Kas kosmoseprügi on nii ohtlik? Kust alustada orbiitide puhastamist? Milliseid juriidilisi probleeme tuleb selleks lahendada? Milliseid projekte pakutakse? "RG" korrespondent räägib sellest V. I. nimelise rakendusmatemaatika instituudi vanemteaduri Vladimir Agapoviga. M. V. Keldysh, mis on Venemaa Teaduste Akadeemia kosmoseprügi probleemi juhtorganisatsioon.
Niisiis, juhtivad kosmosejõud, alates sõnadest kosmosereostuse ohu kohta, otsustasid lõpuks asja kallale asuda. Pioneerid on jaapanlased, kes veebruaris sellist puhastussüsteemi katsetavad. Aga kas see on tõesti nii asjakohane? Aastad lähevad ju, prügiohtlikkusest räägitakse palju, kuid üldiselt pole selle tõttu tõsiseid õnnetusi juhtunud. Võib -olla lasete sellel lennata ja pole vaja palju raha kulutada?
Vladimir Agapov: Mõelgem kõigepealt välja, millest me tegelikult räägime. Mis on kosmoseprügi? Ekspertide sõnul tiirleb ümber Maa rohkem kui 650 tuhat erinevat objekti, mille suurus on üle ühe sentimeetri. Neist jälgitakse praegu ainult suuri, üle 10 sentimeetri, millest on umbes 22 tuhat. Ülejäänud sajad tuhanded on inkognito režiimis, "härra X". Kuid on veel väiksemaid, umbes millimeetriseid, nende arv on hinnanguliselt umbes 3,5 miljonit objekti.
Kõige ebameeldivam on see, et see armada kasvab pidevalt. Mitte ainult sellepärast, et kosmosesse saadetakse üha rohkem sõidukeid, mis lõpuks muutuvad ka prügiks. Häda on selles, et "mustus" ise pole passiivne. Lõppude lõpuks põrkuvad suure kiirusega lendavad killud üksteisega kokku, hävitatakse, tekitades paljude aastate jooksul sadu ja tuhandeid uusi objekte. Pole juhus, et ISS ja muud kosmoseaparaadid eemaldatakse sagedase tõenäosusega kokkupõrkest kosmosemudaga.
Aga kui nad räägivad kokkupõrgete vältimisest, siis räägime ainult piisavalt suurtest fragmentidest, mida jälgivad pidevalt spetsiaalsed lokaatorid ja teleskoobid. Kuid orbiidil on palju rohkem väikseid platseere, mida keegi ei saa jälgida, kuid mis on ka äärmiselt ohtlikud. On teada, et pärast maandumist ilmnesid mitmete kosmoseaparaatide esiakendel nii kriitiliste mõõtmetega mikropraod, et kosmoseaparaadi täielik rõhu vähendamine võib peaaegu tekkida. Mõistes kõiki neid probleeme, on kosmosejõud nüüd oluliselt suurendanud oma tööd kosmoseprügi vastu võitlemisel. Siin ei tohi aega raisata, olukorda ei tohi viia äärele, kui probleem on üleküpsenud ja on juba hilja.
Kuid jaapanlased on juba valmis esimesena koristama hakkama …
Vladimir Agapov: See pole täiesti tõsi. See on ainult ühe paljude võimaluste testimine. Pole kahtlust, et on oluline, kuid pigem siiski, juhtida probleemile tähelepanu. Tegelikult tuleb enne konkreetsete projektide tõsist ette võtmist teha inventuur kogu kosmoseprügi kohta. Kuhu ja mis lendab, kui ohtlikud need objektid on. Hetkel pole meil täielikku pilti. Madalatel orbiitidel, kuni kolm tuhat kilomeetrit maapinnast kõrgemal, "rippub" umbes 80 protsenti prahist, kõrgel ja peamiselt geostatsionaarsel, mis on umbes 36 tuhat kilomeetrit Maast kõrgemal, ja vahepealsetel elliptilistel orbiitidel - ülejäänud 20 protsenti.
