2 ноября 2020 года на Хабре вышел отличный пост уважаемого Филиппа Терехова @lozga, рассказывавший о синдроме Кесслера. Так называется ситуация на околоземных орбитах, когда вокруг нашей планеты скапливается слишком большое количество работающих и неработающих искусственных спутников, а также космического мусора. В результате возникают первые столкновения спутников, эти аппараты разлетаются на множество обломков, которые, в свою очередь, провоцируют новые подобные столкновения, выводят из строя другие работоспособные спутники, а также могут изрешетить МКС. Данная ситуация была впервые подробно описана в 1978 году сотрудником NASA Дональдом Кесслером – тогда еще как полностью гипотетическая. Но в наше время свободные трассы в космосе быстро заканчиваются, и первое проявление синдрома Кесслера было зафиксировано в 2009 году, когда на орбите над Таймыром столкнулись нерабочий российский спутник «Космос-2251» и американский телекоммуникационный спутник «Iridium-33». Оба аппарата полностью разрушились (вес российского составлял 900 кг, а вес американского – 689 кг), от них осталось около 600 обломков.
Более того, еще в 2007 году Китай успешно испытал противоспутниковое оружие, сбив собственный метеорологический спутник Fengyun-1C прямым попаданием ракеты. В результате образовалось более 2800 крупных фрагментов, которые так и продолжают находиться в опасной близости от МКС и других спутников. Например, 15 ноября 2021 года российские космонавты Антон Шкаплеров и Петр Дубров и американский астронавт Марк Ванде Хай были вынуждены укрыться в модуле «Союз-19» и подготовиться к эвакуации. Да, МКС разминулась с обломком в штатном режиме (в результате этого маневра ее орбита поднялась примерно на 1,2 км).
Я уже несколько раз собирался затронуть в блоге эту тему, но откладывал, так как на Хабре то и дело появляются хорошие публикации, в которых разобраны последствия таких столкновений для космонавтики и в принципе для дальнейшего вывода космических аппаратов на орбиту. Но, как ни странно, в большинстве таких публикаций синдром Кесслера и замусоривание космоса трактуется как неизбежное и практически стихийное зло. Я же в этой статье попытаюсь затронуть положительную сторону такого изобилия металла на орбите и обрисовать возможности переработки и вторичного использования ИСЗ, отслуживших отведенный им срок.
Распределение спутников на орбитах
Большинство спутников сегодня распределено по двум основным орбитам. Низкая околоземная орбита (НОO) занимает высоты примерно с 200 до 1 000 км над Землей. Именно здесь находится Международная космическая станция, совершающая один оборот вокруг планеты за полтора часа, а также тысячи различных спутников. На высоте 36 000 километров силы, воздействующие на спутники, позволяют им не сходить с орбиты, на которую они были выведены. Этот регион называется «Геостационарная орбита». Спутники, находящиеся здесь, словно зависают над определенной точкой Земли, благодаря чему их удобно использовать, например, для прогнозирования погоды и для обеспечения телекоммуникации.
Спутники на НОО расположены очень кучно, и существует риск, что какие-то из них могут столкнуться, рассыпавшись дождем осколков. Зона разброса таких осколков будет настолько велика, что захлестнет и другие спутники, спровоцировав каскадный выход все новых спутников из строя. Эта цепная реакция может привести к тому, что всю низкую околоземную орбиту окутает облако космического мусора, и пользоваться ею станет невозможно. На НОО уже сейчас полно мусора, но в самое последнее время начата разработка технологий, которые позволили бы этот мусор утилизировать и перерабатывать.
А на геостационарной орбите все сложнее.
Когда заканчивается срок службы спутника, выведенного на геостационарную орбиту, его владельцы пытаются перевести его на более высокую орбиту захоронения, будучи на которой, спутник успевает на 300-400 километров отдалиться от согласованной на международном уровне защищаемой зоны. Но только около 80% всех спутников, отслуживших свое, благополучно переходят с геостационарной орбиты на орбиту захоронения. Остальные 20% требуется как можно скорее оттуда вывести искусственно. Более того, сейчас это «кладбище» напоминает просто свалку, за которой никто не смотрит. На орбите захоронения фиксируются вспышки, которые могут свидетельствовать либо об эпизодических столкновениях спутников в том регионе, либо о взрывах самих спутников – ведь на многих из них сохраняются остатки топлива, а также деградировавшие батареи. В результате таких событий обломки этих спутников могут падать обратно на геостационарную орбиту, провоцируя совершенно непредвиденные столкновения с рабочими спутниками.
