Resturile spațiale se referă la toate obiectele artificiale și resturile de la ele în spațiu care sunt deja în stare de funcționare, nu funcționează și nu mai pot servi niciodată niciunui scop util, dar sunt un factor periculos care influențează funcționarea navelor spațiale , în special a celor cu echipaj . În unele cazuri, obiectele mari de resturi spațiale sau cele care conțin materiale periculoase (nucleare, toxice etc. ) la bord pot reprezenta, de asemenea, un pericol direct pentru Pământ - cu deorbita lor necontrolată , arderea incompletă la trecerea prin straturile dense ale atmosferei terestre. și resturi care cad pe așezări, instalații industriale, comunicații de transport etc.
Problema înfundarii spațiului din apropierea Pământului cu „deșeuri spațiale” ca una pur teoretică a apărut în esență imediat după lansarea primilor sateliți artificiali ai Pământului (AES) la sfârșitul anilor '50 . Acesta și-a primit statutul oficial la nivel internațional după raportul Secretarului General al ONU intitulat „Impactul activităților din spațiul cosmic asupra mediului” din 10 decembrie 1993 , unde s-a remarcat mai ales că problema are un caracter internațional, global. : nu există contaminare a spațiului național apropiat de Pământ, există o contaminare a spațiului spațial al Pământului, afectând în mod egal negativ toate țările.
Necesitatea măsurilor de reducere a intensității poluării spațiale tehnologice devine clară atunci când se analizează posibile scenarii pentru explorarea spațiului în viitor. Există un așa-numit „efect de cascadă”, care pe termen mediu poate apărea din ciocnirea reciprocă a obiectelor și particulelor de „deșeuri spațiale”. Atunci când se extrapolează condițiile existente de reziduuri în orbitele joase ale Pământului (LEO), chiar și luând în considerare măsurile de reducere a numărului de explozii orbitale în viitor (42% din toate resturile spațiale) și alte măsuri de reducere a resturilor produse de om, acest efect poate duce la o creștere catastrofală a numărului de obiecte pe termen lung.resturi orbitale în LEO și, ca urmare, la imposibilitatea practică a explorării spațiale ulterioare . Se presupune că „după 2055 procesul de auto-reproducere a rămășițelor activității spațiale umane va deveni o problemă serioasă” [1] .
Începând cu 2021, la toate altitudinile spațiului apropiat Pământului (NES; spațiul delimitat de o sferă a cărei rază este egală cu distanța medie de la Pământ la Lună (380 mii km)) existau 130 de milioane de obiecte 0,1–1 cm.Din acestea, 20 de milioane - pe orbita joasă a Pământului (LEO) la altitudini de până la 2000 km. Numărul de obiecte cu dimensiunea de 1–10 cm la toate înălțimile a fost de 900.000, iar în LEO 500.000. Numărul de obiecte cu dimensiunea de peste 10 cm a fost de 34.000 în NEO, dintre care 23.000 în LEO [2]
Doar o mică parte dintre ele (aproximativ 10%) a fost detectată, urmărită și catalogată folosind radare de la sol și mijloace optice. De exemplu, în 2013, catalogul US Strategic Command conținea 16.600 de obiecte (în mare parte mai mari de 10 cm [3] ), dintre care majoritatea au fost create de URSS , SUA și China [4] [5] . Catalogul rusesc, GIAC ASPOS OKP ( TsNIIMash ), conținea în august 2014 15,8 mii de obiecte de resturi spațiale [6] , iar în total erau peste 17,1 mii de obiecte pe orbite apropiate de Pământ (inclusiv sateliți activi), o coliziune cu oricare dintre ceea ce va duce la distrugerea completă a navei spațiale (SC) [7] .
Aproximativ 6% dintre obiectele urmărite sunt active; aproximativ 22% dintre obiecte au încetat să mai funcționeze; 17% sunt trepte superioare uzate și etapele superioare ale vehiculelor de lansare , iar aproximativ 55% sunt deșeuri, elemente tehnologice asociate lansărilor și fragmente de explozii și fragmentare.