Näib, et peame kiiresti võtma madalad orbiidid, kuhu lõviosa prahti on kogunenud. Kuid teisest küljest pole geostatsionaarne orbiit meie jaoks vähem tähtis - lõppude lõpuks töötab sellel praegu umbes 430 sõidukit, millest igaüks maksab kümneid või isegi sadu miljoneid dollareid. Tänu neile on meil internet, satelliittelevisioon ja hulgaliselt muid mugavusi. Ja erinevalt madalatest orbiitidest on ainult üks geostatsionaarne ja me ei saa sellist ainulaadset loodusvara kaotada.
See tähendab, et enne kosmosemopiga alustamist peate otsustama prioriteedid?
Vladimir Agapov: Muidugi. Ja pole üldse vaja alustada jämeda mustusega. Võib selguda, et see lendab sinna, kus aktiivseid seadmeid pole. Parem on selliseid fragmente lähitulevikus mitte puudutada, eriti kui need üksteisega kokku ei puutu. Kuid ohtliku rühmituse esiletoomisest ei piisa, selles on juba vaja mõista, mis on kõige ohtlikum. See tähendab, et ehitage prioriteedipuu. Ja alles pärast seda hakake raha kulutama orbiitide puhastamisele. Vastasel juhul on kogu selle puhastamise mõju napp.
Või äkki peaksid riigid paralleelselt kokku leppima, et üldse mitte risustada? Peata reostus?
Vladimir Agapov: ÜRO algatusel on välja töötatud mitmeid selliseid meetmeid, mis on erinevate riikide poolt kokku lepitud. Siin on mõned üsna ilmsed ideed. Näiteks kui on välja töötatud satelliit või raketi staadium, siis tuleb need kas sellest orbiidist välja viia madalamale, kust aeglustumise tõttu nad laskuvad ja põlevad atmosfääris. Või isegi uppuda ookeani. See kehtib suurte objektide kohta, kuid on palju rohkem pisiasju, mis eraldatakse seadmete käivitamisel ja töötamise ajal - igasugused mutrid, poldid jne. Ilmselge lahendus on kujunduste loomine nii, et midagi ei eraldataks.
Kuid peamine prügi tarnija on plahvatused orbiidil. Põhjused on väga erinevad. Kõige sagedamini plahvatab kütuse jääk. Fakt on see, et pärast satelliidi orbiidile viimist jäävad kütuseosad, sealhulgas isesüttivad, raketi staadiumisse. Kuni paagid on terved, ei juhtu midagi kohutavat, aga kui ütleme, et mikrometeoriit murrab läbi seina, toimub plahvatus ja samm puruneb tuhandeteks väikesteks tükkideks. Seetõttu on pärast lennuprogrammi lõpetamist soovitatav avada spetsiaalsed ventiilid, et ülejäänud kütus gaaside kujul ära juhtida.
Milliseid projekte pakutakse täna, et kogunenud prügi ära viia? Kui tõhus on meetod, mida jaapanlased katsetavad?
Vladimir Agapov: Jaapani projekt eeldab, et spetsiaalne satelliit läheb orbiidile ja kasutab elektrodünaamilist traali. See on metallvõrk, mille pikkus on 300 meetrit, laius 30 sentimeetrit ja niitide paksus on umbes 1 millimeeter. Traal liigub orbiidil, tekitades magnetvälja ja hõivates osa väikestest prahtidest. Mõne kuu pärast muudab "noot" Maa magnetvälja mõjul saagiga oma orbiiti ja siseneb atmosfääri tihedatesse kihtidesse, kus see põleb.
