Научная статья на тему 'Методы борьбы с космическим мусором'

Методы борьбы с космическим мусором Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
2199
257
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Слепченко Е.А., Чулкин А.Л., Тасейко О.В.

Рассмотрена проблема загрязнения околоземного космического пространства. Проанализированы основные причины увеличения космического мусора. Охарактеризованы основные подходы, предлагаемые мировым сообществом для решения данной проблемы.

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.

Текст научной работы на тему «Методы борьбы с космическим мусором»

Секция «Экологияпромышленности»

После анализа результатов измерений стало понятно, что в настоящее время аэропорт Емельяново превышает допустимый уровень шума. А документы ГОСТ 22283-88 «Шум авиационный. Допустимые уровни шума на территории жилой застройки и методы его измерения» и СН 2.2.4/2.18.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях, общественных зданий и на территории жилой застройки» нуждаются в доработке. С помощью изменения угла глиссады можно понижать уровень шума самолетов путем повышения

высоты снижения самолета и увеличения расстояния прохождения до земли, что усилит затухание звука.

Библиографические ссылки

1. Аксёнов И. А. Транспорт и охрана окружающей среды. М. : Транспорт, 1987.

2. Авиационная акустика / под ред. А. Г. Мунина. Ч. 1-2. М., 1996.

© Семенов Р. Р., Бабурин А. А., 2014

УДК 502.55

Е. А. Слепченко, А. Л. Чулкин Научный руководитель - О. В. Тасейко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МЕТОДЫ БОРЬБЫ С КОСМИЧЕСКИМ МУСОРОМ

Рассмотрена проблема загрязнения околоземного космического пространства. Проанализированы основные причины увеличения космического мусора. Охарактеризованы основные подходы, предлагаемые мировым сообществом для решения данной проблемы.

В 1957 году Советский Союз запустил в космос первый искусственный спутник Земли, открыв тем самым новую эру в истории человечества - эру освоения космоса. За прошедшие с тех поре более чем 50 лет человек отправил в космос огромное количество разнообразных спутников, ракет, научных станций. Все это вело к планомерному загрязнению космического пространства вокруг нашей планеты. Размер мусорных фрагментов достаточно широко варьируется: от микрочастиц до размеров школьного автобуса. То же самое можно сказать и по массе данного мусора. Все эти объекты перемещаются в космосе на разных орбитах и с разными скоростями. При этом в случае столкновения таких частей космического мусора друг с другом или с каким-либо спутником, движущимися в противоположных направлениях, их скорость может достигать 50 тыс. км/ч.

Космические аппараты выходят из строя каждый год с завидной регулярностью, результатом этого является то, что на орбите Земли количество мусора возрастает ежегодно на 4 %. В настоящее время на земной орбите вращается до 150 тысяч различных объектов, имеющих размеры от 1 до 10 см, частиц же, размеры которых менее 1 см в диаметре - просто миллионы. При этом, если на низких орбитах до 400 км, космический мусор тормозится верхними слоями атмосферы планеты и через определенное время падает на Землю, то на геостационарных орбитах он может находиться бесконечно долгое количество времени.

Свой вклад в дело увеличения космического мусора вносят разгонные блоки ракет, при помощи которых на орбиту Земли выводятся спутники. В их баках продолжает оставаться около 5-10 % топлива, которое весьма летуче и легко превращается в пар, что часто приводит к достаточно мощным взрывам. За последние несколько лет в околоземном пространстве

было отмечено порядка 182 подобных взрывов. Сегодня в мире уже есть первые жертвы космического мусора.

Так в июле 1996 года на высоте примерно в 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом 3-й ступени французской же ракеты-носителя Arian, которая была запущена в космос гораздо раньше. Относительная скорость в момент столкновения составляла порядка 15 км/с или 50 тыс. км/ч.

Понимая это, Джонатан Миссель разработал совместно с коллегами систему под названием TAMU Space Sweeper со спутником Sling-Sat (спутник-праща) оснащена специальными настраиваемыми «руками». Такой спутник после своего сближения с космическим мусором захватывает его специальным манипулятором. При этом по причине разных векторов движения Sling-Sat начинает закручивать, но благодаря регулируемому наклону и длине «рук» данный маневр является полностью контролируемым, что позволяет, вращаясь наподобие футбольного мяча, осмысленно менять собственную траекторию, отправляя «спутник-пращу» навстречу следующим кускам космического мусора.

В тот момент, когда спутник оказывается на траектории движения к второму космическому объекту, первый элемент космического мусора будет отпущен им во время вращения под таким углом, чтобы образец космического мусора гарантировано врежется в атмосферу нашей планеты, сгорев в ней.

