Je vesmírny odpad taký nebezpečný? Kde začať s čistením dráh? Aké právne problémy je potrebné pre to vyriešiť? Aké projekty sa ponúkajú? Korešpondent „RG“o tom hovorí s Vladimírom Agapovom, vedúcim výskumným pracovníkom Ústavu aplikovanej matematiky pomenovaného podľa V. I. M. V. Keldysh, ktorá je vedúcou organizáciou Ruskej akadémie vied pre problém vesmírneho odpadu.
Vedúce vesmírne veľmoci, od slov o nebezpečenstve znečistenia vesmíru, sa nakoniec rozhodli pustiť sa do toho. Priekopníkmi budú Japonci, ktorí takýto čistiaci systém vyskúšajú vo februári. Je to však skutočne také relevantné? Koniec koncov, roky plynú, veľa sa hovorí o nebezpečenstve odpadkov, ale vo všeobecnosti sa kvôli tomu nestali žiadne vážne nehody. Možno to necháte lietať a nepotrebujete minúť veľa peňazí?
Vladimir Agapov: Najprv zistíme, o čom v skutočnosti hovoríme. Čo je to vesmírny odpad? Podľa odborníkov sa okolo Zeme otáča viac ako 650 tisíc rôznych predmetov s veľkosťou viac ako jeden centimeter. Z nich sú v súčasnosti sledované iba veľké, viac ako 10 centimetrov, z ktorých je asi 22 tisíc. Ostatné státisíce sú inkognito, „pán X“. Existujú ale ešte menšie, zhruba milimetrové, ich počet sa odhaduje na zhruba 3,5 milióna predmetov.
Najnepríjemnejšie je, že táto armáda neustále rastie. Nielen preto, že do vesmíru je posielaných stále viac vozidiel, ktoré sa v konečnom dôsledku stávajú aj odpadkami. Problém je v tom, že samotná „špina“nie je pasívna. Koniec koncov, úlomky lietajúce veľkou rýchlosťou na seba narazia, sú zničené, čo na mnoho rokov dáva vznik stovkám a tisícom nových predmetov. Nie je náhoda, že ISS a ďalšie vesmírne lode sú s rastúcou frekvenciou sťahované z priebehu pravdepodobnej zrážky s vesmírnym bahnom.
Ale keď hovoria o vyhýbaní sa kolíziám, potom hovoríme iba o dostatočne veľkých fragmentoch, ktoré sú neustále sledované špeciálnymi lokalizátormi a teleskopmi. Na obežnej dráhe je však oveľa viac malých placerov, ktoré nikto nemôže sledovať, ale ktoré sú tiež mimoriadne nebezpečné. Je známe, že po pristátí boli v predných oknách mnohých vesmírnych lodí odhalené mikrotrhlinky takých kritických rozmerov, že by takmer mohlo dôjsť k úplnému odtlakovaniu kozmickej lode. Vesmírne veľmoci si uvedomujúc všetky tieto problémy a teraz dramaticky zintenzívnili svoju prácu v boji proti vesmírnemu odpadu. Tu sa nesmie plytvať časom, nesmie sa stavať na pokraj, keď je problém prezretý a už bude neskoro.
Japonci sú však už pripravení byť prví, kto začne s upratovaním …
Vladimir Agapov: Nie je to celkom pravda. Ide len o testovanie jednej z mnohých možností. Niet pochýb o tom, je dôležité, ale skôr stále, upozorniť na problém. V skutočnosti, skôr ako sa pustíte do konkrétnych projektov vážne, je potrebné urobiť si súpis všetkých vesmírnych trosiek. Kde a čo letí, aké nebezpečné sú tieto objekty. V súčasnej dobe nemáme úplný obraz. Na nízkych obežných dráhach, až do troch tisíc kilometrov nad zemským povrchom, sa „visí“asi 80 percent trosiek, na vysokých a predovšetkým geostacionárnych, čo je asi 36 tisíc kilometrov nad Zemou, a na stredných eliptických dráhach - zvyšných 20 percent.
