Академики предложили создать в космосе особенные правила движения
Если не предпринять неотложных и действенных мер, то очень скоро о безопасных полетах в космос придется забыть. Угроза гибели спутников при столкновении с космическим мусором превысит предел допустимой вероятности. Прорваться и уйти в дальний космос, тем более спокойно работать на околоземных орбитах можно будет только в кораблях, обшитых толстой броней. А это нереально.
По состоянию на 2015 год в космическом пространстве находилось более 17 500 каталогизированных космических объектов, созданных человеком. Из них лишь около 1370 - действующие, то есть управляемые космические аппараты.
Остальное - то, что пренебрежительно называется "мусор". Это вышедшие из строя спутники и ступени ракет-носителей, обломки взорвавшихся аппаратов. И речь идет только о наблюдаемых, относительно крупных объектах, размером более 10 см. Но ведь и меньший по размерам осколок, массой даже в 20 граммов, летящий со скоростью 7 км/с, смертельно опасен.
С орбит высотой 200-300 км под действием остаточной атмосферы спутники сходят в течение нескольких недель или месяцев, то с высоты 500 км - уже десять лет. А уже с высоты 700 км космический аппарат, прежде чем войти в плотные слои атмосферы и сгореть там, будет спускаться 100 лет. С высоты 1000 км он не упадет 1000 лет, на высоте 1500 км продержится более 7000 лет!
Согласно превалирующим ныне рыночным подходам, космическая деятельность должна коммерциализироваться, приносить прибыль. Это неизбежно привело к тому, что в космос наряду с хорошо контролируемыми и управляемыми госкорпорациями ринулись десятки частных фирм.
Работы идут по самым разным направлениям - от автоматических систем передачи информации до космического туризма. К чему такой космический бум приведет?
Существующие на сегодняшний день многоспутниковые системы, например, ГЛОНАСС, и GPS включают группы в несколько десятков спутников каждая.
А уже предлагаемые к реализации коммерческие проекты спутниковых группировок рассчитаны на тысячи аппаратов.
Например, европейский проект OneWeb предполагает к 2019 году вывод на орбиты высотой около 1200 км не менее 900 спутников интернет-связи. В планах - вывод в течение трех лет на орбиты высотой около 1100 км 4025 спутников компании SpaceX. Компания Samsung собирается запустить 4600 спутников на высоту 1250 км.
Через десятилетие тысячи и тысячи этих аппаратов выйдут из строя, став просто неуправляемым хламом. И потребуется возобновление группировки с новым ростом числа аппаратов на орбите, которые потом тоже потеряют управление.
Уже при нынешней "заселенности" космоса спутниками происходят их столкновения с лавинообразным ростом числа осколков. По данным представленной в ООН российской модели загрязнения космоса, при гипотетическом одномоментном прекращении космических запусков количество опасного мусора (наблюдаемого и малоразмерного) будет удваиваться каждые 5 лет за счет столкновений искусственных объектов.
Таким образом, даже без космических войн в самом ближайшем будущем привычный нам космос может быть потерян для цивилизации.
Сегодня во весь рост встали две проблемы. Первая - прекращение бесконтрольного запуска космических аппаратов, не оснащенных средствами возврата на Землю. Вторая - удаление с особенно важных, так называемых "охраняемых" диапазонов высот орбит неработающих космических объектов, в том числе малоразмерных.
Технологии, позволяющие уменьшить темпы засорения космоса, разработаны.
В частности, представляется рациональным оснащать аппараты, работающие на высотах до 500 км, тормозными устройствами активного типа (двигателями) или пассивного (аэродинамическими парашютами), обеспечивающими ускорение схода спутника с орбиты после завершения работы. Для высот более 500 км возможно введение комплекса мер по повышению срока функционирования и сведения космических аппаратов с орбиты.
Что возможно реализовать уже в ближайшем будущем? Это оснащение спутников двигателями затопления или перевода на орбиты захоронения.
Кроме того, рациональное размещение группировок спутников с ограничением рабочих плоскостей и высот полета. Также необходимо создание аппаратов с возможностью продления ресурса, ремонта и заправки в космосе. А еще создание маневрирующих аппаратов - ремонтных баз, реализация схемы сбора спутников в компактной области орбиты для обслуживания.
И наконец, нужно оснащение последних ступеней ракет-носителей возможностью захвата и увода отработавших космических аппаратов.
Надо признать, что при реализации этих шагов сложность космических аппаратов неизбежно повысится. Увеличатся их массо-габаритные характеристики, возрастут затраты на разработку и запуск. Но с этим придется мириться. Иного пути у человечества просто нет. Задача очистки космоса от накопленного мусора значительно сложнее. Подходы прорабатываются только теоретически, некоторые из которых более похожи на шарлатанство.