Проведенное компьютерное моделирование показывает, что предложенная схема обладает высокой теоретической топливной эффективностью. И это понятно: в случае со «спутником-пращей» энергию предполагается брать от достаточно давно уже разогнанных до 1-й космической скорости кусков спутников и ракет, а не из топлива, которое бы доставлять с Земли.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

И на данный момент в мире присутствует ещё 6 предложений, которые могут решить проблему космического загрязнения орбиты.

1. Миссия DeOrbit, которая была предложена в начале 2014 года. В ее ходе будет вестись поиск мусора на полярной орбите на высоте от 800 до 1 000 километров. Европейское космическое агентство разрабатывает несколько видов «механизмов захвата», чтобы подобрать мусор, например, сети, гарпуны, роботизированные конечности и щупальца.

2. CleanSpaceOne, швейцарский вариант, должен быть запущен в 2018 году и станет модифицированной версией аэробуса A300. Спутник Swiss Space Systems затем встретится со списанным наноспутни-ком SwissCube, чтобы вывести его с орбиты.

3. Японское аэрокосмическое агентство предлагает использовать электродинамический невод, который мог бы замедлить скорость спутников или космических обломков. Замедление скорости позволило бы спутникам упасть на Землю, в атмосфере которой они просто бы сгорели. Спутник, который станет частью системы с неводом, будет запущен уже в этом году, а невод - в 2015-м.

4. Британское предложение под названием CubeSail будет использовать тягу солнечного паруса

для вывода космического мусора на более низкую орбиту.

5. Метод, который назвали Space Debris Elimination (Воздушные взрывы), будет запускать спутники на низкую орбиту с помощью воздушных взрывов в атмосфере. Дизайн будет использовать воздушный шар или самолет, способный летать в разреженной атмосфере, которые будут создавать воздушные взрывы, чего, согласно исследованиям в начале 2012 года, достаточно, чтобы сбить с пути низкоорбитальный космический мусор.

6. Сеть наноспутников, связанных электропроводной сетью, длиной в 3 километра, может сбивать спутники вниз по мере прохождения через магнитное поле Земли (поскольку возникает напряжение). Electro Dynamic Debris Eliminator, работающий на солнечных батареях и предложенный Star Technology и Research, может за десять лет избавить нас от всех крупных кусков мусора на низкой земной орбите. Однако затейщикам нужно больше средств, чтобы воплотить свой замысел в жизнь.

© Слепченко Е. А., Чулкин А. Л., 2014

УДК 502.52

А. С. Халяк Научный руководитель - О. В. Тасейко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВЛИЯНИЕ ЭЛЬ-НИНЬО НА ГЛОБАЛЬНЫЙ КЛИМАТ

Изучено явление Эль-Ниньо, наиболее характерные признаки его появления, частота возникновения. Рассмотрено влияние этого явления на климат различных регионов, на здоровье людей на разных континентах. Проанализированы прогнозы возможных проявлений Эль-Ниньо в ближайшем будущем.

Загадочное исчезновение цивилизации индейцев майя в Центральной Америке могло быть вызвано сильными климатическими изменениями.

Ученые пытались установить, почему на рубеже IX и X веков нашей эры на противоположных концах земли практически одновременно прекратили существование две крупнейшие цивилизации того времени: индейцы майя и китайская династия Тан, вслед за которым последовал период междоусобных распрей.

Обе цивилизации находились в муссонных регионах, увлажнение которых зависит от сезонного выпадения осадков. Наступившая засуха и последовавший за ней голод привели к закату этих цивилизаций, полагают исследователи. Они связывают эти климатические изменения с природным феноменом «Эль-Ниньо».

Процесс образования «Эль-Ниньо»

Первое упоминание термина «Эль-Ниньо» относится к 1892 г., когда капитан Камило Каррило сообщил на конгрессе Географического Общества в Лиме, что Перуанские моряки назвали теплое северное течение «Эль-Ниньо», что значит «маленький мальчик», «мла-

денец», в честь рождения младенца Иисуса, так как «Эль-Ниньо» наиболее заметно в период Рождества.

Феномен Эль-Ниньо заключается в резком повышении температуры (на 5-9 гр. С) поверхностного слоя воды на востоке Тихого океана на площади порядка 107 км2.

Процессы формирования следующий. В обычных погодных условиях теплые воды океана удерживаются восточными ветрами - пассатами в тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический теплый бассейн (ТТБ). Его глубина достигает 100-200 метров. Формирование такого огромного резервуара тепла - главное необходимое условие перехода к режиму феномена Эль-Ниньо. По неизвестным пока причинам с интервалом в 3-7 лет пассаты ослабевают, нарушается баланс, и теплые воды западного бассейна устремляются на восток, создавая одно из самых сильных теплых течений в Мировом океане. На огромной площади на востоке Тихого океана происходит резкое повышение температуры поверхностного слоя океана. Это и есть наступление фазы Эль-Ниньо.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.