Ar kosminės šiukšlės yra tokios pavojingos? Kur pradėti valyti orbitą? Kokias teisines problemas reikia išspręsti šiuo klausimu? Kokie projektai siūlomi? Apie tai „RG“korespondentas kalbasi su V. I. vardu pavadintos Taikomosios matematikos instituto vyresniuoju mokslo darbuotoju Vladimiru Agapovu. M. V. Keldysh, kuri yra pagrindinė Rusijos mokslų akademijos organizacija sprendžiant kosminių šiukšlių problemą.
Taigi, pirmaujančios kosmoso galios, iš žodžių apie kosminės taršos pavojų, pagaliau nusprendė imtis verslo. Pionieriai bus japonai, kurie vasario mėnesį išbandys tokią valymo sistemą. Bet ar tai tikrai taip aktualu? Juk bėga metai, daug kalbama apie šiukšlių pavojų, tačiau iš esmės rimtų avarijų dėl to neįvyko. Galbūt leiskite jam skristi ir nereikia išleisti daug pinigų?
Vladimiras Agapovas: Pirmiausia išsiaiškinkime, apie ką iš tikrųjų kalbame. Kas yra kosminės šiukšlės? Pasak ekspertų, aplink Žemę sukasi daugiau nei 650 tūkstančių skirtingų objektų, kurių dydis didesnis nei vienas centimetras. Iš jų šiuo metu sekami tik dideli, daugiau nei 10 centimetrų, kurių yra apie 22 tūkst. Kiti šimtai tūkstančių yra inkognito režimu, „pone X“. Tačiau yra dar mažesnių, maždaug milimetrų, jų skaičius yra maždaug 3,5 milijono objektų.
Nemaloniausia, kad ši armada nuolat auga. Ne tik todėl, kad į kosmosą siunčiama vis daugiau transporto priemonių, kurios galiausiai taip pat tampa šiukšlėmis. Bėda ta, kad pats „purvas“nėra pasyvus. Galų gale, dideliu greičiu skraidantys fragmentai susiduria vienas su kitu, yra sunaikinami, todėl daugelį metų atsiranda šimtai ir tūkstančiai naujų objektų. Neatsitiktinai TAS ir kiti erdvėlaiviai vis dažniau traukiami iš tikėtino susidūrimo su kosminiu purvu.
Bet kai jie kalba apie susidūrimų išvengimą, mes kalbame tik apie pakankamai didelius fragmentus, kuriuos nuolat seka specialūs lokatoriai ir teleskopai. Tačiau orbitoje yra daug daugiau mažų dėtuvių, kurių niekas negali stebėti, tačiau kurios taip pat yra labai pavojingos. Yra žinoma, kad nusileidus daugelio tokių erdvėlaivių priekiniuose languose buvo atskleisti tokių kritinių matmenų mikroplyšiai, kad beveik gali atsirasti visiškas erdvėlaivio slėgio sumažėjimas. Suprasdamos visas šias problemas, kosminės pajėgos dabar smarkiai sustiprino savo darbą kovojant su kosminėmis šiukšlėmis. Čia negalima švaistyti laiko, situacija neturi būti pakelta į slenkstį, kai problema yra pernokusi ir bus per vėlu.
Tačiau japonai jau pasiruošę pirmieji pradėti valyti …
Vladimiras Agapovas: Tai nėra visiškai tiesa. Tai tik vieno iš daugelio variantų išbandymas. Be jokios abejonės, svarbu atkreipti dėmesį į problemą, bet vis tiek. Tiesą sakant, prieš rimtai imantis konkrečių projektų, būtina inventorizuoti visas kosmines šiukšles. Kur ir kas skrenda, kokie pavojingi šie objektai. Šiuo metu mes neturime viso vaizdo. Žemose orbitose, iki trijų tūkstančių kilometrų virš Žemės paviršiaus, maždaug 80 procentų nuolaužų „kabo“, aukštai ir pirmiausia geostacionariai, kuri yra apie 36 tūkstančius kilometrų virš Žemės, o tarpinėse elipsinėse orbitose - likusios 20 proc.
