Околоземная орбита нуждается в генеральной уборке

На орбите Земли давно пора прибраться: на прошлой неделе космический мусор в очередной раз мог повредить МКС. А масштабные бизнес-планы частных фирм по развертыванию крупных спутниковых группировок способны и вовсе привести к катастрофе.

Кирилл Журенков

«Маневр… завершен. Астронавты выходят из укрытия». Эта фраза, достойная голливудского блокбастера, на самом деле из Twitter Джеймса Брайденстайна, главы Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). И повод для твита нешуточный — МКС в очередной раз пришлось уклоняться от столкновения с космическим мусором. Причем таких вынужденных маневров за нынешний год было аж три! Вот Брайденстайн и бьет тревогу: ситуация с мусором на орбите становится все серьезнее.

Похоже, тема космического мусора станет одной из главных и на Международном конгрессе астронавтики в середине октября. К этой встрече, напоминает Forbes, группа экспертов (11 команд из 13 стран и организаций) составила список самых опасных объектов на орбите — в нем полсотни предметов. Причем первые места у наших ракетных ускорителей: каждый отработавший свое ускоритель весом около 9 тонн «зависает» на высоте свыше 800 км. В черном списке также несколько спутников, в частности «Энвисат», запущенный Европейским космическим агентством (ЕКА) в 2002-м, российский «Метеор 3М» (запущен в 2001-м) и японские ADEOS I и II (запуск в 1996-м и 2002-м соответственно). Есть и китайский след — на орбите болтается ускоритель из Поднебесной. Как подчеркивают авторы, 37 из этих 50 объектов весят больше 2 тонн, что делает их крайне опасными!

— Космические аппараты подвергаются солнечной радиации, вредному космическому излучению, они не могут работать бесконечно, обычно 10–15 лет,— объясняет Николай Железнов, старший научный сотрудник Института прикладной астрономии РАН.— Выработав ресурс, такие объекты превращаются в кучу металлолома, которая представляет реальную угрозу. Конечно, из-за трения о воздух, следы которого есть даже на высотах в несколько сотен километров, они тормозятся и сгорают в атмосфере, но это может занимать десятилетия. Некогда консультант NASA Дональд Кесслер попытался спрогнозировать теоретическое развитие событий на орбите, оно получило название «эффект Кесслера». Представьте: в результате столкновения двух отработанных спутников возникает масса обломков, которые начинают сбивать другие спутники, а те, в свою очередь, другие,— ситуация развивается лавинообразно. В результате все объекты на орбите превращаются в мусор, Землю накрывает одеяло из обломков, и мы не можем запускать ни ракеты, ни спутники. Боюсь, мы медленно приближаемся к тому моменту, когда механизм, описанный Кесслером, может сработать.

Тут стоит оговориться: авторы исследования, подготовленного к Международному конгрессу астронавтики, считают, что «эффект Кесслера» — не то, о чем стоит беспокоиться в ближайшие десять лет. Но и они настаивают: уже сегодня следует выработать новые правила игры на орбите. Интрига, однако, в том, что в будущем такие правила могут понадобиться не только для орбиты…

Как отмечает астрофизик Джонатан Макдауэлл (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, США), с которым связался «Огонек», человечество отправляло роботов по всей Солнечной системе, как результат — свыше 700 брошенных объектов на орбите Солнца, на поверхности Луны, Венеры, Марса, Титана...

А вот неожиданный пример, который приводит Николай Железнов: десять лет назад обнаружен астероид 2010 KQ, двигавшийся вокруг Солнца по орбите, схожей с орбитой Земли, на поверку он оказался… отработанной ступенью советской ракеты «Протон», запущенной в 1974 году!

— Можно вспомнить Луну, где остались наши луноходы и американские посадочные модули,— перечисляет эксперт «Огонька».— Марс, где находятся работающие и вышедшие из строя американские марсоходы. Или зонд «Мессенджер», который четыре года совершал витки вокруг Меркурия, а потом в 2015 году, столкнувшись с его поверхностью, образовал искусственный кратер.

Интересно, что речь не только о планетах, но и о других небесных телах. Компания Alan's Factory Outlet из США свела воедино данные о том, где же мы наследили, и выяснилось: на комете Чурюмова — Герасименко находится аппарат «Розетта» и посадочный модуль «Фила», на астероиде Эрос — автоматическая межпланетная станция NEAR Shoemaker, а общая масса рукотворных объектов, затерявшихся в космосе, на сегодня составляет 215 тонн. Впечатляет!

Но вернемся к проблемам Земли и ее орбиты. Как приступить к генеральной уборке? Над этим ломают голову многочисленные стартапы. К примеру, Джонатан Макдауэлл упоминает эксперимент с участием спутника RemoveDebris, которому в 2018-м удалось поймать в сеть имитацию космического мусора. А что же Россия?

— Множество крупных объектов, относящихся к мусору на низкой околоземной орбите,— это пустые ступени ракет, запущенных десятилетия назад Советским Союзом,— отмечает Макдауэлл.— И пока Россия на себя активную роль в решении этих проблем не взяла.

Упрек этот, впрочем, не вполне справедлив — у нас тоже разрабатывают проекты уборки мусора на орбите. К примеру, один из российских стартапов StartRocket предлагает использовать для захвата мусора… липкую пену. Есть и идеи по переработке мусора прямо на орбите.

— Существует два подхода к проблеме космического мусора: активная и пассивная очистка,— объясняет профессор Антон Иванов, директор космического центра Сколтеха.— Пассивная очистка предусматривает наличие особого механизма в малых космических аппаратах, который должен выводить их с орбиты по истечении определенного срока. Либо они должны находиться на орбитах ниже 550 км. По рекомендациям Европейского космического агентства, космические аппараты должны выводить с орбиты в течение 25 лет. Например, за один из проектов по механизированному захвату мусора на орбите отвечают мои бывшие коллеги по работе в Швейцарском космическом центре, его собираются тестировать на отработавшем свое спутнике SwissCube. Но надо признать: вывод космического мусора с орбиты гораздо дороже, чем запуск нового спутника. Допустим, в космическом центре Сколтеха прорабатывали идею о специальной страховке для группировок коммерческих спутников, которая позволила бы профинансировать проекты по активной уборке выбывших из строя космических аппаратов.

Как отмечает Антон Иванов, есть и область, в которой наши специалисты сильнее других. Это каталогизация космического мусора. Собственно, именно благодаря каталогизации сегодня возможно прогнозировать ситуацию на орбите. И готовиться даже к самым пугающим сценариям.

— Недавно в научной публикации доказывалось, что даже пассивные меры по контролю за спутниками позволят избежать «эффекта Кесслера»,— говорит Антон Иванов.— Если сводить какое-то количество спутников с орбиты каждый год, то ситуацию можно удержать на нынешнем уровне. Однако проблема в другом. Илон Маск в рамках проекта Starlink по созданию глобальной спутниковой системы хочет запустить на орбиту Земли более 10 тысяч аппаратов. Грандиозные планы были и у компании OneWeb, и у китайских компаний. Если все эти проекты будут реализованы, может произойти что угодно. Когда я работал в Швейцарии, мы встречались с руководителями OneWeb и спрашивали: а какие шаги они намерены предпринять, если часть запущенных ими спутников выйдет из строя? Нам ответили, что в их бизнес-кейс эта проблема не входит. Проще говоря, сначала запустят, а потом думать будут. Вот такой подход, на мой взгляд, нужно однозначно менять.