За годы обсуждений этой темы создано множество красивых идей, как чистить орбиты, забитые остатками космических аппаратов. Это изменение их орбиты ионными пучками, уборка орбиты с помощью лазера, космического пылесоса, космического трала и т.д. У каждого из этих проектов есть свои индивидуальные минусы. Но есть и один общий. Работа любого космического дворника требует много энергии, ведь ему надо менять орбиту, подбираться к обломкам, а значит, менять скорость, маневрировать. Энергии солнечных батарей на такую работу явно не хватит.
Международная группа из Италии, Франции, Японии и России намерена чистить орбиты с помощью лазера. Почему из всех вариантов предпочтение именно этому? Ведь сама идея не нова. Тогда что же изменилось?
- Дело в том, что уже созданы лазеры, которые в принципе смогут чистить орбиты, - сказал корреспонденту "РГ" заведующий отделом Института прикладной физики РАН, кандидат физико-математических наук Олег Палашов. - Но как это делать? Вот здесь могут быть варианты, скажем, можно менять орбиту мусора, загоняя его в атмосферу, где он сгорит. А можно испарять с помощью луча лазера. Оценив все возможности, ученые выбрали самый оптимальный вариант. В его основе европейский лазер Xcan, который будет испарять мусор прямо на орбите.
Сейчас ученые намерены создать прототип будущего аппарата. По первоначальному проекту он должен концентрировать в точке мусора энергию с 10 тысячами оптиковолоконных каналов. Но российские ученые предложили существенно упростить конструкцию, в 100 раз сократив число каналов. "Для этого надо изменить геометрию каналов, заменив оптоволокно специальными тонкими стержнями, которые разрабатываются в нашем институте, - говорит Палашов. - Более того, у нас уже прототипы таких конструкций, что очень заинтересовало зарубежных коллег".
А как же с потребляемой энергией? Хватит ли ее, чтобы питать мощные лазеры? Конечно, если дать ему развернуться во всю свою мощь и в один заход испарять даже очень мелкий мусор, пришлось бы, к примеру, обесточить МКС. Поэтому специалисты предлагают рассмотреть другие режимы, например, стрелять по мусору 10-секундными импульсами, а затем 200 секунд аппарат подзаряжать. Тогда на уничтожение мусора хватит 5 процентов энергии МКС. Дальность стрельбы составит до 10 километров. Масса лазера составит около 500 килограммов, он займет примерно 1-2 кубических метра.
- Хочу сразу подчеркнуть, что пока речь не идет об аппарате, который будет гоняться за мусором, - говорит Палашов. - Планируется эксперимент, который будет проведен на МКС. Откуда возьмется мусор? Возможно, он будет "вброшен" с борта станции. Такой способ выглядит предпочтительней других, так как мы уже знаем состав и начальную скорость, что серьезно облегчит проведение эксперимента. Если он окажется удачным, то специалисты будут рассматривать варианты будущего применения.
Возможно, это будут орбитальные аппараты, оснащенные такими лазерами. Эти дворники будут чистить наиболее важные для землян орбиты, и прежде всего геостационарные, где расположено множество спутников, которые выполняют самые разные задачи. На ней сейчас работает около 430 аппаратов, каждый стоимостью в десятки, а то и сотни миллионов долларов. И конечно, надо защищать МКС, и тогда не придется периодически переводить ее с орбиты на орбиту, уклоняясь от встречи с мусором.
Лидерами по загрязнению космоса считаются Россия - 40 процентов, США - 30, Китай - 23, остальное приходится на другие страны. На низких орбитах до 2000 км находится 220-300 тысяч обломков общей массой до 5000 тонн. По статистической оценке, из этого количества около 60-100 тысяч имеют диаметр более 1 см. На сегодня обнаружено около 10 процентов мусора с помощью наземных радиолокационных и оптических средств.