Війну між США, Росією і Китаєм може спровокувати сміття

Міжнародна група вчених опублікувала в свіжому номері журналу Acta Astronautica статтю, в якій стверджує, що кількість космічного сміття на орбіті досягла такого обсягу, що це загрожує не тільки літальним апаратам і роботі МКС: захаращеність навколоземного простору може призвести до нової світової війни. Як відомо, зараз у космосі функціонують військові супутники Америки, Росії та Китаю. В останні 20 років була раптово втрачено зв'язок з багатьма такими апаратами, причиною чого став, як передбачається, саме космічне сміття. Але точно встановити, що вивело з ладу дорогу техніку, ніхто не знає: можливо, це був не сміття, а протисупутникові технології однієї з країн-конкурентів. Це і може стати приводом військового конфлікту в космосі і на Землі між кількома державами. Перш за все, між тими, у яких вже давно напружені відносини. Тому дослідники закликають вирішити проблему накопичення сміття як можна швидше.

Майже одночасно з виходом статті в Acta Astronautica стало відомо, що минулого тижня відпрацьована розгінний блок "Бриз-М" російської ракети-носія "Протон" розвалився на частини на навколоземній орбіті. Комплектуючі належали "Протону", який стартував з Байконура 13 грудня: він вивів у космос черговий російський військовий супутник. При руйнуванні блоку утворилося як мінімум 10 великих уламків, які продовжують рухатися по орбіті.

Чим загрожує космічна звалище

Космічний сміття представляє серйозну проблему глобального масштабу. Подорожуючи на величезних швидкостях в навколоземному просторі, він несе загрозу чинним супутників, космічних кораблів та Міжнародної космічної станції. Якщо не вжити відповідних заходів, у майбутньому ситуація може лише загостритися. За даними NASA, на орбіті Землі зараз понад 23 тис. фрагментів космічних апаратів розміром понад 10 див. При цьому всього в ближньому космосі більше трильйона уламків різних розмірів, які знаходяться на висоті від 160 до 745 км над поверхнею планети. Саме там працює більшість військових супутників США, Росії та Китаю.

За даними Об'єднаного центру космічних операцій ВПС США на базі Ванденберг, який стежить за всіма об'єктами в космосі, включаючи і космічний сміття, лише 5% з 22 тис. об'єктів на навколоземній орбіті — діючі апарати, 8% — відпрацьовані ступені ракет, а 87% — уламки різних апаратів і вийшли з ладу супутники. Тобто, по суті, 92% перебувають на орбіті тел якраз і є сміттям.

Причому навіть незначні уламки здатні пошкодити захист космічних апаратів: вона може витримати влучення мікрометеоритів діаметром лише до 1 див. Хоча багато об'єктів невеликі, з-за гігантської швидкості руху більш як 28 тис. км/год навіть фрагменти розміром близько 1 см можуть пробити борт космічного апарату і викликати руйнування, порівнянні з попаданням бронебійного малокаліберного снаряда. А 10-сантиметровий об'єкт взагалі рознесе супутник в клапті.

В небезпеці не тільки військові супутники, але і цілком "мирні", що забезпечують зв'язок апарати. Як відомо, політична і економічна основа держав — телекомунікації, GPS, інтернет. Якщо їх пошкодити, функціонування принципово важливих структур буде паралізовано. Крім того, це величезні фінансові витрати. Причому ймовірність такого розвитку подій досить висока: на висоті між 788 і 1000 км літає близько 1100 супутників і 370 тис. частинок космічного сміття, кожна з яких може вивести апарат з ладу.

Небезпечний космічний сміття і для Землі. Найбільш відомим випадком падіння з орбіти була загибель космічних станцій Skylab і "Салют-7". З-за сонячної активності вони втратили управління і увійшли в атмосферу. На щастя, уламки Skylab впали в малонаселених районах Австралії. У 1991 р. долю американської станції повторила радянська "Салют-7", яка розпалася на десятки фрагментів над Аргентиною. Є й інша небезпека: за приблизними оцінками, сьогодні на орбіті знаходяться близько 60 космічних апаратів з радіоактивними матеріалами на борту. У 1978 р. радянський супутник "Космос-954" обсипав радіоактивними уламками північну частину Канади. З тих пір на Землю впали дев'ять об'єктів з ядерними матеріалами.

