CC BY
14
УДК 004.056.53
Сиротин И.В.
Ишкулов Э.Р. Прянишников Н.А. студенты 4 курса факультет «Телекоммуникаций и Радиотехники» ФГБОУ ВО ПГУТИ Россия, г. Самара Sirotin I.V.
Ishkulov E.R. Pryanishnikov N.A. 4th year student Faculty of " Telecommunications and Radio Engineering" Volga State University of Telecommunications and Informatics Russia, Samara КОСМИЧЕСКИЙ МУСОР, ВЛИЯНИЕ И ОПАСНОСТИ СТОЛКНОВЕНИЯ С КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ
Аннотация: В наше время пилотируемые космические корабли, космические станции, спутники стали для нас уже почти обыденным явлением. Исследование космоса является неотъемлемой частью прогресса человеческой цивилизации, но все это повлекло за собой и отрицательную сторону технологического прогресса человечества. Ежедневно люди засоряют нашу планету гигантским количеством мусора, а теперь и околоземное пространство, очищать которое гораздо сложнее и дороже.
Ключевые слова: Космический мусор, спутники, космические аппараты.
SPACE DEBRIS IMPACT RISK OF COLLISION WITH SPACECRAFT
Abstract: In our time, manned spaceships, space stations, satellites have become almost commonplace for us. Space exploration is an integral part of the progress of human civilization, but all this has led to a negative side of technological progress of mankind. Every day people litter our planet with a huge amount of garbage, and now the near-earth space, which is much more difficult and expensive to clean.
Keywords: Space debris, satellites, spacecraft.
Космический мусор охватывает как естественные, так и искусственные частицы. Естественный мусор находится на орбите вокруг солнца, в то время как большая часть искусственного мусора находится на орбите вокруг Земли. Поэтому именно искусственные частицы чаще всего называют орбитальным мусором.
Орбитальный мусор - это любой искусственный объект на орбите вокруг Земли, который вышел из строя и не несет ничего полезного
человечеству. Такой мусор включает нефункциональные космические аппараты, оставшиеся блоки от ракет-носителей, обломки спутников и космических кораблей.
Как правило, мелкий мусор представляет большую опасность по сравнению с крупными объектами. Весь крупный мусор отслеживается, но подробнее об этом в следующем пункте. Хотелось бы уделить особое внимание именно мелким осколкам, диаметр которых меньше 5 сантиметров. На орбите летает больше миллиона таких частиц и даже крошечная крапинка краски может повредить космический корабль, путешествую в космосе с большой скоростью.
«Наибольший риск для космических кораблей возникает из-за не отслеживаемого мусора» - сказал Николас Джонсон, главный учёный NASA по орбитальному мусору.
Удивительно, но с таким большим количеством орбитального мусора было достаточно мало столкновений. К сожалению, были и печальные исходы. В 1996 году был сильно поврежден французский спутник от осколков французской ракеты, взорвавшейся 10 лет назад. А, например, в 2007 году из-за противоспутникового испытания, проводимого китайцами, на орбите добавилось до 3000 орбитальных осколков.
Министерство обороны (МО) ведет высокоточный каталог с точной координацией объектов на околоземной орбите, размер которых больше 5 сантиметров. NASA и МО активно сотрудничают и разделяют обязанности по описанию окружающей среды спутника (включая орбитальный мусор). Сеть космического наблюдения МО отслеживает объекты от 5 сантиметров в диаметре на низкой околоземной орбите и объекты диаметром больше 1 метра на геосинхронной орбите. В наше время известны координаты около 15000 официальных объектов, которые все ещё находятся на орбите. Общее количество отслеживаемых объектов превышает 21000. NASA, используя комплекс специальных наземных датчиков, ведёт статистику по объектам диаметр которых меньше 10 сантиметров.
