Научная статья на тему 'О подходах к оценке потенциальной опасности разрушений и столкновений космических объектов'

О подходах к оценке потенциальной опасности разрушений и столкновений космических объектов Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
347
74
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
околоземное космическое пространство / космические объекты / космические аппараты / космический мусор / разрушения / столкновения / опасность / near-Earth space / space objects / spacecraft / space breakup / collision / danger

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Виталий Васильевич Адушкин, Олег Юрьевич Аксенов, Станислав Сергеевич Вениаминов, Станислав Иванович Козлов

Рост интенсивности освоения околоземного космического пространства (ОКП) и его техногенной засоренности, а вместе с этим и степени опасности разрушений космических объектов (КО), в частности, в результате взрывов КО и столкновений действующих космических аппаратов (КА) между собой и с космическим мусором (КМ), делает все более актуальной проблему оценки этой опасности. При этом весьма важным фактором является адекватность последней. Настораживает то, что на практике, ввиду сложности получения точных оценок из-за большой степени неопределенности в исходных данных, часто приходится идти на значительное упрощение расчетов, отбрасывая множество факторов, в том числе и существенные. В статье рассматриваются некоторые проблемы формирования и использования оценок потенциальной опасности разрушений КО, опасности столкновений КА с КМ и возможные пути их уточнения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

On Estimating the Potential Danger of Space Objects Breakups for Space Flights

The increase in exploration intensity in the near-Earth space (NES) and of its technogenic contamination, along with a consequent growth of space objects (SO) breakups and collisions threatening space flights turn the problem of danger estimations into an acute and urgent issue, its validity being among the most important aspects. However, in practice, due to complexities in obtaining accurate estimates caused by large initial data uncertainty, one often has to dramatically simplify calculations neglecting multiple factors of great importance. The article touches upon the problems of defining and applying the estimates of potential danger of SO breakups, danger of collisions between active spacecraft and SO, as well as describes the possible ways to make estimations more correct.

Текст научной работы на тему «О подходах к оценке потенциальной опасности разрушений и столкновений космических объектов»

yflK 629.78

DOI: 10.30981/2587-7992-2018-94-1-54-63

ON ESTIMATING THE POTENTIAL

DANGER OF SPACE OB

SPA

LU

U

n g

Vitaly V. ADUSHKIN

Full Member of RAS, Dr. Sci. in Physics and Mathematics, Professor Institute of Geosphere Dynamics, RAS, Moscow, Russia, adushkin@idg.chph.ras.ru

Oleg Yu. AKSENOV

Dr. in Tech. Sci., Professor,

professor Scientific Research Centre «Kosmos», MoD, Moscow, Russia, aks974@ya.ru

Stanislav S. VENIAMINOV

Dr. in Tech. Sci., Professor,

professor Scientific Research Centre «Kosmos», MoD, Moscow, Russia, sveniami@gmail.com

Stanislav I. KOZLOV

Dr. Sci. in Physics and Mathematics

Institute of Geosphere Dynamics, RAS, Moscow, Russia,

s_kozlov@inbox.ru

ABSTRACT I The increase in exploration intensity in the near-Earth space (NES) and of its technogenic contamination, along with a consequent growth of space objects (SO) breakups and collisions threatening space flights turn the problem of danger estimations into an acute and urgent issue, its validity being among the most important aspects. However, in practice, due to complexities in obtaining accurate estimates caused by large initial data uncertainty, one often has to dramatically simplify calculations neglecting multiple factors of great importance. The article touches upon the problems of defining and applying the estimates of potential danger of SO breakups, danger of collisions between active spacecraft and SO, as well as describes the possible ways to make estimations more correct.

