Агентство NASA и другие космические агентства, научные организации отслеживают обломки космических аппаратов на орбите Земли. С каждым запуском ракеты, с каждым происшествием на орбите этих обломков становится все больше, и они представляют определенную опасность для последующих миссий.
Столкновение аппарата стоимостью во многие десятки и сотни миллионов долларов с небольшим обломком чревато потерей этого аппарата для науки/бизнеса. При этом обломков и так много, а при столкновении объектов в космосе они разделяются еще на большее количество частей, которые, сталкиваясь с чем-то еще, порождают новые объекты. И так далее, и тому подобное — почти цепная реакция. Есть даже опасения, что космический мусор может сделать космос недоступным для человека. Но мало кто знает, что треть всех этих обломков — результат всего 10 аварийных ситуаций в космосе, которые можно назвать «мусорными».
Лидером среди таких миссий является уничтожение космического аппарата Fengyun-1C Китаем. Китайцы разрушили спутник в ходе спецоперации, проведенной в 2007 году. Китай тогда сообщил, что это были испытания, в ходе которых проверялась сама возможность дистанционного уничтожения спутников на орбите Земли. Эта операция очень усложнила жизнь всем ЦУПам на Земле, а также специалистам, которые отвечают за запуск космических аппаратов. Fengyun-1C стал источником 3428 каталогизированных обломков, это 20% космического мусора.
Подробная инфографика по ситуации на орбите
С 1957 года NASA насчиталo 5160 космических миссий, из которых всего 10 являются источником трети всех обломков аппаратов на орбите Земли.
Огромное количество обломков получено и в ходе столкновения спутников «Космос 2251» и Iridium 33. Это первая орбитальная «авария», когда два космических аппарата столкнулись на орбите. Столкновение произошло 10 февраля 2009 года над территорией Российской Федерации на высоте 788,6 километра. Скорости обоих спутников были приблизительно равны и составляли около 7470 м/с, относительная скорость была равна около 11,7 км/с.
Что делать со всем этим мусором, пока никто не знает. Различные компании, агентства и частные лица разрабатывают проекты очистки околоземного пространства, но к практической реализации всего этого пока никто не приступил.
Кстати, рекомендую НФ рассказ Дж.Уайта «Смертоносный мусор». Здесь интересно рассказывается о будущих миссиях по ликвидации космического мусора и правилах для новых миссий.
Комментарии (64)
Radmin
19.04.2016 12:12Интересно, в космической отрасли есть термин "орбитно-спутниковое происшествие"?
teifo
19.04.2016 13:46Волне возможно, если успеть монополизировать нишу уборки космического мусора, да еще и какие-нить международные законы продавать под это дело, то для развития космической отрасли будет нехилый такой задел как по деньгам, так и по перспективным технологиям.
corvus
20.04.2016 01:10Только при условии мощных дотаций со стороны.
Ну а чтобы дали денег, для этого нужно по всем каналам трубить о чудовищных масштабах проблемы… oh wait
mpeg
19.04.2016 14:17+1Здесь бы не помешала картинка облака осколков от китайского спутника для наглядности.
Я бы еще упомянул хорошую сторону этой темы — космическую археологию, которая сможет изучать историю создания аппаратов спустя тысячи лет после их запуска.
Vjatcheslav3345
19.04.2016 14:22Частички до 10 см экономически эффективно будет не ловить но испарять орбитальным рельсотроном, — https://geektimes.ru/post/246270/.
А крупные да, придется ловить.
Alexeyslav
19.04.2016 15:31Испарять куда? До состояния такого что этот мусор нельзя будет отследить, на при налёте на такое облако эффект будет не лучше чем столкновение с цельным куском — работать облако будет как наждачка.
Не за один раз, так за десяток нанесёт повреждение и то за счёт снижения удельной плотности увеличение площади. Если это будет облако обломков, то испарять их бесмысленно, оно станет тем же облаком но более мелких обломков.