Для устранения мелких обломков предлагается использование устройств, работающих с использованием солнечной энергии. Для удаления с целевой орбиты отказавших спутников возможно создание космических буксиров.
Известны опыты по осуществлению околоземных ядерных взрывов, позволяющих "испарять" крупные объекты. Однако такие подходы чреваты и выведением из строя "мирных" аппаратов, что неприемлемо.
Применяемые мировым сообществом технологии очень опосредованы. "Роскосмос", параллельно с Минобороны России, усиливает средства контроля космического пространства, чтобы лучше видеть обломки. NASA упрочняет корпуса космических аппаратов - чтобы выдержать соударение с мелкими частицами, испытывает автоматические системы инспекции спутников на орбите. Разгонные блоки ракет-носителей делают с возможностью затопления в океане.
А в то же время десятки аппаратов, которые выводит каждый разгонный блок, остаются на орбитах.
Очевидно, технические вопросы борьбы с мусором пока коммерчески невыгодны. Для внедрения мер очистки необходимы объединенные усилия всех стран космического клуба.
Как известно, анализом и начальными проработками вопросов загрязнения околоземного космоса занимается Межагентский координационный комитет по космическому мусору, состоящий из представителей аэрокосмических ведомств ряда стран. Дальше вопросы "поднимаются" в Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях. Роль которого, к сожалению, сводится лишь к выработке рекомендаций по уменьшению засорения космоса.
На наш взгляд, сохранение возможности безопасного использования космического пространства требует выработки обязательных к исполнению международных правил. Нужны соглашения о квотах государств на загрязнение космоса, квотах на очистку орбит определенной высоты и конфигурации.
Требуются международные стандарты и международные органы по обязательной экспертизе создаваемых спутников в части сохранения безопасности околоземного пространства. Для этого необходимо разработать общепризнанные технические требования к облику космических аппаратов.
В конце концов, необходимы соглашения об ответственности государств за преднамеренное засорение космоса мусором. Это сложный комплекс вопросов. Они относятся к компетенции ООН, и далее - национальных аэрокосмических агентств, институтов и организаций ракетно-космической отрасли.
Российская Федерация обладает полным набором сил для разработки и реализации мер по сохранению безопасности космоса.
Например, в нашей Военно-промышленной корпорации "НПО машиностроения" имеется реальный опыт создания стыкуемых на орбите групп спутников.
Проведены проработки, в том числе защищенные патентами, по продлению срока функционирования аппаратов на орбите, транспортировки отказавших спутников, их увода с орбиты.
Имеется печальный исторический опыт формирования опасного, хотя и короткоживущего космического мусора при столкновении станции "Алмаз" ("Салют-2") с третьей ступенью ракеты-носителя "Протон". А также опыт целенаправленного формирования боевых осколков системой оружия "ИС", которые после выполнения задачи сгорали в атмосфере.
В свое время "НПО машиностроения" являлось головным при выработке регламентирующих документов - стандартов верхней атмосферы Земли.
Российская Федерация может и должна выступить на международном уровне инициатором работ по защите космоса от загрязнения объектами искусственного происхождения.
Проработка инициатив первоначально возможна в формате БРИКС, а затем и ООН. Рациональным представляется курирование этого вопроса Советом Безопасности ООН, с реализацией санкционной политики в отношении государств, нарушающих запреты замусоривания космоса.
С начала эпохи воздухоплавания атмосфера Земли была признана пятым океаном. С момента запуска первого искусственного спутника Земли пришло понимание и наличия шестого, молчаливого океана - космического, который сегодня посылает свой "SOS". Все чаще фиксируются попадания осколков в космические аппараты и необъяснимые отказы спутников. Ждать дальше нельзя.
Авторы этой важной инициативы работают в космической промышленности. И они - профессионалы высшей пробы. Создатели поистине уникальных ракет и космических аппаратов.
Герберт Ефремов принимал непосредственное участие и руководил созданием автоматических космических станций "Алмаз" и "Алмаз-1"., Его изделия сыграли важную роль в укреплении обороноспособности страны. К примеру, противокорабельные ракетные комплексы "Прогресс", "Аметист", "Малахит", "Базальт", "Вулкан", "Гранит", "Оникс". Он участвовал и участвует в создании российско-индийской крылатой ракеты "БраМос".
Максим Палкин - автор 10 научных работ и более 20 патентов и заявок на изобретения.
Евгений Зайцев - ведущий инженер-конструктор службы баллистики и динамики космических аппаратов ВПК "НПО машиностроения".
Участник разработки многих ракет космических аппаратов.