Когда 12 апреля 1961 года Юрий Алексеевич достиг первой космической, вокруг Земли уже летал космический мусор от предшествующих исследовательских и экспериментальных запусков СССР и США. Правда, общее количество объектов было меньше 1000. Учитывая объём околоземного пространства, это было пренебрежимо мало. А сегодня поголовье космического мусора уже оценивается во многие десятки миллионов единиц. Вроде бы, подавляющее большинство — это мелкий мусор. Вот только скорости полёта за пределами атмосферы совсем другие. Та же МКС движется с относительной скоростью 28 000 км/ч. И столкновение с каким-нибудь мелким обломком или, упаси боже, гайкой может стоить дыры в обшивке или иллюминаторе. Или повреждения внешнего оборудования. Станцию уже больше 30 раз переводили на новую орбиту, чтобы избежать столкновения. Но отследить мелкий мусор технически невозможно. Например, пару лет назад прилетело в манипулятор. К счастью, только шкурку попортило.
А ведь есть ещё мусор в виде пыли микрометровой фракции и кусков окалины в диапазоне от миллиметров до сантиметров. Они выбрасываются твердотопливными двигателями и состоят из оксида алюминия Al2O3 (электрокорунда). Это самый настоящий абразив, который в обычной жизни мы используем для заточки инструмента. Думаете, ерунда? Посмотрите видео работы пескоструйных аппаратов. И мысленно увеличьте им скорость струи до нескольких тысяч километров в час.
Наконец, в космосе полно пыли от отшелушивающейся краски, которая играет строго практичную роль на космических аппаратах. Вот только очень жёсткое ультафиолетовое излучение в сочетании с атомарным кислородом и абразивом из двигателей никакая краска долго не выдержит.
▍ Мусор — всегда зло
Своими космическими агенствами обзавелось больше 70 стран. Прогнозируется, что в ближайшем будущем будет запускаться около 12 тыс. спутников в год. И если не начать решать проблему мусора уже сейчас, то скоро о космосе придётся всем забыть лет на сто-двести, пока вокруг Земли не станет посвободнее благодаря постепенному торможению и сгоранию в атмосфере объектов, летающих относительно низко.
Ладно, хватит заламывать руки, Новый Год на носу, «Зачем о Вас? Давайте о приятном». Или о курьёзном. Почти весь мусор на орбите — это отработанные ступени и вышедшие из строя спутники, а также их всевозможные обломки. Например, в 2007-м китайцы провели испытание противоспутниковой ракеты и обстреляли свой старый спутник. В результате общее количество доступных для отслеживания обломков в околоземном пространстве выросло на четверть (!).
Но есть и более интересные объекты. Например, мы включили в свою игру сумку с инструментами, которую две астронавтки из NASA пролюбили 1 ноября.
Людям вообще свойственно всё терять. Например, ещё в 1965-м астронавт Эд Уайт в первом же своём выходе в открытый космос потерял запасную перчатку от скафандра. В 1969-м во время полёта «Аполлона-12» в космос специально выбросили рисунок Энди Уорхолла (это тот самый переоценённый художник, прославившийся кислотными портретами консервов). В 2005-м Пирс Селлерс упустил шпатель. Не иначе как что-то штукатурил. В 2006-м при монтаже очередной конструкции к МКС от астронавтов «сбежали» два болта. Наверняка всяких метизов и прочей машинерии за десятилетия освоения космоса было потеряно гораздо больше. В 2007-м у Суниты Уильямс улетела и не вернулась камера. А в 2018 ради беспощадного пиара в космос запустили автомобиль Tesla Roadster.
Куда пикантнее другой класс мусора: бытовой и, скажем так, биологический. По понятным причинам, писать об этом не принято, но раньше для экономии драгоценного места и веса было принято всё ненужное с космических кораблей и станций отправлять «за борт» (а вы думали, этот вид препятствий появился в нашей игре просто так?). В результате уже были случаи столкновения станций с замёрзшей мочой, зубной пастой и кремом для бритья. С мочой и фекалиями в космосе повстречался даже один индонезийский спутник. Но сегодня вроде бы уже не «сбрасывают балласт», а отправляют грузовыми кораблями на Землю. И не потому, что радеют за чистый космос, а потому что есть специально обученные юристы, которые исследуют повреждения спутников. И если выяснится, что аппарат стоимостью в сотни миллионов валюты продырявлен куском органики, будет скандал с требованием компенсации. Мы хотели включить в игру и такой вид препятствий, но почему-то передумали.
