмечает, что Detumbler, который весит всего 100 граммов, облегчит будущие миссии, подобные ClearSpace-1, устранив хаотичный элемент кувыркающегося спутника. Первые крупные испытания Detumbler пройдут в начале 2024 года в рамках миссии, разработанной французской аэрокосмической компанией Exotrail. Он будет прикреплен к наноспутнику Exo-0, построенному болгарской аэрокосмической компанией Endurostat. Миссия состоит в том, чтобы выполнить серию маневров «спотыкания», чтобы проверить способность устройства поддерживать стабильность спутника.
Обновленная Политика и Требования ЕКА позволят сократить количество космического мусора
В 2002 году Межагентский координационный комитет по космическому мусору (МККМ) опубликовал « Руководящие принципы МККМ по предотвращению образования космического мусора», которые послужили основой для Руководящих принципов ООН по предотвращению образования космического мусора. Международные стандарты по предотвращению образования космического мусора также были разработаны для Международной организации по стандартизации (ISO) и приняты Европейским сообществом по космической стандартизации (ECSS). Эти руководящие принципы гарантируют равные условия для промышленной конкуренции и безопасный доступ в космос в будущем, а эксперты ЕКА регулярно поддерживают их дальнейшее развитие.
Обновленная Политика и Требования ЕКА позволят сократить количество космического мусора, образующегося в результате деятельности ЕКА . Они вступили в силу в ноябре 2023 года и также служат первыми значительными шагами Агентства на пути к реализации цели Хартии нулевого мусора. Новая Политика ЕКА по предотвращению образования космического мусора определяет роли и обязанности в ЕКА по предотвращению образования космического мусора. Но космос — это глобальный ресурс, и одних действий ЕКА будет недостаточно. ЕКА приняло «подход нулевого мусора», впервые изложенный в повестке дня на период до 2025 года, который направлен на значительное ограничение образования мусора на околоземных и лунных орбитах к 2030 году для всех будущих миссий, программ и деятельности Агентства.
Чтобы побудить других следовать аналогичным путем, ЕКА также способствовало подготовке Хартии нулевого мусора. Хартия была разработана более чем 40 различными участниками космического сектора и представляет собой глобальную инициативу, которую все космические организации могут подписать и зафиксировать свою приверженность общей цели будущего без мусора.
Политика разъясняет, как требования ЕКА по предотвращению образования космического мусора (см. ниже) применяются ко всем миссиям, закупаемым и управляемым ЕКА. Он также вводит Совет по оценке предотвращения образования космического мусора, который будет консультировать генерального директора ЕКА Йозефа Ашбахера в случае деятельности, которая может не соответствовать требованиям, например, продления существующих миссий.
Новые Требования ЕКА по предотвращению образования космического мусора основаны на существующей европейской системе , действующей с 2014 года, и вводят ряд дополнительных требований.
К ним относятся:
— продолжительность этапа удаления на низкой околоземной орбите сокращена с 25 до максимум пяти лет с дополнительным учетом общего риска столкновения миссии с космическим мусором на этом этапе удаления и более строгими требованиями к спутниковым группировкам;
— вероятность успешного уничтожения должна быть больше 90%, при этом требования к крупным группировкам ужесточаются;
— космические объекты, работающие в защищенных орбитальных регионах, не отнесенных к «низкому риску», должны быть оснащены интерфейсами для облегчения обслуживания миссией активного удаления мусора в случае их отказа на орбите;
Требования вводят новый набор требований, касающихся предотвращения столкновений и координации космического движения, основанный на современных передовых практиках, таких как время реагирования в случае предупреждения о столкновении. Две новые проблемы, связанные с предотвращением образования космического мусора на лунных орбитах и помех радио- и оптической астрономии, также рассматриваются с предварительными требованиями, которые будут продолжать разрабатываться в ближайшие годы.
К ним относятся технологии успешной пассивации – истощения всех оставшихся источников энергии в конце миссии посредством сгорания двигателя, стравливания топлива и/или давления, разрядки аккумулятора и многого другого. Они также включают технологии активного удаления мусора – разработку миссий по удалению более крупных кусков космического мусора до того, как они распадутся на облака опасного мусора, и разработку интерфейсов для спутников, чтобы облегчить их удаление в ходе таких миссий.
Тем временем ЕКА также разрабатывает технологии для использования на земле и на орбите, чтобы улучшить наши возможности по отслеживанию и мониторингу космического мусора, например, использование лазеров для идентификации и, возможно, даже удаления мелких объектов мусора .
Лазерная станция ЕКА на Тенерифе направляет зеленый лазер в небо
В ноябре 2023 года вступили в силу новые руководящие принципы ЕКА по предотвращению образования космического мусора и Политика по предотвращению образования космического мусора. В них изложены более строгие требования к миссиям ЕКА, которые значительно сократят количество дополнительного мусора, который они оставляют на орбите, и создадут основу для достижения нейтральный вклад в космический мусор.
1) Гарантия успешной утилизации
Миссии ЕКА должны обеспечить безопасное утилизацию космических объектов путем входа в атмосферу или вывода на безопасную высоту с вероятностью успеха более 90%. Миссии также должны включать в себя интерфейсы, которые облегчили бы их удаление с орбиты в случае неудачи самоуничтожения.
2) Улучшение орбитального зазора
Чем меньше времени объект находится на орбите, тем меньше вероятность того, что он столкнется с другим объектом и создаст новые обломки. Максимальное время, проведенное на защищенных низких околоземных орбитах в конце срока службы для новых миссий ЕКА, было сокращено с 25 лет до всего лишь пяти. Существуют также более строгие требования к миссиям с участием группировки спутников.
3) Избегать столкновений на орбите
Предотвращение столкновений – уклонение спутника от потенциального столкновения – теперь является регулярной частью полетов на низкой околоземной орбите. В связи с резким ростом космической активности и ростом количества мусора на орбите, количество предупреждений о столкновениях, получаемых каждую неделю, также растет. По мере увеличения риска столкновений необходимо разрабатывать более совершенные стратегии предотвращения столкновений – с использованием автоматизации, координации космического движения, новых протоколов связи и т. д.
4) Избегать внутренних повреждений
Необходимо улучшить мониторинг состояния спутников и внедрить надежные методы пассивации, чтобы предотвратить разрушение спутников изнутри.
5) Предотвращение преднамеренных выбросов космического мусора.
Намеренное высвобождение таких предметов, как защитные крышки, крышки объективов и обтекатели ракет, должно быть сведено к минимуму.
6) Улучшение оценки риска несчастных случаев на Земле
Должны быть разработаны стандартизированные инструменты и методологии для оценки риска несчастных случаев на местах при повторном входе в объекты, а также для проверки того, что миссия правильно спроектирована с учетом гибели людей в конце жизни.
7) Гарантия темного и тихого неба.
Необходимо определить и реализовать меры по минимизации воздействия космических объектов на оптическую и инфракрасную астрономию, а также радиоастрономию для поддержания темного и спокойного неба.
8) За пределами охраняемых территорий
Другие орбиты, например орбиты, используемые созвездиями Глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) и лунные орбиты, также следует учитывать и защищать для обеспечения их долгосрочной устойчивости. Адаптированные рекомендации по нулевому мусору следует сформулировать и применять за пределами низкой околоземной и геостационарной орбит.