Рабочих спутников на орбите также хватает – по состоянию на начало ноября их примерно 4700.
О составе космического мусора
Космический мусор определяется как «антропогенные объекты, находящиеся в космосе и более нефункциональные из-за распада, схода с заданной орбиты, взрыва или столкновения с другими спутниками». Как и любые обломки, такие нерабочие спутники продолжают дробиться и рассеиваться в пространстве, из-за чего угрожают не только другим спутникам, но и МКС.
Здесь оговоримся, что в космический мусор превращаются не только отработанные блоки или их обломки, но и вообще любые отходы, остающиеся от человеческой деятельности на орбите. Космический мусор – это и ракетная ступень, не сгоревшая в атмосфере, и остаток невыработанного топлива, и даже любая капля краски, превратившаяся в миниатюрный искусственный спутник в результате коррозии. Абсолютное большинство таких мусорных частиц находится именно на низкой околоземной орбите и имеет менее 1 см в диаметре. Космический мусор сосредоточен в приполярных областях, наибольшей плотности достигает на высотах от 750 до 800 км, при этом практически весь он находится на высоте до 2000 км.
800-километровая орбита является предпочтительной, поскольку выводить спутники на нее сравнительно дешево, а еще там действует остаточное сопротивление атмосферы, посредством которого планета «подтягивает» за собой аппарат – и это позволяет снизить расход топлива. Кстати, Fengyun-1C находился на 865-километровй орбите. Правда, тот же самый эффект не дает сходить с орбиты не только спутникам, но и космическому мусору – а значит, мусор там останется еще надолго.
По оценке Сети космического наблюдения США, в настоящее время на околоземной орбите присутствует более 10 000 частиц космического мусора размером более 10 см – наряду с тысячами функционирующих спутников. Вдобавок на орбите находится более 500 000 фрагментов с размерами от 1 до 10 см, также способных нанести непоправимый вред, и более 100 миллионов частиц размером от 1 мм до 1 см. Такая мелочь также может быть опасна – например, ее энергии вполне хватит, чтобы пробить топливный бак рабочего спутника. При этом космический мусор размером более 10 см тщательно отслеживается с помощью как радиолокационных средств, так и средств оптического наблюдения – а более мелкий мусор практически не контролируется.
Складывается весьма специфическая ситуация. Крупнейшим искусственным спутником Земли является МКС (или может стать другая космическая станция, которая придет ей на смену). Именно МКС и угрожает комический мусор, поэтому в первую очередь требуется очистить от мусора низкую околоземную орбиту. Но, вместо того, чтобы выводить отработанные спутники на такие орбиты, которые приведут их к сгоранию в атмосфере, можно было бы отлавливать их и использовать для ремонта и реконструкции МКС. Отработанный спутник содержит не только остатки горючего, но и высококачественную оптику, солнечные панели, алюминий, другие цветные металлы. Более того, разлагая компоненты спутника путем электролиза, можно было бы непосредственно получать из него горючее. Ниже рассмотрим, какие подобные проекты сейчас планируются.
Сбор космического мусора
Частная японская компания Astroscale Inc. уже разработала модель космического корабля, предназначенную для уборки космического мусора. В данном случае уборка сводится именно к утилизации: аппарат Astroscale стаскивает спутник на такую орбиту, следуя по которой, тот постепенно достигнет атмосферы и сгорит в ней. Компания планирует ввести в эксплуатацию первый коммерческий космический мусоровоз в 2024 году, а в марте 2021 провела первый пробный запуск подобного аппарата: космический мусор удалось успешно зафиксировать методом магнитного захвата. Флагманский проект Astroscale называется «ELSA» («обслуживание финальных стадий эксплуатации от Astroscale»). Прототип ELSA-d (d-демонстрационный) состоял из пары спутников: chaser (преследующий) и target (цель). «Цель» выполняла роль того фрагмента мусора, который необходимо захватить, а «преследующий» был оснащен магнитной стыковочной панелью, к которой прикреплялась «цель».