В космосе вообще какой только дряни не летает. К примеру, в 1960-х американцы провели эксперимент по установлению каналов связи после ядерной войны (операция Midas), и распылили на орбите облако медных игл. Считается, что какая-то их доля до сих пор летает, остальные постепенно замедлились и сгорели в атмосфере.
Или вот другой случай. с 1978 по 2006-й у нас действовала система глобальной морской спутниковой разведки и целеуказания «Легенда» — один из шедевров нашей космической программы. До 1988 года она состояла из нескольких десятков спутников с ядерными силовыми установками. Хотя спутники имели механизм автоматического вывода реакторов на орбиту захоронения в случае аварий, всё же были инциденты, из-за которых в космос попали брызги охлаждающего вещества — натриево-калиевого сплава. Естественно, оно замёрзло, со всеми вытекающими.
___________________
Надеюсь, мы вас убедили в том, как важно поддерживать чистоту. Во всех смыслах этого слова. Поэтому приглашаем сыграть в нашу игру «Спутник против мусора». И заодно начать сортировать свои бытовые отходы и сдавать их на переработку.
Помоги спутнику бороться с космическим мусором в нашей новой игре! ????
Комментарии (20)
Laurens
04.01.2024 13:47". И если выяснится, что аппарат стоимостью в сотни миллионов валюты продырявлен куском органики, будет скандал с требованием компенсации" --- а как выяснят, чьи биоотходы?
Короче, загадили Землю, перешли на космос...
Firsto
04.01.2024 13:47+1как выяснят, чьи биоотходы
Наверняка они уже пронумерованы, просто сверятся с каталогом космических о
тходовбъектов.Ну, как в анекдоте про инженера с таблицей объёмов красных резиновых мячей.
Laurens
04.01.2024 13:47Не, ну ежели там контейнер со всеми маркировками.... просто едва ли юристам кто-то будет давать соответствующую инфу.
vesowoma
04.01.2024 13:47+3В результате уже были случаи столкновения станций с замёрзшей мочой
Выражение "моча в голову ударила" заиграло новыми красками
sergeyboev
04.01.2024 13:47Я так полагаю орбитальная скорость у обломков и аппарата равна. Можно руку в иллюминатор выставить и собрать лишнее. Если скорость выше у мусора - он уйдет на большую орбиту, меньше - упадет на землю
DanilinS
04.01.2024 13:47Если они на одной орбите - то "да". А если на пересекающихся ( например у одного тела круговая, а у второго - эллиптическая) - то скорости разные.
vassabi
04.01.2024 13:47ну, абсолютная скорость равная, а вот вектора могут отличаться - со временем из параллельных стать перпендикулярными ...
dimitrii_z
04.01.2024 13:47-1Про сбор космического мусора есть прекрасный аниме сериал 20летней давности Planetes/Странники, напомнили: https://shikimori.one/animes/329-planetes
smrl
04.01.2024 13:47+6В результате уже были случаи столкновения станций с замёрзшей мочой, зубной пастой и кремом для бритья.
Пруфы, Карл?
Звучит сомнительно.
Во-первых, как вы себе представляете сброс за борт зубной пасты или мочи отдельно от другого мусора и не упакованным во что-то?
Во-вторых, столкнуться со станцией, откуда сбросили, мелкий мусор не может, он решительно обгоняет станцию из-за меньшего граммажа. А при столкновении с другим спутником, будет уже нереально узнать, что именно в него прилетело - просто какое-то повреждение из-за чего-то.
Ну и в-третьих, даже если представить себе ледышку из замерзшей мочи, каким-то образом появившуюся на орбите (моча Рассела, прости господи) - то она довольно быстро возгонится, потому что половину времени ее будет накрывать тепловой поток в полторы тыщи ватт на квадратный метр.
