Борис Шустов о космическом мусоре, угрозе для спутников и «точке невозврата»

Как тебе такое, Илон Маск?

Если говорить простым языком, то космический мусор — это отработавшие своё искусственные спутники, их фрагменты и частицы, которые движутся на различных высотах на орбите Земли, рискуя то и дело столкнуться со спутниками и даже с МКС.

Сейчас в России на федеральном уровне создается проект информационной системы, которая должна обеспечить безопасность космической деятельности в околоземном пространстве. Проект получил название «Млечный путь». Он рассчитан на парирование угроз, к которым относятся тот самый космический мусор, космическая погода и астероидно-кометная опасность (АКО). По словам Бориса Шустова, Россия в  деле парирования АКО значительно отстала от Китая, США и стран Европы.

Не так давно в Госдуме обсуждалась инициатива о государственно-частном партнерстве в космосе. Может ли проект «Млечный путь» стать примером такого партнерства. Насколько он может быть интересен бизнесу, например, операторам спутниковой связи и так далее?

«Подобное партнёрство уже осуществляется. Может быть это происходит не в самом проекте «Млечный путь», поскольку он находится лишь на предварительной стадии. Однако и сам «Млечный путь» не появился на ровном месте. Для его создания были некие предпосылки. Например, «Роскосмос» успешно работает с частной организацией, которая называется АНЦ — Астрономический научный центр. Он занимается разработкой оптических инструментов (телескопов - прим.ред) для наблюдения за объектами в околоземном космическом пространстве, а также сам проводит подобные наблюдения. Существуют наблюдательные пункты АНЦ, которые хоть и находятся под контролем «Роскосмоса», всё же являются частными. Опыт этот вполне успешный», - рассказывает Борис Шустов.

Многие объекты, которые наблюдаются учеными АНЦ, вносятся в базу данных программы АСПОС ОКП (Автоматизированной системы предупреждения об опасных ситуациях в околоземном пространстве). Она существует уже много лет и по сути является предпосылкой к созданию «Млечного пути». Она реализует те же задачи, но в ограниченном объеме. В основном программа нацелена на безопасность МКС и других важных объектов гражданского назначения.

«”Млечный путь” по своей концепции заметно шире. Этот проект позволит мониторить космический мусор (и рабочие объекты) во всем околоземном пространстве. Кроме этого он включает в себя и тематику космической погоды (вспышки на Солнце - прим.ред), и астероидно-кометную опасность. У него также есть ещё одно техническое направление — так называемая радио-помеховая обстановка. Она связана с бурным ростом количества космических аппаратов, особенно на низких орбитах. Речь о таких проектах, как Starlink, OneWeb, Amazon Kuiper и так далее. Это проекты «мега созвездий» спутников, предусматривающие запуск в космос десятков тысяч аппаратов. Starlink сейчас тут идёт впереди всех. Естественно, это очень серьезная проблема и с точки зрения проблемы нарастания космического мусора, и с точки зрения помех. Астрономы особенно озабочены, поскольку большое количество движущихся по небу ярких точек может принести ущерб для наблюдений, особенно с широкоугольными инструментами», — объясняет Борис Шустов.

Мегасозведия подобных спутников могут навредить как оптическим наблюдениям, так и наблюдения в радиодиапазоне. Все аппараты имеют каналы связи с Землей, передают и получают информацию в режиме «нон-стоп». Это означает, что на нашей планете не будет ни одного пятнышка, куда бы не «светил» спутник.

Дальше — больше

Современные космические станции и спутники имеют несколько методов защиты от столкновения с обломками. Например, от мелкого мусора применяются многослойные защитные экраны. Такие установлены на МКС. Чтобы избежать столкновения с крупным мусором, используются маневры уклонения, которых с каждым годом становится всё больше, особенно на низких орбитах.

Как бы вы оценили текущую ситуацию с космическим мусором на орбите и что будет происходить дальше?

«Текущая ситуация уже достаточно напряженная. По статистике и математическим моделям количество опасных объектов только техногенного происхождения, без учета метеороидов  (осколков астероидов), насчитывается под миллион. Речь идет об объектах размером от 1 сантиметра, столкновения с которыми могут уничтожить космический аппарат. Более мелких частиц, которые могут нанести существенный вред космическим аппаратам, сотни миллионов. Будет ли ситуация ухудшаться? Будет. Но главный вопрос в том, будет ли перейдет порог, который называется “синдромом Кесслера”», — объясняет Борис Шустов.

«Синдром Кесслера» можно назвать своеобразной точкой невозврата. Это состояние, при котором околоземное пространство будет настолько сильно замусорено, что выход в космос станет невозможен.

«Объекты космического мусора сталкиваются между собой разрушаются, таким образом их число растет.. Представьте себе, что у вас есть космический аппарат объемом в кубометр, который относится к классу мини-спутников. Он сталкивается с чем-то и разрушается, например, на десятисантиметровые обломки. Их будет где-то  тысяча. Эти обломки также сталкиваются между собой и разваливаются на тоже опасные сантиметровые объекты. Каждый обломок ещё на тысячу частиц. Так один аппарат может дать до миллиона обломков опасного размера. Таким образом космический мусор саморазмножается. Это означает, что в некоторых зонах может наступить ситуация, когда количество мусора будет сверхкритичным и в этой области станет невозможно работать на космических аппаратах. А в конечном итоге возможно даже выход в космос будет недосягаем. Сейчас вопрос в том, достигнут ли где-то порог Кесслера? Есть пессимисты, которые говорят, что на отдельных высотах мы уже его достигли. Если дальше будем продолжать, то мы порог Кесслера перейдем и выход в космос будет закрыт. Некоторые говорят что треврожиться пока рано. В каких-то областях возможно действительно беспокоиться не нужно пока, но ведь мы «стараемся» и с развитием цивилизации мы можем успешно замусорить всё», — уверяет Борис Шустов.

Что можно с этим сделать?

«Есть известное выражение: чисто не там, где убирают, а там, где не мусорят. Действительно, в решении данной проблемы есть несколько путей. Первый — пассивный. Можно сократить количество космического мусора, предусмотрев специальные технические решения и при запуске, и при последующем обслуживании. В первые годы покорения космоса никто не задумывался что там будет отстрелено, какие гайки отлетят. Мол запустили и запустили. Однако сейчас есть требования минимизировать количество фрагментов. Кроме того, каждый аппарат должен иметь средства, которые позволяют увести его с орбиты после того, как он отработает свой срок. Если речь о геостационарной орбите, то двигатель должен увезти объект на орбиту захоронения, которая обычно находится выше. Для аппаратов на низкой орбите применяется другая технология — спутник уводится в плотные слои атмосферы. Здесь есть множество технических решений. Например, если вам нужно увести спутник на более низкую орбиту, где он сгорит, то нужно увеличить его сечение. Например, такой аппарат при запуске может снабжаться пластиковым баллоном, в который в конце срока эксплуатации впрыскивается какое-то количество газа. Этот баллон раздувается, сильно увеличивает сечение аппарата и он через какое-то короткое время уходит в плотные слои атмосферы», — рассказывает Борис Шустов.

При этом разрабатываются и тестируются более сложные способы снятия обломков с орбиты. Например, специальные космические аппараты могут изменить траекторию крупного объекта или поймать его сетями.