Серйозну загрозу космічний сміття представляє для Міжнародної космічної станції. Якби МКС не маневрувала, за рік в середньому відбувалося б одне зіткнення. В реальності МКС для надійності ухиляється навіть частіше: в 2014 р. вона виконала чотири маневру. І все одно в липні 2014 р. осколок вивів з ладу радіатор системи охолодження на секції P4 американського сегменту МКС. Експерти NASA вважають, що протягом наступних 10 років космічне сміття серйозно зашкодить станцію. Зрозуміло також, що з виходом в космос комерційних пілотованих кораблів і передбачуваного збільшення "заселеності" навколоземного простору проблема засміченості навколоземної орбіти стає все більш актуальною.

Фахівці кажуть, що якщо обсяги космічного сміття досягнуть критичної точки, а це, за прогнозами, може відбутися вже до 2055 р., подальше дослідження космосу стане просто нереальним. Проблема в тому, що в результаті постійних зіткнень об'єктів космічного сміття стає все більше. Порівняти це можна з ефектом сніжного кома: коли два великих уламка стикаються, то виникає безліч більш дрібних, які в свою чергу вдаряються одна об одну. Саме це сталося в 2009 р., коли американський телекомунікаційний супутник Iridium врізався в відслужив своє російський космічний апарат. В результаті обидва повністю зруйнувалися, утворивши понад 600 уламків. Таким чином, космічне сміття може "розмножуватися" лавиноподібно, і одного разу про безпечний політ у космос не буде й мови. Подібний сценарій називають ефектом Кесслера по імені вченого NASA Дональда Кесслера, який першим описав такий гіпотетичний сценарій розвитку подій в навколоземному просторі.

Космічні "прибиральники"

Важливість проблеми космічного сміття розуміють всі країни. Тому щороку ця тема обговорюється на численних комітетах і комісіях міжнародних організацій, таких як Міжнародна федерація астронавтів (IAF), Комітет з дослідження космічного простору Міжнародної ради Наукових спілок (COSPAR) та ін. Представники міжнародного співтовариства ООН створили каталог заходів, необхідних для запобігання скупчування на орбіті сміття.

Щоб якось контролювати ситуацію, налагоджуються системи контролю над переміщенням космічного сміття. Зараз він здійснюється Службою спостереження за космічними об'єктами США. Власну систему контролю вирішила створити до 2019 р. Європа. У фінансуванні проекту взяли участь 14 країн ЄС, зокрема, в період з 2013 по 2016 рр. на розвиток системи виділено близько 100 млн євро. Обладнання європейської станції Space Situational Awareness буде реєструвати на навколоземній орбіті об'єкти розміром понад 10 см, а на геостаціонарній, тобто на висоті 35 786 км, — більше 1 м.

Однак одним відстеженням сміття проблему не вирішити. Очищення космосу, засмічення якого триває понад півстоліття, — це серйозна технологічна задача. Вирішити її непросто, оскільки космічний сміття розсіяний по всій орбіті і рухаються такі об'єкти з дуже високою швидкістю. Крім того, часто об'єкти занадто малі і виявити їх непросто.

Тим не менш перспективні розробки в даній сфері вже мережу. Зокрема, великі надії покладаються на лазерні технології. Для знищення космічного сміття планується оснастити лазерною гарматою МКС. Очікується, що ультрафіолетовий лазер буде генерувати близько 10 тис. імпульсів в секунду. Це дозволить розігрівати частинки сміття на відстані 100 км, після чого в результаті реактивного випаровування вони будуть спрямовані у бік Землі і згорять в її атмосфері. У перспективі технологія стане основою систем, що захищають навколоземну орбіту від антропогенних забруднень. Для моніторингу космічного сміття будуть використовувати Extreme Universe Space Observatory (EUSO) — обсерваторію, яку в 2017 р., як очікується, встановлять на японський модуль МКС.

