В последнее время в прессе, наряду с объявлениями о запусках спутников, все чаще стали мелькать цифры, свидетельствующие о количестве находящегося в космосе «мусора». Естественно, речь идет о техногенном космическом мусоре. Говорится о тридцати тысячах крупных (размером 10-20 см) фрагментов, почти миллионе менее крупных, но все же очень опасных фрагментов размером более сантиметра и о ста миллионах мелких осколков, размером более миллиметра. Они не могут уничтожить космический аппарат, но могут повредить отдельные блоки.
На эту тему наш специальный корреспондент Вячеслав Терехов беседует с член-корреспондентом РАН научным руководителем Института астрономии РАН Борисом Шустовым.
В космосе «яблоку» негде упасть
Шустов: Да, за последние годы количество спутниковых систем в мире значительно возросло. Каждая имеет на обслуживании сотни-тысячи спутников.
Например, глобальная спутниковая система Starlink уже имеет в космосе почти пять тысяч спутников. А к концу этого десятилетия, по разным оценкам, количество спутников на низких орбитах будет от 50 до 100 тысяч! Население растет, возрастают потребности в связи и, особенно, в доступе к Интернету, нарастает число спутников, обеспечивающих эти сервисы, ну и, естественно, возрастают риски, связанные и с появлением техногенного мусора.
Корр.: Сто тысяч спутников?
Шустов: Да, да, это такие их планы. И главное, что они не только на бумаге, но и в активной разработке. Тот же Илон Маск каждую неделю запускает 50 спутников.
Корр.: А зачем ему столько?
Шустов: Это огромная коммерческая программа, интернет и быстрая связь по всей Земле.
Корр.: А сколько же сейчас аппаратов, которые поддерживают интернет в мире?
Шустов: Несколько тысяч, то есть, я бы сказал так: шесть-семь тысяч. Ну, это все меняется в сторону увеличения.
Корр.: А эти спутники не могут столкнуться друг с другом? Я понимаю, что космос, с одной стороны, всеобъемлющ, но околоземное пространство мало…
Шустов: Когда-то это случится. Столкновения спутников происходили, как вы знаете, да и в будущем это неизбежный фактор риска. Тот же Starlink в месяц осуществляют несколько тысяч маневров уклонения своих космических аппаратов, чтобы избежать столкновения. Несколько тысяч! И это в общем серьезная проблема. Пока столкновений спутников Starlink не было, но это дело времени. Когда их появится сто тысяч, то совсем избежать, боюсь, будет невозможно. Плюс столкновения не между ними самими, а с тем мусором, который уже есть на орбите. Вот это уже практически неизбежно.
Космические ПДД есть?
Корр.: Я так понимаю, что в космосе уже сейчас больше возможностей столкновений, чем на Земле. Правила дорожного движения не разрабатываете?
Шустов: Есть система информирования и она в принципе обязательная. Указываются орбитальные данные. Конечно, если запуск производится по закрытой тематике, то что-то секретится, но все же необходимые для безопасности данные указываются. Можно ли это назвать своеобразными правилами космического движения? Вряд ли, но некоторые правила все же есть: все запуски должны регистрироваться. Иначе нас ждет космический хаос, ну в хаосе чего только не бывает?
Корр.: При запусках — сейчас не только мы, но американцы, Китай, Индия — согласовывают орбитальные данные или только указывают их, предупреждая, как в авиации, что полеты там опасны?
Шустов: Если орбиту вам сообщают, так вы сами на нее вряд ли будете запускать свой спутник… Правда, если у вас нет интереса посмотреть, что они там запустили. Иначе, зачем же рисковать?
Корр.: Проблемы борьбы с космическим мусором достаточно регулярно обсуждаются на международных конференциях. В последний раз, я знаю, в России была такая международная конференция в 2019-м году . Что-нибудь изменилось после нее?
Шустов: Во-первых, после нее была еще одна конференция в прошлом году, поскольку договорились проводить их раз в три года. Кроме того, в нашей стране регулярно проходят рабочие совещания и более специальные конференции. А за рубежом симпозиумы, конференции и т.д. проходят регулярно. Это необходимость, ведь картина «дорожного движения» в космосе, конечно, постоянно осложняется. Это связано не только с ростом запусков спутников и возрастанием количества опасных фрагментов космического мусора по естественным причинам. Есть преднамеренные действия стран, приводящие к резкому росту космического мусора. Не надо забывать, что запуск спутника — это еще и демонстрация своей военно-технической зрелости, а тем более его уничтожение собственными ракетами. Однако, каждый такой эксперимент приводит к появлению тысяч новых обломков, фрагментов мусора. Чем больше фрагментов, тем больше опасность саморазмножения космического мусора. Крупные фрагменты сталкиваются, производя большое количество более мелких, но все еще очень опасных фрагментов. Те тоже сталкиваются и процесс развивается.
Корр.: Вы имеете в виду синдром Кесслера?
Шустов: Да, все происходит по принципу цепной реакции. Так что, если концентрация фрагментов достигнет критического уровня, то столкновения приведут к неконтролируемому их нарастанию.
Новый » Млечный путь»
Корр.: Что нового появилось по обсуждаемой нами проблеме за последние три года?
Шустов: Самое главное — это появление «нового» «Млечного пути».
Нет , нет, астрономы, конечно, не открыли новую галактику. Известно, что руководство страны одобрило разработку проекта «Млечный путь», нацеленного на обеспечение безопасности космической деятельности в околоземном космосе. Система будет состоять из десятков специализированных наземных телескопов и космического сегмента из группировки спутников, которые позволят осуществлять мониторинг околоземного пространства. Важной целью этого проекта является отслеживание космического мусора на околоземных орбитах.
