Новости

10.02.2014 12:00
Рубрика: Общество

Как ученые планируют "прибраться" в космосе

5 нереализованных идей по уборке космического мусора
О проблеме утилизации космического мусора в последнее время говорят все чаще и чаще. По данным ученых, вокруг Земли вращается более 300 тысяч различных предметов разного размера, которые угрожают сохранности искусственных спутников и космических кораблей. События, показанные в голливудском фильме "Гравитация", отнюдь не фантастика: по данным ученых, через 20-30 лет, из-за столкновений летающих объектов, прирост космического мусора превысит его убыль.

Эффективных способов решения проблемы ученые пока не нашли. Однако в теории существует целый ряд способов утилизации космического мусора. Мы собрали факты о пяти из них.

Воздушный шар

Инженеры американской корпорации Global Aerospace предложили выводить с орбиты отработавшие спутники (которые зачастую превращаются в опасный мусор, так как могут задерживаться на орбите на десятки лет) при помощи воздушного шара. Это приспособление массой около 35 килограммов можно было бы закреплять в сложенном виде на борту самого летательного аппарата.

Схема утилизации выглядит так: когда спутник отрабатывает свой ресурс, оболочка наполняется гелием, либо другим газом, тормозит аппарат и уводит его для сгорания в атмосферу. Одним из недостатков этого способа называется то, что он сможет работать лишь на высоте около 1500 километров (правда, именно здесь находится максимальное количество космического мусора). Вдобавок, шар может увеличить вероятность столкновения спутника с другими объектами, находящимися на орбите.

Роботы

Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) обнародовало информацию о том, что с 2015 года планирует использовать для сбора и переработки космического мусора роботов. Автономные "мусорщики", которые предполагается обслуживать автоматически, доставят на орбиту, где они будут собирать части искусственных спутников.

Этот способ утилизации имеет еще одну цель - сэкономить: некоторые "запчасти" отработавших свое спутников остаются функциональными, их можно использовать повторно. Например, солнечные батареи и антенны. Это "вторсырье", по задумке, можно присоединять к работающим спутникам, нуждающимся в ремонте. Отработавшие же детали роботы доставят на Землю.

Такой способ, как, впрочем, и все другие, технологически сложный: ученым предстоит разработать варианты, при которых роботы смогут пристыковываться к неработающим спутникам для демонтажа, а затем - и к работающим, чтобы установить на них необходимые детали. Это потребует совершенствования программной платформы. В проект американцы намерены вложить порядка 180 миллионов долларов, а протестировать роботов хотят уже в 2016 году.

Корабль с ядерной энергоустановкой

Планы по утилизации космического мусора озвучивали и россияне. Несколько лет назад появилась информация о том, что ракетно-космическая корпорация "Энергия" разрабатывает для этих целей корабль с ядерной энергоустановкой. В представлении ученых, это будет буксир, который оснастят большим контейнером и системой утилизации: она будет либо сжигать мусор, либо уводить его на безопасные орбиты.

Высокотехнологичная разработка также потребует немалых вложений: предполагается, что корабль будет беспилотным, а работать сможет по принципу "пылесоса". Однако в корпорации уверены, что на очистке одной точки на орбите можно заработать от 20 до 50 миллионов долларов. Таким образом, к 2020 году рынок услуг по очистке орбиты от мусора может составить три миллиарда долларов.

Электродинамический трал

Японцы разработали проект разворачивания на орбите электродинамического трала для сбора мусора. В космос его может доставить специальный спутник. Предполагается, что трал (металлическая сетка длиной 300 метров, шириной 30 сантиметров, с толщиной нитей около миллиметра) будет двигаться по орбите, генерировать магнитное поле и захватывать часть мелкого мусора. Спустя несколько месяцев работы он изменит свою орбиту и войдет в плотные слои атмосферы, где сгорит вместе с мусором.

У этого проекта есть важный недостаток. В космических аппаратах не так много материалов, которые намагничиваются (в последнее время для строительства используются композитные материалы), а потому трал сможет собрать не так и много мусора.

Схожий проект предложили американские ученые: к небольшому спутнику можно прикреплять прочную сеть из полимерных материалов, которая механически ловит мусор - крупные обломки ракет и спутников. Собранное отправляется на Землю для утилизации.

От магнита до аэрогеля

Существует еще целый ряд идей для уничтожения космического мусора, которые, правда, пока больше похожи на сценарий фантастического фильма. Например, можно создать спутник большой массы и запустить его на орбиту вокруг Земли, придав вращательное движение. По мнению авторов проекта, получившаяся гравитация изменит траекторию движения обломков, и они сгорят в атмосфере.

Еще одно предложение - расстрелять мусор из лазерных пушек, чтобы разогреть обломки до такой степени, что они превратятся в газ, либо сдвинутся со своей орбиты.  Также можно использовать аэрогель - очень пористый материал, в котором мог бы застревать мусор (заполненные пластины транспортировались бы на Землю).

У всех этих, а также множества других идей, есть важное "но": никто не гарантирует, что не будет негативных последствий. Чтобы внедрить любой способ утилизации космического мусора, необходимо проведение исследований, желательно, в условиях, максимально приближенных к открытому космосу. Еще один важный нюанс - стратегический: при помощи "мусоросборщиков", в принципе, можно убирать не только обломки, но еще и, например, работающие чужие спутники. А это еще больше осложняет проблему.

Кстати

ЧП, наглядно продемонстрировавшее опасность космического мусора, произошло 12 марта 2009 года. Члены 18-й экспедиции на МКС были вынуждены эвакуироваться на корабль "Союз" из-за возможности столкновения станции с космическим мусором. К счастью, обошлось без разрушительных последствий, описанных в фильме "Гравитация".

Справка "РГ"

По данным ученых Хьюстонского космического центра, 17 процентов космического мусора составляют отработанные ступени ракет, 31 процент - действующие и испорченные спутники, 13 процентов - "случайные" детали. Все остальное - осколки, которые были образованы во время столкновений. На орбите можно встретить болты, старые отвертки, сломанные ручки, компакт-диски, пластиковые пакеты. Скорость движения мусора может достигать нескольких тысяч километров в час.

Наибольший "вклад" в засорение космоса внесли Китай (40 процентов), США (27,5 процента) и Россия (25,5 процента).

Наука Общество Космос Общество Наука РГ-Дайджест