Keywords: near-Earth space, space objects, spacecraft, space breakup, collision, danger

1

О ПОДХОДАМ ОЦЕНКЕ

°АЗРУ

ьчои о й и сто

ХОБЪТкТОВ

Виталий Васильевич АДУШКИН,

доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН,

Институт динамики геосфер РАН, Москва, Россия,

adushkin@idg.chph.ras.ru

Олег Юрьевич АКСЕНОВ,

доктор технических наук, профессор,

НИИЦ ЦНИИ ВВКО МО РФ, Москва, Россия,

aks974@ya.ru

Станислав Сергеевич ВЕНИАМИНОВ,

доктор технических наук, профессор,

НИИЦ ЦНИИ ВВКО МО РФ, Москва, Россия,

sveniami@gmail.com

Станислав Иванович КОЗЛОВ,

доктор физико-математических наук,

Институт динамики геосфер РАН, Москва,

s_kozlov@inbox.ru

АННОТАЦИЯ I Рост интенсивности освоения околоземного космического пространства (ОКП) и его техногенной засоренности, а вместе с этим и степени опасности разрушений космических объектов (КО), в частности, в результате взрывов КО и столкновений действующих космических аппаратов (КА) между собой и с космическим мусором (КМ), делает все более актуальной проблему оценки этой опасности. При этом весьма важным фактором является адекватность последней. Настораживает то, что на практике, ввиду сложности получения точных оценок из-за большой степени неопределенности в исходных данных, часто приходится идти на значительное упрощение расчетов, ггбрасывая множество факторов, в том числе и существенные. В статье усматриваются некоторые проблемы формирования и использования оценок тенциальной опасности разрушений КО, опасности столкновений КА с КМ возможные пути их уточнения.

Ключевые слова: околоземное космическое пространство, космические объекты, космические аппараты, космический мусор, разрушения, столкновения, опасность

Ввиду и по мере постоянного роста интенсивности освоения околоземного космического пространства (ОКП) и его техногенной засоренности неуклонно возрастает и степень опасности разрушений космических объектов (КО) в результате их взрывов и столкновений (действующих космических аппаратов (КА) между собой, с космическим мусором (КМ) и КМ с КМ) [1], что делает все более актуальной проблему оценки этой опасности и, конечно же, адекватности последней. Строго говоря, с точки зрения безопасности космической деятельности объективно опасно как само разрушение, так и слишком упрощенный подход к оценке его опасности.

Отдельно следует рассматривать опасность столкновений действующих КА с КМ для их дальнейшего функционирования. В частности, практически общепринятым является признание опасным столкновения Международной космической станции (МКС) с КО размером более 1 см [2, 11]. Но на самом деле эта опасность зависит не столько от размера атакующей частицы, сколько от ее массы т, а еще больше от относительной скорости ее сближения с КА vотн (конкретно, от квадрата этой скорости). Более того, два этих фактора лишь частично и не напрямую характеризуют выделяющуюся при столкновении энергию Еразр , направленную на разрушение КА или какого-либо его элемента. Точнее:

Еразр.= ктУотн'

где к - коэффициент пропорциональности, зависящий от ряда конкретных обстоятельств столкновения, в частности от угла вектора скорости атакующей частицы по отношению к поверхности КА, от степени уязвимости места удара, от хрупкости и температуры плавления материала частицы и др.

Часто недооценивается опасность для космической деятельности мелкого КМ. Степень опасности мелкого КМ для действующих КА определяется не только и не столько массой отдельных его частиц, сколько их количеством и относительной скоростью их столкновения с «потенциальной жертвой» (с КА).

Ярким примером опасности столкновения с очень мелким КМ служит столкновение 22.01.2013 российского метрологического ИСЗ «Блиц» с микрочастицей КМ массой ~ 0,035 г размером ~ 3 мм при относительной скорости ~ 12,3 км/с. (В ряде источников масса микрочастицы определена < 0,08...0,1 г.) Спутник был разрушен, два осколка каталогизированы.

Кстати, плотность потока мелкого КМ в области разрушения спутника «Блиц» на 4-5 порядков превышает плотность каталогизированных КО, что говорит само за себя [2, 8].