Всего было осуществлено четыре таких захвата. Тем не менее, аппарат ELSA не позволит коренным образом исправить ситуацию: этот аппарат может захватывать объекты весом не более тонны (в соответствии с мощностью установленных на нем магнитов). Но наиболее опасная категория космического мусора – это разгонные ступени ракет, оставшиеся на орбите со времен конца 90-х и начала 2000-х. Мало того, что они очень крупные и весят примерно по 10 тонн каждая; к тому же сложно прогнозировать их скорости, траектории и положения, поэтому до их сбора и тем более переработки пока еще далеко. Кроме того, даже устремившись в атмосферу такой крупный блок может не сгореть целиком. Но технически возможно конструировать более крупные аналоги ELSA или создавать сети подобных устройств, поэтому технология кажется перспективной.
Компания Nanoracks ранее специализировалась на доставке грузов на МКС, а в 2020 году впервые заявила о планах заняться переработкой отработанных ступеней ракет. Учитывая размеры этих мусорных фрагментов, их действительно было бы выгоднее использовать на орбите в качестве вторсырья, а не сносить к атмосфере для сжигания. Компания Nanoracks запускает проект «Outpost», в рамках которого планируется вывести на орбиту флот роботов-дронов. Такие космические дроны займутся переоборудованием ракетных ступеней в орбитальные лаборатории, теплицы, склады топлива и, возможно, жилые блоки.
Джеффри Мэнбер, CEO компании Nanoracks, более чем оптимистично оценивает инженерные качества этих отработанных разгонных ступеней. Действительно, они проектировались с расчетом на сильнейшие перегрузки при запуске, выдерживают работу в вакууме, справляясь с сильным внутренним давлением. Серьезный минус – остатки токсичного и взрывоопасного топлива, которое из этих блоков потребовалось бы тщательно удалить, но после этого такие ступени были бы исключительно долговечны и вполне безопасны.
При этом уже имеется реальный инженерный опыт, близкий к подобной технологии: с 1993 по 2009 год астронавты NASA несколько раз выполняли техобслуживание телескопа «Хаббл», ремонтировали его элементы и устанавливали новые детали.
На первых этапах реализации Outposts планируется сосредоточиться на сравнительно простых операциях, без проникновения внутрь разгонного блока: прикреплять к нему полезную нагрузку, силовые модули, двигатели, способные скорректировать его курс. Одна из первых целей Outpost – продемонстрировать, что движение отработанной ракетной ступени можно контролировать, обвешав ее множеством мелких роботов, которые, например, могли бы двигать ее по орбите вверх и вниз.
Переработка космического мусора
Пока не существует технически приемлемого и при этом выгодного метода промышленной переработки космического мусора, поскольку частицы мусора движутся со слишком высокой скоростью и в непредсказуемых направлениях. Сначала такое сырье нужно собирать и доставлять в орбитальную лабораторию, для чего предлагалось использовать, например «магнитную космическую метлу с переменной скоростью вращения», либо применять «космический пастух с использованием ионных пучков» (Ion-Beam Shepherd), отклоняющий мусор в требуемом направлении. Как только обломок потеряет скорость, его можно опутать (точнее, облепить) специальной пенной сетью, проектированием которой сейчас занимается российский стартап StartRocket – после чего переходить к сортировке улова.
Сортировка
Поскольку космический мусор отличается неправильной формой и сложным металлическим составом, сортировка должна идти с применением оптических методов – камер и лазеров – направленных на извлечение цветных металлов, прежде всего, алюминия и магния. Такие методы уже опробованы при сортировке руд.
Плавка
На данном этапе отсортированные металлы поступают в электрическую индукционную печь с регулируемой температурой, которая доводится до температуры плавления загруженного в печь металла. Во время фазового перехода композитного мусора должны выделяться газы, которые также можно отводить в емкости для дальнейшего использования в аэрокосмических двигателях, в частности, для корректировки орбитального положения самой лаборатории.