Atrodytų, kad mums skubiai reikia pakilti žemomis orbitomis, kuriose surinkta liūto dalis nuolaužų. Tačiau, kita vertus, geostacionarinė orbita mums yra ne mažiau svarbi - juk šiuo metu joje veikia apie 430 transporto priemonių, kurių kiekviena kainuoja dešimtis ar net šimtus milijonų dolerių. Jų dėka mes turime internetą, palydovinę televiziją ir daugybę kitų patogumų. Ir skirtingai nuo žemų orbitų, yra tik vienas geostacionarus, ir mes negalime prarasti tokio unikalaus gamtos išteklio.
Tai yra, prieš imdamiesi kosminio šluotos, turite nuspręsti dėl prioritetų?
Vladimiras Agapovas: Žinoma. Ir visai nebūtina pradėti nuo šiurkštaus purvo. Gali pasirodyti, kad jis skrenda ten, kur nėra aktyvių įrenginių. Artimiausiu metu geriau neliesti tokių fragmentų, ypač jei jie nesusiduria vienas su kitu. Tačiau neužtenka išskirti pavojingą grupę, joje jau būtina suprasti, kas yra pavojingiausia. Tai yra, sukurkite prioritetinį medį. Ir tik po to pradėkite leisti pinigus orbitų valymui. Priešingu atveju viso šio valymo poveikis bus menkas.
O gal lygiagrečiai šalys turėtų susitarti, kad visai nešiukšlintų? Sustabdyti taršą?
Vladimiras Agapovas: JT iniciatyva buvo sukurta nemažai tokių priemonių, dėl kurių susitarė įvairios šalys. Čia yra gana akivaizdžių idėjų. Pavyzdžiui, jei pavyko palydovo ar raketos pakopą, juos arba reikia išnešti iš šios orbitos į žemesnę, iš kur dėl lėtėjimo jie nusileis ir sudegs atmosferoje. Arba net nuskęsti vandenyne. Tai taikoma dideliems objektams, tačiau yra daug daugiau smulkmenų, kurios atskiriamos paleidžiant prietaisus ir veikiant - visų rūšių veržlės, varžtai ir kt. Akivaizdus sprendimas yra sukurti dizainą, kad niekas nebūtų atskirtas.
Tačiau pagrindinis šiukšlių tiekėjas yra sprogimai orbitoje. Priežastys labai įvairios. Dažniausiai sprogsta likęs kuras. Faktas yra tas, kad po to, kai palydovas patenka į orbitą, kuro komponentai, įskaitant savaime užsidegančius, lieka raketų stadijoje. Kol cisternos nepažeistos, nieko baisaus neįvyksta, bet jei, tarkime, mikrometeoritas prasiveržia per sieną, įvyksta sprogimas ir žingsnis suskyla į tūkstančius mažų gabalėlių. Todėl, baigus skrydžio programą, rekomenduojama atidaryti specialius vožtuvus, kad būtų pašalintas likęs kuras dujų pavidalu.
Kokie projektai šiandien siūlomi, kad būtų pašalintos susikaupusios šiukšlės? Kiek efektyvus yra japonų išbandomas metodas?
Vladimiras Agapovas: Japonijos projekte daroma prielaida, kad specialus palydovas paleis į orbitą ir išskleis elektrodinaminį tralą. Tai 300 metrų ilgio, 30 centimetrų pločio metalinis tinklelis, o siūlų storis - apie 1 milimetras. Tralas judės orbitoje, sukurdamas magnetinį lauką ir užfiksuodamas kai kurias smulkias šiukšles. Po kelių mėnesių „tinklas“su laimikiu, veikiamas Žemės magnetinio lauko, pakeis savo orbitą ir pateks į tankius atmosferos sluoksnius, kur sudegs.