Как по мне, так единственным верным решением будет скидывать эти куски на более низкие орбиты за счёт магнитных или электростатических полей в космических масштабах. Но в этом и кроется проблема…
Построить такой космический тральщик пока нереально, да и кто за него заплатит? А, ну как всегда — человечество скинется.ChaplygiN
19.04.2016 19:13+1Не факт, что используемые в ракетостроении материалы магнитятся, да и не очень это было бы удобно, магнитное поле очень быстро сходит на ноль с расстоянием и оаботает только на притяжение, а удобнее было бы отталкивать в сторону Земли. Может это даже поспособствует коррекции орбиты, если спутник-уборщик будет лёгкий. Про заряды сказать сложно, но поскольку напряжённость падает пропорциональко квадрату расстояния, то опять же нужно подлетать близко. Тут встаёт вопрос как электрическое поле создавать. Может тогда проще просто «пинать» мусор в сторону Земли?
Alexeyslav
19.04.2016 21:44На тех скоростях с которыми двигается космический мусор даже немагнитный материал будет взаимодействовать с магнитным и электростатическим полем.
Каждый виток отклоняя частички всё больше и больше. Радиационные пояса ведь как образовываются — благодаря слабому магнитному полю земли.
Достаточно создать волны неоднородности магнитного/статического поля и мусор с каждым витком будет отклоняться в нужную сторону — вниз.
impetus
21.04.2016 01:34Попутно будут отклоняться и «запертые» в разиационных поясах земли высокоэнергетичные частицы и куда они будут в итоге сбрасываться — неизвестно.
Кроме того — пока нет общепринятой теории (возникновения) земного магнетизма — есть гипотезы что как раз наоброт — не эти частитцы заперты в поясах, а наоборот — поле возникает из-за наличия токов частиц вокруг Земли.
Схлопотать проблему утери магнитного поля в процессе уборки мусора будет пренеприятнейшим сюрпризом.
Bot_0002
19.04.2016 20:37Лучше уж лазер. Во первых мусор испаряется во все стороны, в том числе и в противоположную движению. Т.е. часть облака сразу в атмосферу вернется. Во вторых мелкий мусор(от мм до молекул), гораздо быстрее тормозится атмосферой. Но это касается низких орбит, впрочем большая часть мусора как раз там и находится.
Alexeyslav
19.04.2016 23:14Что заставит его разлетаться во все стороны? Единственная действующая сила на расплавленные частицы — луч лазера и магнитные поля. Они скорей в невесомости и при отсутствии воздуха будут собираться в аккуратные капельки — весьма эффективные поражающие элементы.
Ra-Jah
20.04.2016 10:09Да проще гравипушкой отправлять его на Землю, чем распылять. Правда, для начала нужно эту пушку изобрести.
black_semargl
20.04.2016 15:51Газ — он всегда разлетается, за счёт скорости движения молекул.
Другое дело, что тут нужно действительно испарить, а не просто расплавить.
А температура испарения у значительной части используемых веществ под 3000 градусов.Alexeyslav
21.04.2016 06:05Газ то разлетается, но металл даже расплавленный газом станет только на короткое время, и то скорей плазмой чем газом. Остынет, сконденсируется и перейдёт снова в твёрдую фазу.
black_semargl
21.04.2016 13:19Только вот его солнечным ветром сдувает нафиг, если высоко. И сконденсируется он где-нибудь в облаке Оорта
А если низко — то об атмосферу затормозится и выпадет вниз.Alexeyslav
21.04.2016 18:53Так и цельный кусок с успехом затормозится об атмосферу, не хуже чем рой более мелких кусочков. А сконденсируется он тут же — тепло уйдёт за счёт излучения, температура понизится и снова перейдёт в твёрдую фазу.
black_semargl
21.04.2016 21:28Если от куска атом оторвался и полетел в сторону — то в вакууме ему назад не повернуть никак.