Majoritatea acestor obiecte se află pe orbite cu înclinare mare, ale căror planuri se intersectează, astfel încât viteza relativă medie a trecerii lor reciproce este de aproximativ 10 km/s . Datorită depozitului uriaș de energie cinetică, o coliziune a oricăruia dintre aceste obiecte cu o navă spațială activă îl poate deteriora sau chiar îl poate dezactiva. Un exemplu este primul caz de coliziune a sateliților artificiali: Kosmos-2251 și Iridium 33 , care a avut loc pe 10 februarie 2009; ca urmare, ambii sateliți s-au prăbușit complet, formând peste 600 de resturi.
Zonele de orbite din jurul Pământului care sunt cel mai des folosite pentru operarea navelor spațiale sunt cele mai înfundate. Acestea sunt LEO, orbită geostaționară (GSO) și orbite sincrone cu soare (SSO).
Există diverse estimări ale „contribuției” principalelor țări care împrăștie spațiu. În special, într-unul dintre rapoartele de la conferința privind explorarea spațiului Glex-2021 (Sankt Petersburg, 14-18 iunie 2021), au fost oferite două opțiuni pentru astfel de evaluări. Potrivit unuia dintre ei, contribuția Chinei este de 40%, SUA - 25,5%, Rusia - 25,5%, alte țări - 7%. Conform celei de-a doua opțiuni, Rusia reprezintă 39,7%, SUA 28,9%, iar China 22,8% [2] (ambele calcule au fost făcute fără a ține cont de cazul testării unei antirachete rusești în 2021).
Practic, nu există măsuri eficiente de protecție împotriva resturilor spațiale mai mari de 1 cm în diametru (în orbite joase și medii) [8] , cu toate acestea, deja în timpul creării Mir , ISS și stațiile orbitale din seria Tiangong , corpurile lor au fost realizat multistrat, astfel incat in cazul loviturilor sa devina armura "anti-gunoi".
Măsuri practice eficiente pentru distrugerea resturilor spațiale pe orbite de peste 600 km (unde efectul de curățare al frânării asupra atmosferei nu afectează) nu au fost încă dezvoltate la nivelul actual al dezvoltării tehnice a omenirii. Deși un număr de alții au luat în considerare, de exemplu, proiecte de satelit care vaporizează resturile cu un fascicul laser puternic [9] sau își schimbă orbita cu fascicule de ioni [10] [11] (cum ar fi proiectată nava spațială rusă „ Lichidator ”), care ar trebui încetiniți deșeurile pentru intrarea lor în atmosferă cu ardere parțială sau completă în ea sau, în cazul dispozitivelor aflate pe orbită geostaționară, duceți-le pe o orbită de eliminare, sau lasere terestre [12] [13] [14] ( Mătură cu laser ) sau un dispozitiv care va colecta gunoiul pentru procesarea lui ulterioară. În același timp, urgența sarcinii de asigurare a siguranței zborurilor spațiale în condițiile poluării tehnologice a spațiului apropiat de Pământ (NES) și reducerea pericolului pentru obiectele de pe Pământ în timpul intrării necontrolate a obiectelor spațiale în straturile dense. a atmosferei și căderea lor pe Pământ crește rapid.
Cooperarea internațională pentru rezolvarea problemei „deșeurilor spațiale” se dezvoltă în următoarele domenii prioritare:
Comisia Federală de Comunicații din SUA (FCC) cere companiilor care lansează sateliți pe orbită joasă a Pământului să le elimine în termen de 25 de ani de la sfârșitul misiunii; în 2022, au fost introduse noi reguli care impun ca acestea să fie eliminate în termen de 5 ani [15] .
În 2002, Comitetul Inter-Agenție pentru Deșeuri Spațiale a înaintat propuneri și a dezvoltat linii directoare care ar contribui la prevenirea deșeurilor pe orbită. . O serie de studii au arătat că aproximativ cinci obiecte mari pe an trebuie îndepărtate pentru a evita o creștere constantă a cantității de resturi din cauza coliziunilor și exploziilor ulterioare. . Tehnologiile Active Debris Remediation (ADR)
sunt acum introduse în unele țări . În 2020, Agenția Spațială Europeană a comandat prima misiune activă de îndepărtare a resturilor spațiale în cadrul programului Clean Space pentru a deorbita adaptorul Vespa (adaptorul secundar pentru încărcătura utilă al rachetei ușoare Vega lansat în spațiu în 2013). Japonia implementează mai multe proiecte simultan pentru a dezvolta tehnologii pentru diverse misiuni ADR [2] .