Elendiar1
04.01.2024 13:47Непонял про обгон мелким мусором, я в ксп играл много, и точно знаю что "граммаж" не влияет на скорость, только на дельтаV. Так же в момент отделения мусор имеет определенный направленный импульс, если вперёд, то мусор ускорится и высота апогея увеличится(если орбита ровно кругая), если назад, то уменьшится, если в бок, то поменяется нормаль орбиты
Gradiens
04.01.2024 13:47+1Непонял про обгон мелким мусором
Я "мимокрокодил", но навскидку у мелкого мусора отношение площади сечения к массе больше, чем у станции. На орбите МКС вакуум не такой уж и вакуум, поэтому мусор будет тормозиться сильнее.
При торможении в атмосфере скорость увеличится (звучит как парадокс, но все норм, это происходит за счет потенциальной энергии). В общем, мусор во-первых, обгонит станцию, а во-вторых, будет снижаться быстрее в полном соответствии с формулой скорости V=sqrt(GM/R)
smrl
04.01.2024 13:47звучит как парадокс
Да, это то еще развлечение: нарисовать круговую орбиту, на ней вектора скорости, трения и гравитации так, будто тело движется в точности по этой круговой орбите - и предложить человеку объяснить, как именно вот это вот нарисованное лобовое трение будет мгновенно увеличивать вот эту вот нарисованную скорость, хотя вектора прямо противоположны.
smrl
04.01.2024 13:47+1Если спутник вывести с круговыми параметрами на низкую (до 800 километров) орбиту, он будет двигаться по кругу лишь в первом приближении. А во втором приближении - это спираль, из-за трения об остатки атмосферы. И крутость спирали зависит от лобовой плотности, то есть массы на площадь лобового сечения.
Например, для МКС, на высоте 400 км, и с лобовой плотностью порядка 20 грамм на квадратный сантиметр, скорость снижения вполне ощутима даже по бытовым меркам - 2 мм/с. Если бы на орбите рядом оказался танк, с него можно было бы увидеть снижение МКС прямо на глазах.
А у недавно посеянной девушками-пилотками сумки с инструментами граммаж был меньше, сумка тормозилась сильнее, из-за чего опускалась и разгонялась быстрее - и за неделю обогнала МКС на сотню километров.
DrSmile
04.01.2024 13:47+2Это самый настоящий абразив, который в обычной жизни мы используем для заточки инструмента. Думаете, ерунда?
Да, ерунда. На космических масштабах силой химических связей можно пренебречь и считать все тела жидкостями. В этом смысле кусок мягкого свинца той же формы будет гораздо опаснее, ибо он плотнее и кинетическая энергия будет выше. Антиметеоритная защита, кстати, часто содержит пластину разбрызгивателя на некотором расстоянии от основной брони, основная цель которой — размазать кинетическую энергию по большей площади.
AlexSpirit
04.01.2024 13:47+3У меня вообще сомнения в наличии значительного количества твёрдых остатков от выхлопа на орбите. Большие ускорители работают на малых высотах. Мелкие РДТТ, типа тормозных, давно не используют на орбите. Да даже если мы используем крупный РДТТ на последней ступени носителя или на спутнике (для вывода его на орбиту захоронения), выхлоп такого РДТТ направлен против вектора движения. А значит всё содержимое выхлопа просто упадёт на Землю, ибо получило скорость ниже орбитальной на пару километров в секунду минимум.
DarkTiger
04.01.2024 13:47Интересно было бы посмотреть статистику. Поскольку на любой орбите атмосфера не совсем нулевая, торможение мусора с падением все же идет, вопрос в том, сколько мусора убыло, а сколько прибыло. Да и абразив замедляет скорости объектов и сам себя
All999
04.01.2024 13:47Гораздо интереснее вопрос с старлинками. Их очень много, и они выше МКС, причём на слишком разнообразных орбитах. Ну, допустим, большинство из них по ресурсу или неисправности будут сведены с орбиты. А если проблемы в тормозах? При таком количестве они будут обязательно, просто по статистике.
temnikov_vasiliy
опять чушь космическая. где реальные исследования, а не катание на пылесосах на деньги налогоплательщиков ?