Мелкий КМ (в первую очередь низкоорбитальный) сгорает сравнительно быстро (из-за большего, чем у крупных КО, отношения площади поверхности к массе), а наблюдается его все же постоянно много. Отсюда следует, что на самом деле его образуется гораздо больше, чем подтверждается прямыми наблюдениями. То есть нам удается пронаблюдать лишь крайне незначительную его часть (ввиду недостаточности средств, позволяющих его наблюдать, особенно на больших высотах). Этот вывод подтверждается и нашими расчетными кривыми времени орбитального существования мелких фрагментов различных размеров с учетом только влияния атмосферного торможения в периоды максимального и минимального уровней солнечной активности (влияние которой на плотность атмосферы весьма существенно) (рис. 1, 2) и данными НАСА [10] (таблица 1).

Вместе с тем эти графики наглядно показывают, насколько

радикально время орбитального существования мелкого КМ зависит от его размеров, высоты орбит и уровня солнечной активности.

Многочисленные результаты моделирования [8] показывают, что в результате столкновений КО ежегодно образуется порядка 30000000 мелких фрагментов (размером 1.2,5 мм), из которых в результате атмосферного торможения 10 % сгорает. Основной источник образования мелких фрагментов - взаимные столкновения именно некаталогизированных КО.

Вклад его в образование КМ размером 1.10 мм по крайней мере на порядок больше вклада взаимных столкновений каталогизированных КО. Например, на высоте 830 км число частиц размером меньше 2,5 мм на 4-5 порядков превышает число каталогизированных КО.

Наконец, непосредствен-

ный послеполетный лабораторный анализ длительное время экспонированных в космосе поверхностей КО, возвращенных на Землю, дает следующие неоспоримые данные о плотности потоков мелкого КМ (см. таблицу 2). К сожалению, эти чрезвычайно важные для составления представления о потоках мелкого КМ эксперименты оказалось практически возможным провести лишь на высотах приблизительно 600 км. На больших высотах существует огромный дефицит весьма востребованных измерений, не позволяющий составить подобные сводки для таких высот.

Эти данные относятся к периоду с 1980 по 1993 год. Если бы подобные эксперименты проводились в наше время, результаты оказались бы значительно более впечатляющими, поскольку бортовые детекторы ударов КМ указывают на существенный рост интенсивности таких ударов во всех орбитальных областях.

Таким образом, упомянутый общепринятый подход к оценке опасности КМ для космической

время орбитального существования мелкого км на высоте 600 км в периоды максимальной и минимальной солнечной активности

время существования мелкого км ^щт

на орбите 600 км / 1400 км в периоды максимальной и минимальной солнечной активности

ТАБЛИЦА 1. Время орбитального существования фрагментов различных размеров с учетом только атмосферного торможения. В круглых скобках - при максимуме солнечной активности, в квадратных - при минимуме [10].

Орбита 1 микрон 10 микрон 100 микрон 1 мм

200 / 200 1-1 < 1 сут. 1-1 < 1 сут. 1-1 < 1 сут. 1- < 1 сут.

200 / 1000 < 1 сут. < 1 сут. < 1 сут. (< 1 сут.) [2 сут.]

600 / 600 < 1 сут. (< 1 сут.) [4 сут.] (3 сут.) [1,5 мес.] (20 сут.) [1 год]

600 / 1400 (< 1 сут.) [9 сут.] (5 сут.) [3 мес.] (2 мес.) [2 года] (1год) [3,5 года]

ТАБЛИЦА 2. Количество ударов частиц размером порядка 100 микрон при полете КА в 50-км зоне указанной средней высоты [10]. а л €

ПРОГРАММА Средняя высота Число ударов Время эксп. (км) (лет) ■ ■■ Площ. эксп. поверхн. (м2) ■ ■ Поток (уд. на м2 в год)

LDEF 350-500 855 5,7 150 1

Solarmax 575 20 4

Mir 375 5 1,6

EuReCa 502 1080 0,9

Hubble (s. p.) 614 750 3,6

204 2

0,2 0,9

40 30

21 10

1

сравнение выхода фрагментов различных размеров в результате взрыва и сверхзвукового столкновения [9]