Zdá sa, že naliehavo potrebujeme zaujať nízke obežné dráhy, na ktorých sa zhromaždil leví podiel trosiek. Ale na druhej strane, geostacionárna dráha nie je pre nás nemenej dôležitá - koniec koncov, v súčasnosti na nej operuje asi 430 vozidiel, každé stojí desiatky, ba dokonca stovky miliónov dolárov. Vďaka nim máme internet, satelitnú televíziu a množstvo ďalších vymožeností. A na rozdiel od nízkych dráh existuje iba jeden geostacionár, a nemôžeme prísť o taký jedinečný prírodný zdroj.
To znamená, že než sa pustíte do vesmírneho mopu, musíte sa rozhodnúť pre priority?
Vladimír Agapov: Samozrejme. A vôbec nie je potrebné začínať hrubou špinou. Môže sa ukázať, že letí tam, kde nie sú žiadne aktívne zariadenia. V blízkej budúcnosti je lepšie nedotýkať sa takýchto fragmentov, najmä ak sa navzájom nezrážajú. Nestačí však vyčleniť nebezpečné zoskupenie, je už potrebné v ňom pochopiť, čo je najnebezpečnejšie. To znamená, že vytvorte strom priorít. A až potom začnite míňať peniaze na čistenie dráh. V opačnom prípade bude efekt celého tohto čistenia mizivý.
Alebo by sa mali krajiny súbežne dohodnúť tak, aby vôbec nevyhadzovali odpadky? Zastaviť znečistenie?
Vladimir Agapov: Z iniciatívy OSN bolo vyvinutých niekoľko takýchto opatrení, na ktorých sa dohodli rôzne krajiny. Existuje niekoľko celkom zrejmých myšlienok. Ak sa napríklad vypracoval satelitný alebo raketový stupeň, potom ich buď treba vyviesť z tejto obežnej dráhy na nižšiu, odkiaľ kvôli spomaleniu zostúpia a zhoria v atmosfére. Alebo sa dokonca utopiť v oceáne. To platí pre veľké predmety, ale existuje oveľa viac drobností, ktoré sú oddelené pri spustení zariadení a počas prevádzky - všetky druhy matíc, skrutiek atď. Zjavným riešením je vytvárať návrhy tak, aby sa nič neoddeľovalo.
Hlavným dodávateľom odpadu sú však výbuchy na obežnej dráhe. Dôvody sú veľmi odlišné. Zvyškové palivo najčastejšie exploduje. Faktom je, že potom, čo sa satelit dostane na obežnú dráhu, palivové komponenty, vrátane samovznietivých, zostanú v raketovom stupni. Pokiaľ sú nádrže neporušené, nič hrozné sa nestane, ale ak, povedzme, mikrometeorit prerazí stenu, dôjde k výbuchu a schodík sa rozbije na tisíce malých kúskov. Preto sa po dokončení letového programu odporúča otvoriť špeciálne ventily, aby sa vypustilo zvyšné palivo vo forme plynov.
Aké projekty sa dnes navrhujú na odstránenie nahromadeného odpadu? Ako účinná je metóda, ktorú budú Japonci testovať?
Vladimir Agapov: Japonský projekt predpokladá, že špeciálny satelit vypustí na obežnú dráhu a rozloží elektrodynamickú vlečnú sieť. Jedná sa o kovové pletivo dlhé 300 metrov, široké 30 centimetrov a hrúbka nití je asi 1 milimeter. Vlečná sieť sa bude pohybovať po obežnej dráhe, generuje magnetické pole a zachytí niektoré malé úlomky. „Seina“s úlovkom pod vplyvom magnetického poľa Zeme o niekoľko mesiacov zmení svoju obežnú dráhu a vstúpi do hustých vrstiev atmosféry, kde zhorí.