Projekt on üsna ilmne, kuid küsimus on selles, kas selline traal kogub palju prügi? Tõepoolest, kosmosesõidukites ei kasutata nii palju magnetiseeritud materjale, peamiselt mittemagnetilisi alumiiniumisulameid, erinevaid dielektrilisi kilesid ja hiljuti komposiitmaterjale. Täna kaalutakse paljusid teisi projekte. Näiteks tehakse ettepanek kasutada lasereid. Kuid see valik tekitab kohe palju küsimusi. Kuidas suunata tala väikese objekti poole, mida keegi ei näe? See ei ole selge. Nad ütlevad, et võitleme nähtavaga. Oletame, et suunates sellele laserkiire, lükkame objekti. Aga kus? Kes saab ennustada, kuhu ta lendab, kui ta ei tea objekti kuju, selle massi, materjali? Sellise löögi tagajärjel võib objekt muutuda veelgi ohtlikumaks, põrkuda mingisuguse töötava aparaadiga.
Minu arvates on üks huvitavamaid ideid erinevate pidurisüsteemide kasutamine. Näiteks pärast satelliidi tööea lõppu viskab satelliit välja "purje", "langevarju" või lihtsalt suure õhupalli, mis on gaasiga täis pumbatud. Selle tulemusena suureneb järsult kogu struktuuri pindala, mis seda oluliselt pärsib. Seade langetab kiiresti lennukõrgust, siseneb atmosfääri tihedatesse kihtidesse ja põleb läbi.
Ulmefilmides on orbiidil tegutsenud juba pikka aega erinevad manipulaatorid, mis eemaldavad ja paigaldavad satelliite ja muud varustust. Kas teadlaste portfellis on selliseid projekte?
Vladimir Agapov: Muidugi. Kuid need on tehniliselt võib -olla kõige raskemad. Lõppude lõpuks on suure prügi eseme mass kuni mitu tonni ja see keerleb keerukalt, see ei ole kontrollitav. Omab tohutut hoogu. Kuidas seda jäädvustada ja mitte hävitada ei manipulaatorit ega kosmoseaparaati ennast, millele manipulaator on paigaldatud? Siin tuleb lahendada keerulised tehnilised probleemid.
Maa ümber tiirleb 3,5 miljonit erinevat kosmoseprügi
Kuid lisaks teaduslikele ja tehnilistele probleemidele on ka muid probleeme. Lõppude lõpuks saate sel viisil eemaldada mitte ainult prügi, vaid ka teiste inimeste kosmoseaparaadid, isegi töötavad. See tähendab, et sisuliselt on need kahesuguse kasutusega süsteemid - tsiviil- ja sõjalised. Seetõttu on kosmoseprügi vastases võitluses oluline õiguslik aspekt. Ühest küljest lendab orbiidil kosmoseprügi, kuid teisest küljest on isegi aegunud "surnud" objektid kellegi omandis. Ja ühe riigi katse isegi parimate kavatsuste korral kellegi teise objekt eemaldada võib põhjustada väga tõsiseid konflikte. See tähendab, et selliseid toiminguid tuleb teha kooskõlastatult kõigi osalejatega, et lisariski ei tekiks. Maailma üldsus tegeleb täna nende probleemidega, sest kõik mõistavad, et iga ootamatu liigutus võib tuua kaasa ebameeldivaid tagajärgi kõigile. Muide, isegi kui me äkki üldse kosmosesse lendamise lõpetame, kasvab prahi kogus ikkagi. Hinnangud näitavad, et ainult juba lendavate kildude vastastikuste kokkupõrgete tõttu 20–30 aasta pärast ületab prahi suurenemine selle kaotuse atmosfääri ülemises osas aeglustumise ja orbiidilt eemaldumise looduslike protsesside tagajärjel.
viide
Praegu on orbiidil kosmoseprügi kogumass umbes 6700 tonni. Selle tihedus 800–1000 kilomeetri kõrgusel on jõudnud kriitilise piirini. Sellega kokkupõrke tõttu on tõenäosus kaotada kosmoseaparaat 10-15 aastaks juba suurem kui tõenäosus kaotada kosmosesõiduk pardasüsteemide rikke tõttu. Kahe suure objekti kokkupõrke tõenäosust madalatel orbiitidel hinnatakse üheks sündmuseks 15 aasta jooksul. Isegi 10 aastat tagasi on see näitaja 4 korda väiksem.