Потенциальное практическое применение технологии
В дальнейшем мелкий алюминиевый порошок может послужить возобновляемым горючим как для такой лаборатории, так и для других космических аппаратов. Подобная космическая лаборатория могла бы послужить отличной платформой не только для вторичного извлечения алюминия из мусора, но и для получения кремнийсодержащего порошка, который мог бы послужить основой для грунта и для выращивания растений прямо на МКС. Сам процесс захвата мусора при помощи упоминавшейся выше пенной сети мог бы генерировать энергию (например, по принципу пьезоэлектрического эффекта). Электрическая индукционная печь теоретически позволяет получать из каждого килограмма алюминия 960-980 граммов алюминиевого порошка, потенциально пригодного в качестве горючего. Более того, описанные приемы сортировки и плавки космического мусора (состав мусора известен, соответственно, можно легко предвосхищать желаемые результаты такой работы) в дальнейшем можно адаптировать к ловле и переработке сначала метеоритов, а затем и небольших астероидов со значительно более сложным и непредсказуемым минеральным составом.
Заключение
Полагаю, описанные наработки в ближайшее время могут стать не просто актуальными, а жизненно необходимыми – ведь в обозримом будущем на орбите может полноценно заработать сеть спутникового Интернета Starlink. 12 000 новых спутников будут выведены именно на низкую околоземную орбиту. В результате не только значительно возрастет вероятность их столкновения друг с другом, с иными спутниками или МКС – более того, управление таким флотом потребует постоянной коррекции орбит этих спутников, потребует планового ремонта и контролируемого вывода этих аппаратов из строя. Пока рано говорить о том, что подобная титаническая работа потребует вывести на орбиту специальную ремонтную космическую станцию, на которой производилась бы вся подобная техподдержка. Но мы будем вынуждены навести порядок на орбите, и лучше как можно быстрее сориентироваться, какими технологиями можно было бы его обеспечить.
Комментарии (28)
SinsI
11.12.2021 18:46+4А нельзя их нагреть с Земли лазером, чтобы они испарились и превратились в относительно безопасный космический газ? Причём лазер одновременно будет работать и как детектор, так как нагретый мусор будет ярко светится во всех диапазонах.
По идее, так как в космосе охлаждение только за счёт излучения, то для этого достаточно даже небольшой удельной мощности лазера.
Chumachechy
11.12.2021 22:40+5Так называемый синдром Кесслера это популярная теория. Во первых, она актуальна только для MEO орбит, На ГСО плотности и число КО другое, там проблема не в "синдроме", а радиочастотной совместимости, но это отдельная песнь. Для низких тоже есть нюансы. Допустим два аппарата после столкновения рассыпаются на более мелкие, но больших фрагментов от них остается только десятки, остальное- мелочевка, которая спокойно выведет другой КА из строя но не приведет к значительной его фрагментации. Сколь серьезных моделей с учетом этих особенностей не слышал. Поэтому, "синдром" даже для низких это больше пугалка, что не отменяет головной боли разработчикам. С другой стороны - большие отслеживают и та-же МКС регулярно делает увод орбиты, а от мелочевки есть противометеоритные щиты и специальная компоновка навесных приборов (они собой защищают основной корпус). Т.е. да, опасно, но предсказуемо и терпимо.
С уборщиками тоже все красиво - для удаления одного КО, необходимо вывести на его орбиту другой КА, а буквально сегодня НОРАД обновит юбилейный 50000 номер зарегистрированных в БД КО... Ну ладно, сколько там десятков тысяч КО необходимо вывести для сведения других десятка тысяч с орбиты.... Пока, в ближайшее столетие никто таким заниматься не будет. Ну, а потратить гранты на красивые прожекты, это всегда было благородным делом. Поэтому, мечта об ионной печке на орбите... Почему бы и не помечтать :)
Tarakanator
13.12.2021 10:47мелочевка, которая спокойно выведет другой КА из строя но не приведет к значительной его фрагментации.
Что значит значительная фрагментация? если в итоге столкновения 2-х объектов получилось хотябы 3 объекта, значит количество мусора экспоненциально возрастает.
Ну ладно, сколько там десятков тысяч КО необходимо вывести для сведения других десятка тысяч с орбиты....
Нам не так уж нужно удалять всё. Для начала достаточно удалять больше, чем генерируем.
Chumachechy
13.12.2021 11:08Экспоненциально возрастает, это если ВСЕ одновременно фрагментировались на два-три и более. А у нас одно событие:
увеличивает число НА несколько КО (а не сразу в разы от общей популяции);
эти КО занимают определенный объем пространства, который, по большому счету, занимали и ранее. Т.е., чтобы добраться этим фрагментам до других КО- должно пройти значительное время (они там не как домино расположены).
Это все, как с газом от плиты или муки в воздухе, пока не будет нужной концентрации - не взорвется. А то что воняет - работа такая, пугать заранее.