Deoarece nu au fost găsite încă metode viabile din punct de vedere economic de curățare a resturilor spațiale din spațiu, accentul în viitorul apropiat va fi pus pe măsurile de control care exclud formarea de resturi: prevenirea exploziilor orbitale care însoțesc zborul elementelor tehnologice, eliminarea uzată. nave spațiale pe orbite de eliminare , frânare împotriva atmosferei etc.
Există multe instrumente pentru monitorizarea orbitelor din apropierea Pământului pentru a căuta obiecte pe el. Ele pot fi împărțite în radar și optice. Detectarea obiectelor orbitale poate fi, de asemenea, o funcție suplimentară a instrumentelor universale de explorare a spațiului sau a sistemelor de apărare. Există, de asemenea, o serie de instrumente specializate. În URSS și SUA , au fost create instrumente puternice pentru urmărirea spațiului cosmic. O serie de instrumente specializate există și în Europa și în alte țări. Există, de asemenea, o serie de programe naționale pentru urmărirea obiectelor din apropierea Pământului și combaterea resturilor spațiale. A fost creat un Comitet de coordonare inter-agenții pentru deșeurile spațiale pentru a-și coordona activitățile .
În Uniunea Sovietică , a fost creat Sistemul de control al spațiului , care și astăzi menține un catalog de obiecte orbitale bazat pe date de la sistemele de avertizare timpurie și stațiile de observare specializate pentru spațiul din apropierea Pământului. Deșeurile spațiale au început să fie tratate în 1985 la Ministerul Apărării și la Academia de Științe a țării. Încă din 1990, au fost obținute primele estimări practice și a fost dezvoltat un model matematic al contaminării spațiului apropiat Pământului. În 1992, pentru prima dată în țară, a fost creat un proiect de date inițiale standard (SID) pentru a sprijini lucrările de creare a vehiculelor orbitale spațiale.
Programul spațial federal al Rusiei pentru 2016-2025 include crearea până în 2025 a unui „curățător” de gunoi de pe orbitele geostaționare (în care se află până la 1000 de obiecte neoperaționale în 2014). Este planificat ca în termen de șase luni fiecare „ Lichidator ” să transfere până la 10 obiecte în orbita funerară [7] .
Începând cu 2015, conform datelor sistemului de avertizare rusesc despre situații periculoase, există peste 17.000 de obiecte spațiale de origine artificială în spațiul apropiat Pământului . Dintre acestea, 1.336 sunt active , restul sunt resturi spațiale [16] .
Pe lângă sistemele de avertizare timpurie, căutarea și identificarea obiectelor orbitale este efectuată de complexul specializat de recunoaștere radio-optică Krona pentru obiecte spațiale , precum și de stația de observare optică Arkhyz , Centrul Optical și Laser G. S. Titov Altai și Okno complex optic-electronic .
În Statele Unite, existau multe programe de monitorizare a spațiului din apropierea Pământului, atât militar, cât și civil, de exemplu, Project Space Track , Space Defense Center , Space Detection and Tracking System . Oficiul NASA Orbital Debris Program este cel mai apropiat de subiectul deșeurilor spațiale . Ca parte a muncii lor, au fost create multe instrumente, inclusiv cele specializate. De exemplu, NASA Orbital Debris Observatory , Large Zenith Telescope și altele.
Rețeaua de Supraveghere Spațială a Statelor Unite este un serviciu activ creat pentru a urmări traiectoriile obiectelor pe orbita Pământului. Obiecte urmărite cu un diametru de câțiva centimetri.
Sub auspiciile Agenției Spațiale Europene funcționează o serie de instrumente de monitorizare a spațiului din apropierea Pământului. Cum ar fi ESA Space Debris Telescope , TIRA (System) , EISCAT .