Кроме того, будет изучаться состояние космической погоды, радиопомеховой обстановки. Впервые в отечественной практике в проекте такого уровня уделено внимание и малым небесным телам, в частности, проблеме астероидно-кометной опасности.
Корр.: Это российская национальная система?
Шустов: Да. «Млечный путь» готовится под эгидой «Роскосмоса».
Корр.: Даже при перечислении задач, стоящих перед проектом, понятно, что это чрезвычайно затратный проект. Естественно, если президент одобрил разработку проекта, то в «Роскосмосе» считали деньги. И все же, как в той известной песне Высоцкого, не может не возникнуть вопрос: «Где деньги, Зин?»
Шустов: Вы правы, это очень затратное мероприятие, и «Роскосмос» подготовил не просто концепцию, а просчитанный проект, то есть уже более продвинутый материал. И если он будет полностью принят, то система будет в полном объеме создаваться. Если же, скажем, как бывает, денег не хватит, то будет осуществляться наиболее важная составляющая проекта.
Должен сказать, что программа «Млечный путь» открыта для научного обсуждения, и уже о ней говорят на различных профессиональных площадках, научных конференциях.
Ловушка для космического мусора или надувной баллон?.
Корр.: Два года назад мы говорили о существовании таких «ловушек» для космического мусора Они уже созданы и действуют?
Шустов: Нет, ловушки систематически пока не применяются, они пока только испытываются. Подбираются варианты конструкции. Для ловли достаточно крупных объектов используются сетки, гарпуны, эти технологии испытываются в Англии, Японии, США. У нас тоже рассматриваются методы очистки космоса от мусора. Например, некоторое время тому назад специалисты НПО Лавочкина предложили к крупному объекту, который нужно увести с низкой орбиты в атмосферу Земли, прикреплять баллон — сложенную пластиковую оболочку. В нее впрыскивается газ, баллон раздувается и увеличивается сечение всей конструкции. Это приводит к ускоренному торможению и быстрому входу в атмосферу и последующему сгоранию убираемого объекта.
Но это только для низко летящих аппаратов. А для аппаратов на высоких орбитах, например, на геостационарной, другой подход. Там основной метод очистки — увод на другую орбиту. То есть, стоит поднять отработавший свой срок космический аппарат на триста километров выше, по энергетике это недорого, и он уже не будет мешать в течение очень длительного времени.
Прежде чем запустить спутник, думайте, как его вернуть!
Корр.: Все, что мы обсуждали, это борьба с уже имеющимся мусором, который движется в космосе. А есть ли меры предупреждения?
Шустов: Вы имеет в виду подготовку спутника еще на Земле. И такая работа ведется. Есть определенные технические правила. Сейчас в международном плане они действуют пока в виде рекомендации, но постепенно приобретают уже и характер требований. Речь идет о том, что каждый запуск должен обеспечивать увод с орбиты отработавшего аппарата, то есть в конструкции аппарата предусматривается некий блок, который включается на последних стадиях жизни аппарата. Блок — это значит двигатель и какой-то запас топлива, скорее всего, и система управления, которая позволяет этот аппарат увести либо на более высокую орбиту, если это высокие были орбиты, либо сбросить в атмосферу.
Вот такие требования сейчас становятся стандартными. Я бы не сказал, что это жесткий закон, а рекомендации, но их все солидные игроки выполняют.
Комета – это тоже мусор?
Корр.: Проект «Млечный путь» предусматривает и наблюдение за кометно-астероидным движением. Сейчас, когда приближается какая-нибудь комета или астероид к Земле, они отслеживаются так же, как и мусор космический, или для них есть отдельная система? Проблема космического мусора более серьезная, чем астеороиды или кометы.
Шустов: Обе проблемы требуют внимания. Космический мусор — ежедневно, опасные астероиды и кометы — гораздо реже, но масштаб опасности может быть очень серьезным.
Кроме техногенного мусора в околоземном пространстве всегда есть мусор естественный, это мелкие осколки астероидов или фрагменты комет. А иногда появляются и более крупные объекты — собственно астероиды и кометы.
Методы их наблюдения в общем отличаются от методов наблюдений космического мусора. Мелкий мусор отслеживается в основном радарами. Поскольку расстояние до мусора не очень большое, обычно до тысячи километров, то наземные радары его берут. Причем наблюдаются объекты размером сантиметр и даже меньше.
А мусор, который на высоких орбитах, его радарами не достанешь, и наблюдают с помощью телескопов в оптическом диапазоне. Понятно, что возможно наблюдать лишь более крупные объекты. Кометы и астероиды тоже наблюдают с помощью телескопов. Но режим работы другой. Мусор на околоземных орбитах движется с большей угловой скоростью, чем более далекие кометы и астероиды, и для наблюдения мусора нужно использовать более короткие экспозиции. Впрочем, мы углубляемся в технические детали.
Корр.: Видят ли астрономы сейчас, что астероид или комета движутся в настоящее время на опасном расстоянии от Земли или даже в сторону Земли? И это опасно?
Шустов: Довольно много объектов пролетает мимо Земли постоянно. То и дело читаем, что вот близ Земли пролетел или пролетает астероид… Тут все зависит от размера. Тела размером до метра в среднем каждый месяц-два сталкиваются с Землей, а в пространстве до Луны, они пролетают каждый день, может, даже каждый час. Но такие тела неопасны.
А более крупные и более опасные? За ними наблюдают и пока опасности нет никакой! Можно радоваться жизни.