Столкновение Взрыв

и

и I га 1 Z

о

I

I 10 100

Масса частиц, г

ТАБЛИЦА 3. Ранжирование опасности разрушений

Fengyun-1C

Cosmos-2251

Iridium-33

Cosmos-2421

РН SPOT-1

1993 2009 790

1994 1996 625

1997 2009 790

2006 2008 419

9 СО СП 1986 805

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

случайный

случайный

случайный

случайный

13 15

14 8

15 7

16 9

17 10

РН OV2-1/LCS2 1965 1965

РН CBERS1/SACI 1999 2000

РН Nimbus-4 1970 1970

РН TES 2001 2001

USA-193 2006 2008

Cosmos-1275 1981 1981

Solwind (P78-1) 1979 1985

РН Cosmos-2227 1992 1992

РН Nimbus-6 1975 1991

РН NOAA-3 1973 1973

РН NOAA-5 1976 1977

деятельности является слишком грубым, если не сказать некорректным, и его нужно менять.

Вообще говоря, опасность столкновения КО - понятие растяжимое. Например, одно дело - опасность столкновения действующего КА с КМ для его дальнейшего функционирования. Другое - опасность столкновения КО с точки зрения дальнейшего засорения Окп. В первом случае для функционирования КА опасность представляет столкновение даже с самым мелким КМ, который из-за огромных относительных скоростей может вызвать пробоину и вообще разрушение КА и существенно повредить чувствительные рабочие поверхности (солнечные панели, оптику и т. п.). Во втором случае столкновение крупных КО неизмеримо опаснее, чем мелких, так как порождает обломки в значительно большем количестве, большей массы и кинетической энергии, что чревато заметным вкладом в потенциальное развитие каскадного эффекта.

Другой аспект проблемы касается не только столкновений КМ с действующими КА, но и вообще разрушений КО по разным причинам [3, 11]. Опасность столкновений КО и их разрушений как для космических полетов, так и для дальнейшего засорения ОКП и развития феномена Кесслера можно проиллюстрировать так называемым эффектом гранаты, состоящим в следующем: брошенная граната, если она не разорвется, может травмировать одного человека; если же граната разорвется, от ее осколков может пострадать (в том числе летально) множество людей.

Итак, обратимся к оценке опасности разрушений на орбитах для космической деятельности, в частности для космических полетов. На первый взгляд, наиболее опасны для действующих КА разрушения КО, производящие наибольшее число обломков. И это более или менее справедливо в ближайший к моменту

разрушения период времени. Однако в более отдаленной перспективе порядок в списке наиболее потенциально опасных разрушений будет меняться хотя бы потому, что в зависимости от высоты и эксцентриситета орбит материнского КО и обломков, их размеров, отношения площади их поверхности к массе, характера разлета осколков и ряда других факторов фрагменты разрушения могут и быстро сгорать в атмосфере, и долго продолжать оставаться на орбитах. Поэтому, как справедливо заметил Ф. Анц-Медор [4], более правильным критерием опасности прошлого разрушения на орбите на текущий момент времени было бы количество обломков, оставшихся на орбитах к текущему моменту времени.

В составленную по данным каталога КО СККП США таблица 3 включены 17 разрушившихся КО с наибольшим количеством образовавшихся при разрушении обломков [4, 5, 6, 11].

Итак, сначала о простых критериях опасности разрушений ¡-го КО ы. Здесь Я (ы) = Я (N1) - ранг опасности разрушения, определяемый как номер в списке, зависящий от числа фрагментов N на момент разрушения (в порядке убывания ы.), I - индекс КО. ^ (ы) = Я2 (Щ) - ранг опасности разрушений, определяемый количеством обломков остающихся на орбитах на текущий момент времени (в данном случае на январь 2016 года).