În general, problema deșeurilor spațiale, ca orice problemă complexă și urgentă, are mai multe dimensiuni: științifice, tehnice, juridice, de mediu etc. În ciuda faptului că această temă atrage atenția multor centre naționale de cercetare, agenții spațiale și este periodic discutate cu diferite grade de profunzime în numeroase comitete și comisii ale organizațiilor internaționale precum Federația Internațională de Astronautică (IAF), Comitetul pentru Explorare Spațială a Consiliului Internațional al Uniunilor Științifice (COSPAR), Uniunea Internațională de Telecomunicații (ITU), Institutul Internațional al Spațiului Drept (CIJ) și altele, se pare că, recent, activitatea coordonată comună a două organisme internaționale în dimensiunile „tehnice” și „politice și juridice” ale acestei probleme a adus înțelegerea acesteia la un nivel calitativ nou. Acestea sunt Comitetul de coordonare inter-agenții pentru deșeuri spațiale și Subcomitetul științific și tehnic al Comitetului Națiunilor Unite pentru utilizările pașnice ale spațiului cosmic (STCS UN COPUOS).
Comitetul de coordonare inter-agenții a deșeurilor spațiale ( IADC a fost înființat în 1993 și este un forum interguvernamental pentru coordonarea activităților de cercetare legate de resturile orbitale. Este format din agențiile spațiale din Italia, Franța, China, Canada, Germania, India, Japonia, Coreea de Sud, SUA, Rusia, Ucraina, Marea Britanie, precum și Agenția Spațială Europeană. Scopul principal al comitetului este schimbul de informații între agențiile spațiale membre cu privire la studiul deșeurilor spațiale [2] .
În 1983, un mic grăunte de nisip (aproximativ 0,2 mm în diametru) a lăsat o fisură gravă în hubloul navetei (o adâncitură de aproximativ 0,4 mm în diametru). [17] În total, pe geamuri au fost găsite peste 170 de urme de coliziune în timpul zborurilor cu navetă și au fost necesare peste 70 de înlocuiri de ferestre între zboruri [18] .
În iulie 1996, la o altitudine de aproximativ 660 km, un satelit francez s-a ciocnit cu un fragment din a treia etapă a rachetei franceze Arian . [19]
29 martie 2006 la 03:41 ( MSK ) satelitul Express-AM11 s-a prăbușit : ca urmare a influenței externe , circuitul lichid al sistemului de control termic a fost depresurizat ; nava spațială a primit un impuls dinamic semnificativ , și-a pierdut orientarea în spațiu și a început o rotație necontrolată . [20] Potrivit datelor preliminare, cauza accidentului a fost „deșeuri spațiale”. Concluziile comisiei au confirmat versiunea inițială a celor întâmplate [21] .
La 10 februarie 2009, un satelit comercial al companiei americane de comunicații prin satelit Iridium , lansat pe orbită în 1997 , a intrat în coliziune cu satelitul de comunicații militar rus Kosmos-2251 , lansat în 1993 și dezafectat în 1995 .
Pe 9 septembrie 2020, în mass- media au apărut informații că satelitul de comunicații rusesc Express-80 a fost avariat ca urmare a unei posibile coliziuni cu resturi spațiale în timpul inserției finale de la un geotransfer pe orbita geostaționară [22] [23] .
Atunci când un satelit se ciocnește cu resturi, deseori se formează noi resturi (așa-numitul sindrom Kessler ), ceea ce duce la o creștere necontrolată a resturilor spațiale. Conform modelelor NASA , pe orbita joasă a Pământului (altitudine 200-2000 km) din 2007 au existat suficiente resturi mari și sateliți pentru a declanșa acest sindrom. Conform calculelor, în medie la fiecare cinci ani vor avea loc coliziuni majore, chiar și cu o oprire completă a lansărilor în spațiu, iar cantitatea de resturi va crește [24] .
Din 1968 până în 1985 , SUA și URSS au testat arme anti-satelit . Până în 1990, aproximativ 7% din gunoiul urmărit a fost generat din 12 astfel de teste [18] .
La 11 ianuarie 2007 , la o altitudine de 865 km, o rachetă anti-satelit chineză a distrus satelitul chinez expirat Fengyun-1C , ciocnindu-se de acesta pe un curs frontal. Ca urmare, au apărut multe resturi noi. Rețeaua de Supraveghere Spațială din SUA a reușit să catalogheze aproximativ 2,8 mii dintre ele, crescând catalogul de resturi mari de pe orbitele joase ale Pământului la 7 mii [25] [26] . În 2017, nava spațială militară rusă Kosmos-2504 a zburat la mai puțin de un kilometru de aceste resturi [27] [28] .