Tarakanator
13.12.2021 11:38А одновременно это как? С точки зрения какого наблюдателя?
Я имел ввиду что через N лет в среднем из каждых 2-х кусков получим 4.
через 2n уже 8-16 кстати получается даже не экспонента... ведь увеличив в 2 раза количество объектов мы в 4 раза повышаем вероятность столкновения... но на самом деле конечно в 4 раза не будет т.к. куски станут меньше....Нам не важно какой объём пространства занимаю фрагменты. Нам скорее важа площадь поперечного сечения.
Это все, как с газом от плиты или муки в воздухе, пока не будет нужной концентрации - не взорвется. А то что воняет - работа такая, пугать заранее.
Некорректный пример. Жгите муку в теплоизолированном контейнере.
Будут сгорать отдельные молекулы... температура будет повышаться... потом разом бумкнет во всём объёме, когда температура достигнет температуры самовоспламенения.
Будет как горение бензина в ДВС. Формально не взрыв. Но для стороннего наблюдателя не слишком отличается от взрыва.Chumachechy
13.12.2021 13:10Объем, в смысле- область пространства вдоль орбиты, а не объем конкретной железяки. Т.е. если по пути КО (условно) смел все что мог, эта область уже "энергетически вырождена" и он дальше долго летает "в холостую".
Низкие постепенно опускаются и в конце концов сходят с орбит. С одной стороны облако фрагментов начинает пересекать орбиты других КО, но с другой, и сами "те другие" орбиты опускаются (причем, чем ниже- тем быстрее, поэтому особого наложения нет), да и плотность исходного облака уменьшается (хотя и занимает больший объем пространства по орбитам). И опять же, с каждым столкновением размеры значительно уменьшаются (например от недавнего разрушения КО в 1600кг самые большие фрагменты это только несколько фрагментов под сотню кг) Т.е. здесь вырисовывается достаточно сложная и вырождающаяся система.
Повторю, не видел моделей которые учитывали бы выше озвученные нюансы. Если кто слышал - буду благодарен. Поэтому, категорически утверждать что "через 100 лет - все", нельзя. Я бы сказал, через 100 лет вероятность безопасной пассивной эксплуатации (с точки зрения столкновений) КА, на всем интервале активного существования, не менее 0.95 (число почти от балды).
Tarakanator
13.12.2021 13:33КО не может расчистить пространство вдоль своей орбиты.
Допустим есть 2 аппарата на песекающихся орбитах. Летят на высоте 7ММ (мегаметра) от центра земли. орбитальный период 90 минут.
Каждый спутник-шарик 2м диаметром.
вопрос: какое матожидание времени столкновения?
7ММ*2*pi=44ММ длина орбиты.
для столкновения расстояние между центрами должно быть меньше 4-х метров.
когда один из аппаратов будет в точке пересечения орбит, шанс второго оказаться ближе 4-х метров(между центрами)
4/44М=1/11000000
90*11000000=990000000минут=16500000 часов=687500дней=1883 года среднее время расчистки орбиты от ОДНОГО объекта.Chumachechy
13.12.2021 15:53Так не считают, ну да ладно.
Чисто теоретически, если взять орбиту без возмущений, то два КО имеющих общую точку пересечения орбит и одинаковый период, имеют нулевую вероятность столкновения, если они не синхронизированы по положению с этой точкой, либо 1-цу, если синхронизированы (на первом же витке и столкнуться).
Если орбиты близки по периоду (но не равны), то через некое число витков они таки синхронизируются в общей точке. Грубо говоря, вероятность столкновения 1 на интервале времени (90*90.1)/2=(8109мин)/2 = 2.8 суток.
Делю на 2 т.к. есть два узла пересечения (разные наклонения). Если же они на одной орбите (или есть только одна общая точка), друг друга догонят за 5.6 дней.
А вообще, орбиты испытывают возмущения (в реальности не существует замкнутых кругов, есть некие волнообразные спирали, и общая точка пересечения существует не все время). Поэтому, даже если по расчетам два КО в одной точке, не факт что они столкнуться т.к. знаем их положение с ошибкой. В итоге, это все является статистической оценкой.