Значения Я (не только в данной таблице, но и применительно ко всему каталогу разрушений КО) остаются практически постоянными и могут изменяться лишь при появлении новых особенно мощных разрушений с образованием особенно большого числа обломков, тогда как ранг опасности разрушения Я, (определяемый более объективно, чем Я1) может существенно и быстро меняться с течением времени не только с появлением новых мощных разрушений, но и с учетом различных темпов

входа в плотную атмосферу обломков от старых разрушений. В этом отношении особенно показателен пример КА «Кос-мос-2421» (см. таблицу 3 (в ней РН -ракета-носитель)).

Вместе с тем можно наблюдать и наличие разрушений с весьма стойкими ко времени рангами опасности. Как видно из табл. 3, несмотря на существенное изменение с течением времени порядка (ранг Я2) большинства КО в ранжировании опасности их разрушений, к настоящему времени по обоим критериям (^ (N1) и Я2 (№,')) продолжают лидировать знаменитые «Фен-гюн-1С», «Космос-2251» и «Ири-диум-33», мощность разрушения и высота орбит которых преодолели влияние времени.

Таблица 3 и ранги опасности разрушений Я и Я, основаны исключительно на фактах их обнаружения и отслеживания последствий по информации СККП. Поэтому они и их динамика более объективны и информативны, чем умозрительный анализ.

Анализ таблицы 3 позволяет сделать ряд интересных и практически полезных выводов. Сравним, например, разрушения «Фенгюн-1С» и РН БРОТ-1. Казалось бы, опасность конкретного факта разрушения определяется прежде всего высотой разрушения, от которой зависит темп сгорания обломков. Однако оба указанные разрушения произошли в близких высотных диапазонах, а темп изменения их опасности резко различается. У первого разрушения ранг опасности остается стабильным (^ = Я), а у второго резко снизился - с 6 до 14. Вероятнее всего, это явилось следствием существенного влияния характера разрушения (размеров образовавшихся обломков и векторов разлета осколков).

Таблица 3 также наглядно показывает, насколько удачно (или неудачно) были выбраны орбитальные области испытаний кинетического оружия (ср.

ранги опасности разрушении Бепдуип-1С, иБА-Ш и БоМтй (Р78-1)) с точки зрения минимизации засорения ОКП.

На пути дальнейшего уточнения оценки опасности разрушения ¡-го КО можно учитывать плотность распределения объектов в орбитальной области движения рассматриваемого (¡-го) КО и среднюю относительную скорость v¡cр сближения объектов именно в этой области (насколько последнее существенно, см. ниже):

ч=N Qdv

Можно предложить следующий критерий опасности столкновения действующего КА с конкретным КО массой т при относительной скорости сближения vтuí при попадании КО в область КА, имеющую степень уязвимости ку, под углом к его поверхности ф:

W = кнорм ку кпр sin ф mvt

2

отн'

1ср

Для оценки опасности разрушения существенны также степень и характер фрагментации КО: чем мельче образовавшиеся осколки в совокупности, тем менее опасны для действующего КА последствия столкновения с ними и тем быстрее они будут оседать в плотные слои атмосферы. Однако тем больше их количество и, следовательно, тем больше вероятность вторичных столкновений в данной орбитальной области («эффект гранаты»).

Нужно также иметь в виду, что при столкновении КО образуется относительно больше мелкого КМ (как, кстати, и крупного, массой более 50 кг [1, 9]), чем при взрыве (см. рис. 3), что может быть учтено соответствующим корректирующим (нормирующим) коэффициентом.

При столкновении КА с КМ, кроме массы и относительной скорости частицы КМ, важно, в какое место КА и под каким углом к поверхности КА ударяет атакующий КО, какова плотность, хрупкость и температура плавления материала частицы и так далее.

Таким образом, опасность последствий столкновения действующего КА с КО зависит от многих факторов, и некоторые из них трудно учесть.

WS = Корм XWo n pn'

средствами наблюдения.

Для сильно засоренных неката-логизированным мелким КМ орбитальных областей можно воспользоваться следующим более простым статистически локально усредненным критерием:

WSCP = корм кусркрср q srn фСр mX,

2

ср ср

где кнорм - нормирующий коэффициент, кпр - коэффициент, учитывающий прочие факторы (плотность, хрупкость, точку плавления материала атакующего КО), если есть сведения о них.