Alexeyslav
22.04.2016 08:24Для того что вы собираетесь сделать необходимо вещество превратить в плазму не иначе. Да такое оружие любая армия мира оторвёт с руками, а вы предлагаете им мусор на орбите чистить. Вы бы еще предложили вооружить всех дворников лазерами мощностью по несколько мегаватт, и правильно зачем подбирать мусор — его проще сжечь а потом лёгким движением руки пепел на совочек и удобно утилизировать. Заодно решится проблема припаркованных авто на газонах — тот же пепел и на совочек…
Будто бы атом оторвавшийся в воздушной среде может вернуться назад.
magamos
19.04.2016 14:41Предлагаю на орбиту запустить большой шар из чего-то клейкого и взякого — чтобы он собрал весь мусор
Vjatcheslav3345
19.04.2016 14:45Там скорости км/с — не пойдёт. Лететь и уравнивать скорость такому шару можно только ради большого обломка а не ради 10 000 000 частиц прошивающих его насквозь.
gearbox
19.04.2016 15:31хай прошивают — каждое столкновение это потеря скорости (для меньшей по весу частицы). Столкнулась, прошила, затормозила, опустилась, затормозилась об атмосферу, падая — сгорела. Главное что бы большой и вязкий шарик тоже падая сгорал, желательно без ядовитых продуктов горения.
Vlad_Hm
19.04.2016 15:56+1Не так это просто.
Понятие «клейкое и вязкое» зависимо от параметров столкновения.
Мягкое и вязкое — на высоких скоростях взаимодействия становится твёрдым и хрупким, как камень.
И станет вторичным источником загрязнения орбиты.
Да и вакуум, плотность и характер излучения на орбите — довольно-таки агрессивная среда для материалов, которые в привычном нам мире выглядят как клейкие и вязкие.
ClearAirTurbulence
20.04.2016 00:00очень большой шар, с очень бошльшим движком и кучей топлива, т.к. он все равно не может быть достаточно большим, и его придется гонять туда-сюда…
Delsian
20.04.2016 11:28+1Ага. Запаковываем в ракету тонну таких и запускаем на орбиту. и там их взрываем. Уиии!!!
vedenin1980
19.04.2016 18:50Мне кажется решением могло быть создание мини-спутников уборщиков с солнечными парусами, которые могли бы в автоматическом режиме собирать обломки. В принципе, вес таких спутников может быть всего с десятки-сотни грамм, а для упрощения сборки использоваться магниты, так большая часть обломков вероятно металл.
vanxant
19.04.2016 20:43+1Осколок диаметром 8 мм и массой в 10 грамм, летящий вам навстречу по лобовой траектории — это как пуля из АКМ, только в 20 раз быстрее. При боковом столкновении под 90 градусов — в 14 раз быстрее. Поэтому любая стыковка в космосе — это очень аккуратно догонять строго по курсу, никаких касательных. Скорости у каждого из 10 млн осколков — разные, наклонения разные, высоты — разные, экцентриситеты — разные. И чтобы догнать каждый строго по курсу, нужно очень и очень много маневрировать. Боюсь, солнечные паруса в таком рое очень быстро превратятся в маскировочную сетку.
vedenin1980
19.04.2016 21:01Правильно, догонять строго по курсу, это долгая и медленная работа, но пока, с счастью, реального роя там нет, иначе спутники просто не смогли работать. А десятки и даже сотни очень небольших спутников в принципе могли бы находить осколки и совершать «стыковку» благо такие наноспутники стоят совсем не как их большие аналоги, ну и их паруса весьма небольших размеров.
asdfghjk12
19.04.2016 19:38А как потом собирать этих мини-уборщиков? Да ещё поломанных на кусочки прошивающими их обломками…
vedenin1980
19.04.2016 19:57А никак просто отправлять в атмосферу по истечению срока службы. К тому же магнит или захват может на крепкой проволоке находится «под» таким уборщиком, чтобы в него самого обломки не попадали.
format1981
19.04.2016 20:54Интересно, если не заниматься уборкой мусора, то сколько времени мы еще сможем осваивать космос.