Projekt je celkom zrejmý, ale otázkou je, či taká vlečná sieť nazbiera veľa odpadu? V kozmických lodiach sa skutočne nepoužíva toľko magnetizovaných materiálov, hlavne nemagnetických zliatin hliníka, rôznych dielektrických fólií a v poslednej dobe aj kompozitných materiálov. Dnes sa zvažuje mnoho ďalších projektov. Napríklad sa navrhuje používať lasery. Táto možnosť však okamžite vyvoláva veľa otázok. Ako namieriť lúč na malý predmet, ktorý nikto nevidí? Nie je to jednoznačné. Hovoria, že budeme bojovať s viditeľnými. Povedzme, že na neho nasmerujeme laserový lúč a predmet zatlačíme. Ale kde? Kto môže predpovedať, kam poletí, ak nepozná tvar predmetu, jeho hmotnosť, materiál? V dôsledku takéhoto nárazu môže byť predmet ešte nebezpečnejší a môže naraziť do akéhosi pracovného zariadenia.
Podľa mňa je jednou z najzaujímavejších myšlienok používanie rôznych brzdových systémov. Satelit napríklad po skončení svojej životnosti vyhodí „plachtu“, „padák“alebo jednoducho veľký balón, ktorý je nafúknutý plynom. V dôsledku toho sa plocha celej štruktúry prudko zvyšuje, čo ju výrazne brzdí. Zariadenie rýchlo zníži letovú výšku, vstúpi do hustých vrstiev atmosféry a zhorí.
Vo vedecko -fantastických filmoch už nejaký čas na obežných dráhach pôsobia rôzne manipulátory, ktoré odstraňujú a inštalujú satelity a ďalšie vybavenie. Existujú v portfóliu vedcov také projekty?
Vladimír Agapov: Samozrejme. Ale technicky sú možno najťažšie. Koniec koncov, veľký odpadkový predmet má hmotnosť až niekoľko ton a komplexne sa otáča, nie je ovládateľný. Má obrovskú dynamiku. Ako to zachytiť a nezničiť ani manipulátor, ani samotnú kozmickú loď, na ktorej je manipulátor nainštalovaný? Tu je potrebné vyriešiť zložité technické problémy.
Okolo Zeme rotuje 3,5 milióna rôznych vesmírnych trosiek
Ale okrem čisto vedeckých a technických problémov existujú aj ďalšie problémy. Koniec koncov, týmto spôsobom môžete odstrániť nielen odpadky, ale aj kozmické lode iných ľudí, dokonca aj pracovné. To znamená, že v podstate ide o systémy dvojakého použitia - civilné a vojenské. Preto existuje v boji proti vesmírnemu odpadu dôležitý právny aspekt. Na jednej strane vesmírny odpad letí na obežnej dráhe, ale na druhej strane aj „mŕtve“objekty, ktorých platnosť vypršala, niekto vlastní. A pokus jednej z krajín, dokonca aj pri najlepšom úmysle, odstrániť predmet niekoho iného, môže viesť k veľmi vážnym konfliktom. To znamená, že tieto operácie musia byť vykonávané koordinovane so všetkými účastníkmi, aby nevznikli ďalšie riziká. Svetové spoločenstvo dnes na týchto problémoch pracuje, pretože každý chápe, že každý náhly pohyb môže mať pre každého nepríjemné následky. Mimochodom, aj keď zrazu úplne prestaneme lietať do vesmíru, množstvo trosiek stále porastie. Odhady ukazujú, že iba v dôsledku vzájomných kolízií už lietajúcich fragmentov za 20-30 rokov nárast úlomkov prevýši jeho stratu v dôsledku prirodzených procesov spomaľovania v horných vrstvách atmosféry a odstraňovania obehu.
odkaz
Celková hmotnosť vesmírneho odpadu na obežnej dráhe je dnes asi 6 700 ton. Jeho hustota vo výškach 800-1 000 kilometrov dosiahla kritickú úroveň. V dôsledku kolízie s ním je pravdepodobnosť straty kozmickej lode na obdobie 10-15 rokov už vyššia ako pravdepodobnosť straty kozmickej lode v dôsledku poruchy palubných systémov. Pravdepodobnosť kolízie dvoch veľkých predmetov na nízkych obežných dráhach sa odhaduje ako jedna udalosť za 15 rokov. Ešte pred 10 rokmi je tento údaj 4 -krát nižší.