На основе этого критерия можно построить критерий WS опасности столкновения КА с отслеживаемыми (каталогизированными) КО в данной орбитальной области 5, а также критерий WScр опасности столкновений КА с мелким КМ (его потоками), усредненный для данной орбитальной области:

норм

где п - индекс КО, рп - вероятность столкновения КА с п-м КО, а суммирование осуществляется по всем каталогизированным КО в рассматриваемой орбитальной области. Это, по определению, точное значение опасности, и очевидно, что вычисление значений некоторых его компонент проблематично, хотя и возможно с помощью различных инженерных моделей засоренности ОКП и только для известных и отслеживаемых КО.

Заметим, что точность расчета вероятности столкновений упирается в точность определения орбит, что, в свою очередь, зависит от точности и периодичности измерений положения и скорости КО. А на существенное улучшение последних в ближайшее время рассчитывать не приходится из-за определенного «штатного насыщения» обеих систем контроля космоса (российской и американской)

где vcp - средняя относительная скорость сближения потенциально сталкивающихся с данным КА объектов или их потоков в рассматриваемой орбитальной области, тср - средняя масса частицы КМ в потоке, q - плотность набегающего потока КМ. При вычислении усредненных параметров V' k„pcp> Фср можно воспользоваться средними характеристиками набегающих потоков КМ. И они будут тем точнее и определеннее, чем уже рассматриваемая орбитальная область и короче интересующий нас интервал времени. Для этого, конечно же, нужно иметь соответствующую динамическую модель КМ в данной орбитальной области с необходимыми статистическими характеристиками [7].

Поскольку в большинстве орбитальных областей есть индивидуально контролируемые КО и скопления среднеразмерно-го и мелкого КМ, учитываемого лишь статистически, естественно построить общую дифференцированную оценку потенциальной опасности столкновений КА с КМ (и КО вообще): N

Wl = WS + WSCP = кнорм (ZWan Pn

11 • n=1 \ +

+ кусркпрср q sin фср mcpvp).

Здесь первое слагаемое в правой части отвечает за индивидуально отслеживаемый (каталогизированный) КМ, а второе - за статистически учитываемые потоки мелкого КМ в данной орбитальной области.

Возможно, для более тонкой структуры оценки и необходимого согласования обоих слагае-

2

мых придется для каждого из них ввести свой норм ирующий коэффициент Корм ' = Ъ 2

В зависимости от высоты области ОКП эти показатели (как и сама опасность столкновения) могут существенно изменяться как из-за различных плотностей распределения КО в соответствующих областях, так и из-за различных скоростей сближения КО, характерных для разных высотных диапазонов ОКП. При этом оба последних параметра могут значительно различаться [1]. Так, для области низких орбит средняя относительная скорость сближения V составляет приблизительно 10 км/с (максимальная -17 км/с), на полусинхронных круговых орбитах около 4 км/с (максимальная -7,8 км/с), а на геостационарной орбите (ГСО) - 0,5 км/с (максимальная теоретически составляет 6 км/с, но это почти невероятный случай в виду того, что на ГСО все КО движутся в основном в одну сторону) [1].

Важно заметить, что типичные значения априорно рассчитываемой вероятности столкновения каталогизированных КО составляют рп = Ю-4...Ю-7. Поэтому сравнение составляющих и имеет сугубо практический

смысл для космонавтики и управляемых космических полетов в целом и может служить инструментом анализа и выработки решений об уклонении КА от столкновения с КО. Если второе слагаемое окажется соизмеримым или большим первого, то маневр уклонения от столкновения с каталогизированным КО теряет смысл (эффективность его низка) по крайней мере по двум причинам. Во-первых, он не избавляет с достаточной вероятностью от столкновения КА с КМ, и маневр ухода от столкновения с данным каталогизированным КО может с достаточно высокой вероятностью привести к столкновению с другим, ненаблюдаемым КО. Во-вторых, маневр гарантированно снижает ресурс «активной» жизни КА, возможность поддержания заданной орбиты функционирования, что означает детерминированное сокращение потенциального срока его применения.