Vjatcheslav3345
19.04.2016 21:27+1Есть ещё одно соображение: разгонять рельсотроном снаряд так, чтобы осколок, в который попал этот снаряд не ломался а только менял орбиту на нужную — например, на орбиту захоронения или нырял в атмосферу.
А, так как, точные расчеты таких столкновений — нетривиальная задача, то средства на поддержание в действии рельсотрона можно добывать в игорном бизнесе — путем лотерей и ставок на исход выстрела.
engine9
19.04.2016 21:51C тем же успехом можно пытаться контролируемо отклонить пулю другой пулей.
Vjatcheslav3345
19.04.2016 22:26В этом весь смысл — стреляя на земле мы имеем слишком много непредсказуемых факторов (но даже в этом случае можем поражать цели размером с мяч, ну и пули, капли воды — лазером — https://geektimes.ru/post/242839/), стреляя в космосе — имеем факторов ровно столько, чтобы был сильный шанс попасть, если всё сделано идеально. Поэтому и фактор азарта будет работать на радость игроменам.
Whisky667
20.04.2016 18:47Но зачем? Мусора ещё больше можно создать.
Есть предложения с лазерами, которые будут испарять материал обломка, создавая тягу, и в итоге сводить обломок с орбиты.
Правда, мне кажется, мусор может вращаться. Или нет, и даже в космосе через пару лет вращение остановится? Не планета всё-таки, да и гравитационное поле земли неоднородно.black_semargl
21.04.2016 13:22Если испарять с одной стороны — то тяга будет в другую, как бы оно не вращалось.
Но нужны соответствующие характеристики луча.Whisky667
21.04.2016 14:35Зависит от скорости вращения и мощности лазера же.
Пробампаю вопрос о замедлении вращения обломка.black_semargl
21.04.2016 21:31Насчёт вращения не знаю, Но раз нам надо чтобы затормозился — то надо параметры импульса именно под это подбирать.
VaalKIA
20.04.2016 03:00Почти все спутники, при выводе на орбиту используют скорость вращения земли, как дополнительный фактор. Достаточно вывести что-то, что будет сталкиваться с обломками на встречную орбиту (закрученную в другую сторону). Результат столкновения будет обладать маленькой скоростью и быстро падать на землю. Если использовать в качестве наполнителя какие-нибудь замороженные газы, то они лешившись отражающей оболчки испарятся в космосе сами. Фактически, такой спутник может делать обновляемые щиты и расчищать эшелон за эшелоном.
black_semargl
20.04.2016 17:02Разгонять как спутник вообще не обязательно — достаточно подбросить вверх, и обломок впилится в подброшенное на 8 км/с
Разгон до орбитальной скорости требует энергии как подбрасывание на 4-5 тысяч км.VaalKIA
20.04.2016 21:24В принципе — да, но есть ещё и геостационарные орбиты.
Но речь не об этом, речь о том, что орбита — это очень большое пространство и что бы его почистить, там надо находиться длительное время, а для этого нужна орбитальная скорость. Учитывая встречное движение, можо будет смещаться каждые полвитка на величину щита, при этом сам спутник будет уже в расчищенном эшелоне, а газовыми ледышками обновлять и латать дыры в щите не такая уж проблема, фактически можно один аппарат запустить и он будет пылесосить орбиту годами, а это приличная площадь. так что очистить — реально.black_semargl
21.04.2016 13:23На геостационарных — именно мусора мало, там в основном дохлые спутники.
Это нижние орбиты мелкими обломками засрали.