Projektas yra gana akivaizdus, tačiau kyla klausimas, ar toks tralas surinks daug šiukšlių? Iš tiesų, erdvėlaiviuose naudojama ne tiek daug įmagnetintų medžiagų, daugiausia nemagnetiniai aliuminio lydiniai, įvairios dielektrinės plėvelės ir pastaruoju metu naudojamos kompozicinės medžiagos. Šiandien svarstoma daug kitų projektų. Pavyzdžiui, siūloma naudoti lazerius. Tačiau ši galimybė iš karto kelia daug klausimų. Kaip nukreipti spindulį į mažą objektą, kurio niekas nemato? Neaišku. Jie sako, kad mes kovosime su matomais. Tarkime, nukreipę į jį lazerio spindulį, mes stumdysime objektą. Bet kur? Kas gali nuspėti, kur jis skris, jei nežino objekto formos, jo masės, medžiagos? Dėl tokio smūgio objektas gali tapti dar pavojingesnis, susidurti su tam tikru darbo aparatu.
Mano nuomone, viena įdomiausių idėjų yra skirtingų stabdžių sistemų naudojimas. Pavyzdžiui, pasibaigus tarnavimo laikui, palydovas išmeta „burę“, „parašiutą“ar tiesiog didelį balioną, pripūstą dujų. Dėl to smarkiai padidėja visos konstrukcijos plotas, o tai labai slopina. Prietaisas greitai sumažins skrydžio aukštį, pateks į tankius atmosferos sluoksnius ir sudegs.
Mokslinės fantastikos filmuose orbitose jau seniai veikia įvairūs manipuliatoriai, kurie pašalina ir sumontuoja palydovus bei kitą įrangą. Ar yra tokių projektų mokslininkų portfelyje?
Vladimiras Agapovas: Žinoma. Tačiau techniškai jie yra bene sunkiausi. Juk didelio šiukšlių objekto masė yra iki kelių tonų ir jis sukasi kompleksiškai, jis nėra valdomas. Turi didžiulį pagreitį. Kaip jį užfiksuoti ir nesunaikinti nei manipuliatoriaus, nei paties erdvėlaivio, kuriame yra sumontuotas manipuliatorius? Čia reikia išspręsti sudėtingas technines problemas.
Aplink Žemę sukasi 3,5 milijono skirtingų kosminių šiukšlių
Tačiau be mokslinių ir techninių problemų yra ir kitų problemų. Galų gale, tokiu būdu galite pašalinti ne tik šiukšles, bet ir kitų žmonių erdvėlaivius, net ir veikiančius. Tai iš esmės yra dvejopo naudojimo sistemos - civilinės ir karinės. Todėl kovojant su kosminėmis šiukšlėmis yra svarbus teisinis aspektas. Viena vertus, orbitoje skraido kosminės nuolaužos, tačiau, kita vertus, net „negyvi“objektai, kurių galiojimo laikas pasibaigęs, yra kažkieno nuosavybė. O vienos iš šalių bandymas, net ir turint geriausių ketinimų, pašalinti kažkieno objektą gali sukelti labai rimtus konfliktus. Tai reiškia, kad tokios operacijos turi būti atliekamos koordinuotai su visais dalyviais, kad nekiltų papildomos rizikos. Pasaulio bendruomenė šiandien sprendžia šias problemas, nes visi supranta, kad bet koks staigus judesys gali sukelti nemalonių pasekmių visiems. Beje, net jei staiga apskritai nustosime skristi į kosmosą, šiukšlių kiekis vis tiek augs. Skaičiavimai rodo, kad tik dėl abipusių jau skraidančių fragmentų susidūrimų per 20–30 metų šiukšlių padidėjimas viršys jų nuostolius dėl natūralių lėtėjimo procesų viršutinėje atmosferoje ir orbitos.
nuoroda
Šiandien bendra kosminių šiukšlių masė orbitoje yra apie 6700 tonų. Jo tankis 800–1000 kilometrų aukštyje pasiekė kritinį lygį. Dėl susidūrimo su juo tikimybė prarasti erdvėlaivį 10-15 metų laikotarpiui jau yra didesnė nei tikimybė prarasti erdvėlaivį dėl borto sistemų gedimo. Dviejų didelių objektų susidūrimo mažose orbitose tikimybė vertinama kaip vienas įvykis per 15 metų. Net prieš 10 metų šis skaičius yra 4 kartus mažesnis.