Используя предложенный подход к оценке потенциальной опасности столкновений КО, можно построить

J

' к"

1

ш

карту опасности столкновений для различных классов КА и различных орбитальных областей в ОКП. В международной практике обычно принято деление орбитальных областей по высотам орбит. Наибольшей вероятностью столкновений характеризуется низкоорбитальная область, конкретно, диапазоны высот от 700 до 1000 км и от 1400 до 1500 км. Опасность и вероятность столкновений, конечно, коррелируют с такой характеристикой, как плотность КО в данной орбитальной области. Однако некоторые орбитальные области вносят

существенные поправки в эту корреляцию. Например, в геостационарном поясе орбит, в котором плотность КО весьма высока, вероятность столкновений и особенно их опасность довольно низки. Это объясняется общим движением КО в основном в одну сторону и малой относительной скоростью их сближения в этом поясе [7].

Для определения опасности столкновений с конкретным КА (это, например, необходимо делать при выборе нужной орбиты в конкретном проекте, а также при расчете манев-

ров уклонения КА от столкновений) можно ограничиваться довольно узкой орбитальной областью, учитывая не только высоту орбиты, но и другие ее параметры - наклонение, эксцентриситет и прочее. В этом случае исходные данные о засоренности орбитальной области будут более определенными, а результаты расчета опасности столкновений - более точными. В этом существенную помощь может оказать дальнейшее совершенствование динамических моделей техногенной засоренности ОКП.

ВЫВОДЫ

1При рассмотрении вопросов безопасности космических полетов нужно с настороженностью относиться к упрощенным оценкам опасности столкновений, например к использованию обобщенных и усредненных оценок, определению опасных КО исходя только из их размера и тому подобного.

2 Предложено в основу процедуры принятия решения об уклонении действующего КА от столкновения с КМ положить взвешенное сравнение составляющей оценки опасности, касающейся столкновения с конкретным каталогизированным КО, и статистической составляющей (учитывающей некаталогизированные популяции мелкого КМ).

3 Анализ динамики рангов опасности происшедших в прошлом разрушений КО позволяет оценить, насколько удачно были выбраны орбитальные области для проведения потенциально опасных космических экспериментов.

4 Узким местом при построении точных оценок является в первую очередь информация о плотности и динамике мелких фракций КМ. Требуется совершенствование способов и средств их наблюдения и, соответственно, моделей потоков мелкого КМ.

5 Ввиду большого дефицита измерений мелкого КМ (из-за недостатка средств наблюдения с соответствующими возможностями) и с учетом его значительной опасности для космической деятельности крайне актуально сотрудничество владельцев всех имеющихся в мире источников таких измерений. В частности, весьма полезно было бы наладить регулярный обмен каталогами КО, в первую очередь, между СККП США и РФ как наиболее содержательными.

Литература

References

1. Вениаминов С. Космический мусор - угроза человечеству. Изд. 2-е, исправл. и дополн. М.: ИКИ РАН, 2013. 207 с.

2. Adushkin V., Veniaminov S., Kozlov S., Silnikov

М. Orbital missions safety - а survey of kinetic hazards // Acta astronautica, 126 (2016). Pp. 510-516; http://dx.doi.org/10.1016/ j.actaas-tro.2015.12.053

3. Воздействие ракетно-космической техники на окружающую среду / Под ред. В. Адушкина,

С. Козлова, М. Сильникова. М.: «ГЕОС», 2016.