Существует несколько категорий опасности столкновения, зависящие от размеров угрозы. Например, для объектов диаметр которых больше 10 сантиметров, применяют метод маневрирования и изменения траектории полета космического корабля или спутника. Объекты, размеры которого меньше 10 сантиметров трудно отследить и пока что нету способа хорошей защиты от них. Для защиты от совсем маленьких частиц, размер которых не превышает одного сантиметра, применяются щиты. Они могут достаточно эффективно защищать космический аппарат.
У NASA есть сводка правил, которую они используют для оценки поступающей угрозы от космического мусора. Следуя этим правилам, они принимают решение о принятии мер безопасности для экипажа.
Часто используют такой прием, рисуя воображаемый прямоугольник вокруг космического аппарата. Эта коробка имеет размеры в длину и ширину по 50 километров, а в высоту 1,5 километра с кораблём в центре. Когда по предварительным расчётам космический мусор попадает в эту «коробку»,
центр управления полётам из Хьюстона и Москвы примут необходимые меры безопасности, для избегания столкновения.
Иногда столкновения можно рассчитать заранее и тогда применяют метод «debris avoidance maneuver», что в переводе означает маневр во избежание столкновения. Но чаще бывает, что данные отслеживания недостаточно точные и такой маневр не годится. В таком случае центры управления полетом могут договориться о перемещение экипажа на космический корабль «Soyuz», который используется для перевозки людей на станцию и обратно. Космический корабль «Soyuz» выступает в роли спасательной лодки для членов экипажа в случае возникновения непредвиденных ситуаций.
Маневры по предотвращению столкновения с космическим мусором применяются только в тех случаях, когда они достигают некого предела, описанного в правилах космических полетов или космических станций. Если вероятность столкновения превышает 1 из 100 000, маневр будет совершен, если не приведет к значительным изменения цели миссии космического аппарата. Если вероятность столкновения больше 1 из 10 000, маневр будет совершен, если он не приведет к дополнительному риску членов экипажа.
Маневры для избегания столкновения с космическим мусором применяются достаточно редко и могут быть спланированы за несколько часов до столкновения. За последние 10 лет было совершенно всего несколько таких маневров.
Объединенный центр по космическим операциям МО (JSpOC) ведет наблюдение и постоянно следит за состоянием всех космических аппаратов NASA в соответствии с определенным графиком (каждые 8 часов для космических аппаратов и ежедневно с понедельника по пятницу для роботизированных транспортных установок). JSpOC уведомляет NASA о комплексе характеристик, которые соответствуют установленным критериям. JSpOC дает поручения сети космического наблюдения для сбора дополнительных данных для отслеживания объектов, несущих угрозу, для повышения точности данных. NASA рассчитывает вероятность столкновения, располагая данными JSpOC, и применяет комплекс мер безопасности, для избегания столкновения.
Если маневр все же совершается, NASA предоставляет все нужные орбитальные данные космического аппарата JSpOC для внесения поправок. Этот процесс может повториться вновь, если новая запланированная орбита космического аппарата NASA будет подвержена риску столкновения с тем или иным космическим объектом.
Далеко не все люди задумываются о таких «внеземных» проблемах, но они становятся неотъемлемой частью жизни человеческой цивилизации. Нельзя закрывать глаза на загрязнение околоземной орбиты и нужно разрабатывать новые комплексы борьбы и очищения орбиты от космического мусора. Целью моей статьи было донести людям всю важность появления космического мусора и его влияния на космические аппараты. В настоящее время нету достаточно эффективных способов борьбы с космическим
мусором, а ведущие компании в области исследования космоса могут лишь избегать столкновений с ним.
Использованные источники:
1. Space Debris and Human Spacecraft [Электронный ресурс] - Режим доступа: https: //www.nasa. gov/mission_pages/station/news/orbital_debris.html
2. Космический мусор [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/kosmicheskiy-musor
3. Необходимые меры по борьбе с космическим мусором [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/neobhodimye-mery-po-borbe-s-kosmicheskim-musorom