Pe 20 februarie 2008 , la o altitudine de 250 km, o rachetă americană SM-3 a distrus un satelit spion american defect , cu aproximativ 400 kg de hidrazină otrăvitoare în rezervoare (și tot din cauza pericolului de declasificare). Datorită altitudinii scăzute a orbitei, cele mai multe dintre fragmente au intrat cel mai probabil în atmosferă relativ repede.
Pe 10 februarie 2009, la o altitudine de aproximativ 790 de kilometri deasupra părții de nord a Siberiei , a fost înregistrat primul caz de coliziune a doi sateliți artificiali în spațiu. Satelitul de comunicații Kosmos-2251 , lansat în 1993 și dezafectat, a intrat în coliziune cu un satelit comercial al companiei americane de comunicații prin satelit Iridium . În urma coliziunii, s-au format aproximativ 600 de fragmente mari, dintre care majoritatea vor rămâne pe orbita lor anterioară [29] [30] . Serviciile americane au reușit să catalogeze aproximativ 1,8 mii de fragmente [26] .
Pe 28 februarie 2018, etapa superioară Transtage SSN (Space Surveillance Network) #3692 a rachetei Titan IIIC ( NSSDC_ID 1969-013B) sa prăbușit. Ca urmare, 61 de noi obiecte de resturi spațiale au fost adăugate pe orbite de geotransfer (23-53 mii km) [31] .
La 30 august 2018, treapta superioară a SSN Centaurus #40209 a rachetei Atlas-5 (NSSDC_ID 2014-055B) s-a prăbușit. Ca urmare, au apărut 491 de noi obiecte de resturi spațiale, cantitatea de resturi din orbitele de geotransfer (5270-43240 km) a crescut imediat cu un sfert [32] .
Pe 15 noiembrie 2021, în timpul testelor sistemului antirachetă rusesc (probabil A-235 ), un satelit inactiv de informații electronice și electronice Kosmos -1408 de tip Tselina-D , lansat de Uniunea Sovietică în 1982, a fost distrus. Rezultatul a fost un flux de resturi spațiale care reprezenta o probabilă amenințare pentru Stația Spațială Internațională [33] [34] . La a doua și a treia trecere prin câmpul de moloz, echipajul ISS s-a refugiat în nave spațiale pentru a se putea întoarce rapid pe Pământ în cazul unei coliziuni de moloz cu stația [35] . Resturile rezultate reprezintă, de asemenea, un pericol pentru alți sateliți aflați pe orbita joasă a Pământului [36] . Numărul de resturi urmărite este de aproximativ 1500.
Obiectele mari de pe orbitele joase ale Pământului încetinesc treptat și intră în atmosferă după ceva timp. Unele dintre fragmentele lor ajung la suprafața planetei. [37] Obiectele mici de resturi spațiale cad în straturile dense ale atmosferei aproape zilnic, obiecte mai mari de câteva ori pe lună. Potrivit lui Nicholas Johnson (NASA), aproape în fiecare an fragmente individuale de sateliți sau rachete ajung la suprafață [38] [39] .
Pe 13 noiembrie 2015, unul dintre fragmentele de rachetă care au participat anterior la programul lunar a căzut . Un fragment de 1-2 metri în dimensiune și cu o densitate de 0,1 g / cm³ a intrat în atmosferă în Oceanul Indian, la aproximativ 60 de kilometri de coasta Sri Lanka . Potrivit unor opinii, acesta a fost primul caz înregistrat de resturi spațiale care s-au întors pe Pământ de pe o orbită eliptică înaltă , al cărui apogeu este de aproximativ 2 ori distanța de la Lună la Pământ. [40] [41] [42] . Obiectul WT1190F a intrat în atmosfera Pământului pe 13 noiembrie, unde a ars în siguranță [43]
Istoricii științei subliniază că unele obiecte aflate pe orbită considerate ca resturi sunt probabil de interes pentru viitorii arheologi spațiali și, prin urmare, ar trebui conservate [44] . În același timp, pe scara de timp cosmologică , majoritatea acestor resturi vor părăsi relativ rapid (în mii de ani [45] ) orbita planetei.
![]() | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |
Poluare | |
---|---|
poluanti | |
Poluarea aerului |
|
Poluarea apei |
|
Poluare a solului | |
Ecologia radiațiilor |
|
Alte tipuri de poluare | |
Măsuri de prevenire a poluării | |
Tratate interstatale | |
Vezi si |
|