Космическая Одиссея: дворники во Вселенной

Группа исследователей из Федеральной Политехнической школы Лозанны (EPFL) намерена решить давно наболевшую проблему космического мусора радикальным образом. Ученые планируют построить спутники, которые станут очищать околоземное пространство от брошенных фрагментов аппаратов. Космические дворники могут быть запущены в производство через пару лет.

Фото:

По подсчетам EPFL, сейчас на околоземных орбитах находится около 19 тысяч объектов искусственного происхождения диаметром более 10 сантиметров, около 600 тысяч объектов диаметром более одного сантиметра, а также сотни миллионов мелких частиц, скорость которых составляет несколько километров в секунду. В основном это обломки и фрагменты отработавших свое космических аппаратов, например, спутников и ракет-носителей.

Из-за высокой кинетической энергии фрагментов это может серьезно мешать функционированию ныне действующих спутников. Кроме того, некоторые объекты могут обладать токсичными или радиоактивными свойствами, и теоретически они могут упасть на Землю.

На сегодняшний день по-настоящему действенных мер защиты от крупного космического мусора практически не существует. Все сводится в основном к профилактическому мониторингу фрагментов отработанной аппаратуры в пределах околоземного пространства. Правда, по словам специалистов НАСА, в 2011 году мусора на орбите значительно поубавилось благодаря увеличению солнечной активности. Дело в том, что в период солнечного максимума вспышки на Солнце и корональные выбросы массы происходят с более высокой частотой, отчего внешние слои земной атмосферы приходят в возбуждение, и оболочка планеты расширяется.

Поднимающиеся газы замедляют скорость вращения космического мусора, и он, оказавшись в более протяженных слоях атмосферы, в конце концов полностью или частично сгорает… Однако после 2013 года, когда солнечная активность пойдет на убыль, количество мусора на орбите, вероятно, вновь начнет увеличиваться.

Читайте также: Солнце выметет космический мусор

Эффективный способ решения проблемы швейцарские эксперты видят в запуске на орбиту специальных спутников-уборщиков. Ими были предложены два варианта подобных технологий. В первой версии спутник захватывает частицы мусора и тащит их в верхние слои атмосферы, где мусор сгорает вместе с уборщиком. Во втором случае спутник сбрасывает мусор в атмосферу, но при этом не уничтожается, а остается на орбите.

Скорее всего, предпочтение будет отдано первому варианту, так как он проще и дешевле. К тому же, в варианте номер два "дворник" после выполнения своей задачи сам превращается в мусор, подлежащий утилизации… Другое дело, если и "дворник", и мусор будут физически уничтожены. Такой расклад устроит всех.

Потенциальный космический дворник-"камикадзе" уже получил название — CleanSpace One. В проекте он обладает компактными размерами — 30×10×10 сантиметров и оснащен ионными двигателями, высокоточной системой навигации и, наконец, устройством для захвата, способным надежно удерживать небольшие объекты во время схода с орбиты.

Предполагается, что спутник будет при помощи навигационной системы выходить на орбиту объекта, подлежащего утилизации, приближаться к нему и захватывать манипулятором. Затем с помощью ионных двигателей будет произведена стабилизация объекта. И, наконец, на последнем этапе аппарат вместе с мусором будет удален с орбиты, после чего оба объекта сгорят в плотных слоях атмосферы.

Проект обойдется почти в 11 миллионов долларов. Планируется, что в 2015–2016 годах CleanSpace One будет испытан на одном из двух завершивших свою миссию наноспутников — Swisscube или TIsat. Наиболее сложную задачу, учитывая высокую скорость движения "дворников", а также возможное хаотическое вращение орбитальных объектов, представляет собой разработка системы автоматического сближения и захвата мусора. Ведь, если "дворниками" можно управлять, то спрогнозировать "поведение" болтающихся по орбите неконтролируемых фрагментов будет не так легко. Если испытания пройдут благополучно, то, возможно, в дальнейшем такие "уборщики" станут постоянно использоваться при запуске на орбиту космических аппаратов.

Правда, таким образом один спутник сможет уничтожить всего одну единицу мусора, пусть и крупных размеров. Так что проект обойдется не так уж и дешево.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"