За все время, в космосе было собственно столкновений меньше чем пальцев на руках. Отсюда вероятность 8(? столкновений было зафиксировано) /20000 (ко на орбите) / 64лет =6е-6 [ события в год ] (конь в вакууме). Но эти столкновения участились к нашему времени, одно на 5-10 лет. Поэтому, грубо говоря событие столкновения 0.1в год, а для конкретного абстрактного КО 0.1/20000 = 5e-6
Очень примерно так
Tarakanator
13.12.2021 16:28Если орбиты близки по периоду (но не равны)...
Делю на 2 т.к. есть два узла пересечения (разные наклонения)
1)Я подразумевал что очевидно, что периоды не в точности равны.
2)чтобы было 2 узла это должно очень повезти. Даже 1 узел для 2-х рандомных аппаратов большая редкость.Грубо говоря, вероятность столкновения 1 на интервале времени (90*90.1)/2=(8109мин)/2 = 2.8 суток.
Если я правильно вас понял за 2.8 суток они пройдут точку пересечения не более чем в 6 секундах (90.1-90минут) друг от друга. 6 секунд при 8км/с это 48км. До столкновения ещё очень далеко.
Если же они на одной орбите (или есть только одна общая точка), друг друга догонят за 5.6 дней.
на одной орбите они друг друга догнать не могут
А вообще, орбиты испытывают возмущения... В итоге, это все является статистической оценкой.
Ну я и писал про статистику. Возмущения как в + могут быть так и в минус, так что итог будет +- тот-же.
Поэтому, грубо говоря событие столкновения 0.1в год
С учётом того, что спутники маневрируют для уклонения от столкновений и мы не считаем мелкие столкновения(спутник-мелкий обломок)
LevPos
12.12.2021 04:44+2Более того, еще в 2007 году Китай впервые успешно испытал противоспутниковое оружие, сбив собственный метеорологический спутник Fengyun-1C прямым попаданием ракеты. В результате образовалось более 2800 крупных фрагментов, которые так и продолжают находиться в опасной близости от МКС и других спутников. Например, 15 ноября 2021 года российские космонавты Антон Шкаплеров и Петр Дубров и американский астронавт Марк Ванде Хай были вынуждены укрыться в модуле «Союз-19» и подготовиться к эвакуации. Да, МКС разминулась с обломком в штатном режиме (в результате этого маневра ее орбита поднялась примерно на 1,2 км).
По ссылке написано:
Орбита Международной космической станции вечером 10 ноября будет скорректирована для уклонения от космического мусора. Об этом сообщили в госкорпорации «Роскосмос».
По данным «Роскосмоса», 12 ноября с МКС сблизится фрагмент космического аппарата Fengyun-1C. Минимальное расстояние между объектом и МКС составит 600 м.
15 ноября 2021 года Россия провела испытание противоспутниковой ракеты, что и было причиной тревоги на МКС. Непонятно, зачем сваливать на китайцев.
axe_chita
12.12.2021 08:48Космоломщики и недоотдел из Planetes
У меня есть такой вопрос, а не проще сводить с орбиты отслужившие спутники, ступени и прочая-прочая, прикрепляя к ним балон из металлизированной пленки большого диаметра 40-50 метров? По накопленному опыту полетов таких объектов, деградация их орбиты с высот 1000-1600 км до входа в атмосферу, составляет срок не более десяти лет.Chumachechy
12.12.2021 09:28Есть микроспутники, массой единицы кг, на них тоже баллон весом 50кг ставить?
Баллон нужен для сведения, а значит развернуть его надо в конце срока жизни. А будет ли к этому времени работать комп, для выдачи команды впрыснуть газ/смесь в баллон? Если развернуть сразу - это будет мешать аппаратуре (закрывать СБ, антенны, оптику...). Во вторых, микрометеориты из пленки толщиной 0.01мм сделают решето. На МКС выставляли пластины и экспонировали год, собственно отсюда и оценка популяции мелкой фракции на орбите. Для металлической пластины - царапина, для пленки- дырка с потерей герметичности и свойств упругости. Поэтому, можно, но для всех эффективно это работать не будет.
axe_chita
12.12.2021 10:19А много микроспутников (кубсатов) выводятся на высокую орбиту выше 500км?
Может для эффективного торможения кубсата хватит и более мелкого баллона?
Если мы проектируем изначальную систему свода с орбиты мертвого спутника, то может имеет смысл в эту систему поставить watchdog, который включает эту систему не получив сигнал от компьютера в определенный срок?