Цікаву ідею запропонували швейцарські фахівці з Центру космічної інженерії Федеральної політехнічної школи Лозанни. Вони створили апарат Clean Space One зі спеціальною мережею захоплення космічного сміття. Першою його жертвою стане невеликий супутник Swiss Cube: в 2018 р. Clean Space One зловить апарат у свою мережу, а потім обидва вони згорять в атмосфері Землі. На перших порах для кожного нового шматка космічного сміття доведеться виготовляти нового прибиральника, але в майбутньому вчені планують створити багаторазові супутники для очищення космічного простору. Проект реалізується в партнерстві з компанією Swiss Space Systems (S3), яка інвестувала в нього більше $15 млн.

Фахівці Європейського космічного агентства розробили технологію, схожу на швейцарську: вони вважають, що сміття можна збирати за допомогою забезпечених мережами спеціалізованих космічних апаратів. У квітні минулого року ЄКА провело ряд успішних випробувань різних мереж, які вистрілювали по цілі за допомогою стисненого повітря.

Над створенням комбінованої системи ліквідації сміття і ремонту працюють також німецький виробник супутників Astrium і Німецький центр авіації та космонавтики. Передбачається, що вийшли з ладу супутники будуть захоплюватися маніпулятором, а потім або ремонтуватися, або знищуватися за допомогою системи контрольованого падіння в атмосферу. Цей проект, загальна вартість якого становить 180 млн євро, партнери збираються запустити вже в 2018-м А физики з Іспанії пропонують видаляти космічний сміття за допомогою іонної гармати, встановленої на супутнику-"прибиральника". Фахівці японського Агентства космічних досліджень розробили електродинамічний трал-сітку довжиною 300 м і шириною 30 см з найтонших алюмінієвих і сталевих ниток. Такий пристрій можуть запустити в 2017 р.

У американців є проект Phoenix: у 2011 р. компанія Nova Wurks отримала від оборонного наукового агентства DARPA $30,8 млн на розробку і випробування ремонтних міні-супутників

.

До теперішнього часу загальне фінансування проекту перевищила $50 млн. В рамках програми Phoenix будуть використовувати зламані супутники як запасні частини для створення нових апаратів. За даними NASA, на навколоземній орбіті знаходяться неробочі супутники на загальну суму $300 млрд.

Супутникові баталії

Якщо світові інженери реалізують хоча б одну із згаданих ідей, це суттєво спростить і убезпечить дослідження космосу і запобіжить падіння на голову землян космічних уламків, але навряд чи допоможе уникнути загрози світової війни, про яку зараз попереджають вчені. Не секрет, що основні витрати на космос у США і Росії пов'язані саме з військовими потребами. Точних даних щодо кількості військових апаратів у країн немає, оскільки це державна таємниця, проте відомо, що лідером у сфері військового космосу були і залишаються США, які управляють приблизно половиною світових військових супутників (їм належить більше 200 апаратів).

Військові супутники надають комунікаційні, розвідувальні, наглядові, погодні, навігаційні та військово-керуючі сервіси. Експерти кажуть, що за останні 30 років жодна масштабна міжнародна програма США не обійшлася без підключення космосу, а в зонах військових дій супутники стали для американських солдатів очима, вухами, засобом зв'язку з командуванням і багатьом іншим. Міноборони Сполучених Штатів витрачає тільки на військові космічні супутники близько $12 млрд.

Чималу активність в освоєнні "військового космосу" розвивають також Росія і Китай, хоча до рівня Америки їм, звичайно, далеко. Проте це не виключає можливості їх участі в згаданому вище супутниковому конфлікті. Особливо зважаючи на напружені відносини між цими державами. Принаймні, пошкодження апарату космічним сміттям може дійсно стати слушним приводом розв'язати нову світову війну.