Bedal
20.04.2016 10:57+1Судя по предложенным решениям — самым реальным и дешёвым способом будет раздуть атмосферу Земли километров на 500. Временно, лет на 300.
strlock
20.04.2016 11:34Можно просто вывести на орбиту астероид(похожим проектом уже занимается НАСА) и тот будет «пылесосить» обломки. Главное не промахнуться и очень точно рассчитать орбиту, чтобы не упал на голову свинозаврам через 65 миллионов лет))
Neyury
20.04.2016 18:48Кажется самое подходящее и простое решение, это с помощью мощных лазеров сводить обломки со своей орбиты. Кажется тут был пост о том, что один такой на мкс собираются повесить.
Intercross
20.04.2016 18:49А вообще есть какие нибудь графики, где наглядно показано, сколько времени будет сходить с орбиты мусор, находясь на той или иной высоте? Было бы интересно поглядеть.
a5b
21.04.2016 04:28+1Есть результат симуляции LEGEND (LEO-to-GEO Environment Debris model = doi:10.1016/j.asr.2003.02.027 ) 2003 года — прогноз до 2200-х годов: http://www.spaceacademy.net.au/watch/debris/gsd/lioujohnson.gif
http://www.gizmag.com/space-debris-kessler-syndrome-nasa-debrisat/24911/pictures#2
Если присмотреться, виден Кесслер-синдром, который, по некоторым оценкам уже в силе с 2007 года. Кратко — даже при условии полного прекращения запусков на орбите уже достаточно мусора, чтобы он постепенно увеличивал число фрагментов мусора за счет столкновений — http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100017146.pdf
?However, even before the ASAT test, model analyses already indicated that the debris population (for those larger than 10 cm) in LEO had reached a point where the population would continue to increase, due to collisions among existing objects, even without any future launches.
Время схода — единицы и десятки лет для 600 и 800 км. Сотни лет для 1000 км и более: http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/faqs.html
Debris left in orbits below 600 km normally fall back to Earth within several years. At altitudes of 800 km, the time for orbital decay is often measured in decades. Above 1,000 km, orbital debris will normally continue circling the Earth for a century or more.
Распределение по высотам — https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Spacedebris_upd_2011.jpg
в штуках (по каталогам, >10 см): https://www.planet.com/pulse/wp-content/uploads/2014/10/Altitudes_better.png
Mrprof
20.04.2016 18:50Из рубрики бредовых идей.
А если запустить огромное кол-во «дроби», состоящей из шариков покрытых «резиной» и наполненных какой-нибудь жидкостью что не замерзнет или порошком?
Запускать против вращения мусора, с расчетом на сход «дроби» с орбиты через n-дней(месяцев).
Что интересно произойдет при столкновении шарика с мусором на таких огромных скоростях? Сможет ли шарик передать импульс при этом сильно не разрушив мусор?vedenin1980
20.04.2016 18:58Возможно идея не такая бредовая если запускать не дробь, а небольшие кусочки льда в самые большие группы мусора (возможно прицельно), возможно под лучами солнца лед со временем растает, то есть даже если во время столкновения лед уйдет на другую орбиту это не страшно. Возможно потребуется лед не воды, а другой жидкости, чтобы добиться превращения в пар за заданное время.
Mrprof
20.04.2016 21:43Дело в том, что лед скорее всего будет разрушать мусор, а хотелось бы его только тормозить.
Та «дробь», что я упоминал, в теории будет разрушаться при любом столкновении и уже не будет представлять опасности.
Dromeosaur
20.04.2016 18:53А не проще использовать мощный лазер, чтобы испарять или дестабилизировать орбиту всех неудобных обломков? Или внезапно появятся «случайные» попадания по работающим спутникам?
gearbox
20.04.2016 20:53можно гиперболоид инженера Гарина на орбиту вывести и им жечь, Солнце то светит, только успевай фокусировать.
black_semargl
21.04.2016 13:25Солнце принципиально не фокусируется в точку, потому как имеет видимый размер.
Aksiom
Нужно прекращать вставлять картинки со спутниками размером с Тайвань.
igruh
Тогда картинка будет удивительно пуста.
Ra-Jah
Тогда можно добавить еще котят, чтобы она была более привлекательна?