Можно отстыковывать эту систему на тросе, и на безопасном расстоянии от спутника надувать конструкцию?
Плюс, эта конструкция может состоять из множества мелких баллонов, чтоб защитить её от схлопывания. :)
Но моя главная идея была в том, чтоб эту систему сведения, к мертвым спутникам/ступеням/разгонным блокам прикрепляли бы спутники инспекторы.Chumachechy
12.12.2021 14:32Микроспутники, действительно, в основном на низких, и поэтому сами относительно быстро сходят в атмосферу, и без дополнительных баллонов. С другой стороны, их делают кто? Университеты, любители, небольшие конторы, у которых с финансами не особый фонтан, уложиться бы в бюджет. Здесь не до изысков, если только это не изучение методов увода- цель работы.
Tarakanator
13.12.2021 10:53+11)а нам обязательно нужен комп? Сделать мембрану, которая деградирует и сама порвётся через нужное количество лет мы не можем? Ну да, количество лет взять с запасом. У нас же нет необходимости прям сразу свести объект с орбиты.
2)Сейчас вроде тренд не надувать фольгу, а просто размотать ленту,
3)Если у нас баллон 50кг, это можно не воздухом шарик надуть, а пеной.
visirok
12.12.2021 23:28Давно хотелось почитать на эту тему. Спасибо за очень внятную вводную статью.
Как развитие темы можно предпожить поискать правдивую информацию о «войне спутников» в восьмидесятые годы. Люди, работавшие в этой области, утверждали о необъявленной спутниковой войне между СССР и США. Помню, мне попадались и какие-то публикации о «спутниках-киллерах».
Интересно было бы поточнее понять физику процессов. Совсем наивные вопросы:
летят частицы и аппараты преимущественно в одном направлении или направдения распределены произвольно?
какие относительные скорости?
какой процент частиц более-менее висит и каково распределение скоростей у оставшихся?
Tarakanator
13.12.2021 10:58+11)преимущественно в одну сторону. Выводить на орбиту по вращению земли проще, чем против вращения. Но если нюанс. Направление совпадает не строго т.к. широты космодромов разные.
2)Как я понимаю максимальная скорость столкновения, если не учитывать экзотику типа сильно вытянутых или нестандартных орбит это столкновение спутника на низких экваториальных и поляных орбитах. sqrt(8^2+8^2)=11 км/с
visirok
13.12.2021 15:04При 11 км/с видимо нереально успеть отреагировать на угрозу, обнаруженную оптически. А радаров, по крайней мере мощных, на МКС наверное нет. Но это - при максимальной скорости.
Но поскольку частицы мусора «догоняют» космические аппараты (и наоборот), реальные скорости могут быть намного меньше.
Любопытно было бы узнать, какие системы обнаружения и предупреждения столкновениц существуют.
Tarakanator
13.12.2021 15:15+1Насколько я понимаю систему:
1)радарами (в основном с земли, только с земли?) отслеживаются обломки.
2)импульс на изменение орбиты должен быть за 45 минут до встречи с обломком(если мы разводим орбиты по расстоянию) Или чем раньше, тем лучше если по времени.
Мелкие и очень мелкие обломки не отслеживаются. Однако могут отслеживаться предположительные облака мелких обломков.
ещё знаю что в случае угрозы столкновения с очень мелкими обломками не ведётся внекарабельная деятельность на МКС.
tlv
13.12.2021 09:51и американский метеорологический спутник «Iridium-33»
"Иридиум" - это всё-таки спутник связи
addewyd
Вот эти два момента непонятны:
Он там просто висит что ли?
Как сопротивление атмосферы позволяет снизить расход топлива?
Oxoron
Как сопротивление атмосферы позволяет снизить расход топлива?
Видимо, подразумевается ситуация с поддержкой орбиты.
Если вы крутитесь на высоте, ЕМНИП, до 520 км, вы тормозитесь об атмосферу. Орбитальная скорость медленно падает, орбита снижается. Чтобы скомпенсировать этот эффект, приходится давать импульсы скорости, для чего нужно топливо.
Предполагается, что на 800км вы не будете тормозиться атмосферой, значит, не придется тратить топливо на компенсацию торможения.
LevPos
Так ведь написано, что будет тормозить:
Видимо пропущена частица "не" - "там не действует".