4. Anz-Meador, P. Top Ten Satellite Breakups Reevaluated // Orbital Debris Quarterly News. 2016. Vol. 20. I. 1&2.

5. Grego, L. A Hystory of Anti-Satellite Weapons Programs, 2006; online: Union of Concerned Scientists, http://www.ucsusa.org/global_security/ space_weapons/a-hystory-of-asat-programs.html (дата обращения 29.12.2017)

6. Kaufman, M., White, J. Navy missile hits dying spy satellite, says Pentagon // Washington Post, 21 February 2008.

7. Adushkin V., Veniaminov S., Kozlov S., et

al. Natural and technogeneous contamination of near-Earth space // Acta astronautica, 135 (2017). Pp. 6-9. http://dx.doi.org/10.1016/j. actaastro.2016.12.038

8. Назаренко А. И. Моделирование космического мусора. М.: ИКИ РАН, 2013.

9. Potter, A. Early detection of Collisional cascading // Proceedings of the 1st European Conference on Space Debris, ESA/ESOC, Darmstadt, Germany, 1993

10. McKnight, D. The Need For Wake Debris Modeling // Orbital Debris Quarterly News. 1997.

Vol. 2. I. 1. Pp. 4-5.

11. Адушкин В., Аксенов О., Вениаминов С., Козлов С. Об оценке потенциальной опасности разрушений и столкновений космических объектов // IV Международный симпозиум «Безопасность космических полетов», ЗАО «НПО СМ», СПб, 2017.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. VeniaminovS. Kosmicheskij musor - ugroza chelovechestvu. Izd. 2-e ispravl. i dopoln. M.: IKI RAN, 2013. 207 p.

2. Adushkin V., Veniaminov S., Kozlov S., Silnikov

М. Orbital missions safety - а survey of kinetic hazards // Acta astronautica, 126 (2016). Pp. 510-516; http://dx.doi.org/10.1016/ j.actaas-tro.2015.12.053

3. Vozdejstvie raketno-kosmicheskoj tekhniki na okruzhayushchuyu sredu. Pod red. V. Adushkina, S. Kozlova, M. Sil'nikova. M.: «GEOS», 2016.

4. Anz-Meador, P. Top Ten Satellite Breakups Reevaluated // Orbital Debris Quarterly News. 2016. Vol. 20. I. 1&2.

5. Grego, L. A Hystory of Anti-Satellite Weapons Programs, 2006; online: Union of Concerned Scientists, http://www.ucsusa.org/global_security/ space_weapons/a-hystory-of-asat-programs.html (Retrieval date: 29.12.2017)

6. Kaufman, M., White, J. Navy missile hits dying spy satellite, says Pentagon // Washington Post, 21 February 2008.

7. Adushkin V., Veniaminov S., Kozlov S., et

al. Natural and technogeneous contamination of near-Earth space // Acta astronautica, 135 (2017). Pp. 6-9. http://dx.doi.org/10.1016/j. actaastro.2016.12.038

8. Nazarenko A. I., Modelirovanie kosmicheskogo musora. M.: IKI RAN, 2013.

9. Potter, A. Early detection of Collisional cascading // Proceedings of the 1st European Conference on Space Debris, ESA/ESOC, Darmstadt, Germany, 1993

10. McKnight, D. The Need For Wake Debris Modeling // Orbital Debris Quarterly News. 1997.

Vol. 2. I. 1. Pp. 4-5.

11. Adushkin V., Aksenov O., Veniaminov S., KozlovS. Ob ocenke potencial'noj opasnosti raz-rushenij i stolknovenij kosmicheskih ob"ektov // IV Mezhdunarodnyj simpozium «Bezopasnost' kosmicheskih poletov», ZAO «NPO SM», SPb, 2017.

© Адушкин В. В., Аксенов О. Ю., Вениаминов С. С., Козлов С. И., 2018

История статьи:

Поступила в редакцию: 10.01.2018 Принята к публикации: 16.02.2018

Модератор: Плетнер К. В. Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования:

Адушкин В. В., Аксенов О. Ю., Вениаминов С. С., Козлов С. И. О подходах к оценке потенциальной опасности разрушений и столкновений космических объектов // Воздушно-космическая сфера. 2018. №1. С. 54-63.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.