Ennyire veszélyes az űrhulladék? Hol kell elkezdeni a pályák tisztítását? Milyen jogi problémákat kell megoldani ehhez? Milyen projekteket kínálnak? Az "RG" tudósítója erről beszél Vladimir Agapovval, az V. I. -ről elnevezett Alkalmazott Matematikai Intézet vezető kutatójával. M. V. Keldysh, amely az Orosz Tudományos Akadémia vezető szervezete az űrszemét -problémával kapcsolatban.
Így a vezető űrhatalmak az űrszennyezés veszélyéről szóló szavakból végül úgy döntöttek, hogy nekilátnak az üzletnek. Az úttörők a japánok lesznek, akik februárban tesztelik az ilyen tisztítórendszert. De tényleg ennyire releváns? Hiszen az évek telnek, sok szó esik a szemétveszélyről, de nagy baleset nem történt emiatt. Talán hagyja repülni, és nem kell sok pénzt költenie?
Vlagyimir Agapov: Először is kitaláljuk, hogy valójában miről beszélünk. Mi az űrhulladék? Szakértők szerint több mint 650 ezer különböző, több mint egy centiméter méretű tárgy kering a Föld körül. Ebből jelenleg csak nagyokat követnek nyomon, több mint 10 centimétert, ebből körülbelül 22 ezret. A többi százezer inkognitóban, "Mr. X". De vannak még kisebbek, körülbelül egy milliméter, számukat körülbelül 3,5 millió objektumra becsülik.
A legkellemetlenebb az, hogy ez a armada folyamatosan növekszik. Már csak azért sem, mert egyre több járművet küldenek az űrbe, amelyek végül szemétté is válnak. A baj az, hogy maga a "kosz" nem passzív. Végül is a nagy sebességgel repülő töredékek ütköznek egymással, megsemmisülnek, és több száz és ezer új objektum keletkezik hosszú éveken keresztül. Nem véletlen, hogy az ISS -t és más űrhajókat egyre gyakrabban vonják ki az űrsárral való valószínű ütközésből.
De amikor az ütközések elkerüléséről beszélnek, akkor csak kellően nagy töredékekről beszélünk, amelyeket speciális lokátorok és távcsövek folyamatosan követnek. De sokkal több kis placer van a pályán, amelyet senki sem tud követni, de ami rendkívül veszélyes is. Ismeretes, hogy a leszállás után számos kritikus méretű mikrorepedést fedeztek fel számos űrhajó elülső ablakaiban, amelyek szerint az űrhajó teljes nyomásmentesítése bekövetkezhet. Mindezeket a problémákat felismerve az űrhatalmak mára drasztikusan felerősítették az űrszemét elleni küzdelemmel kapcsolatos munkájukat. Itt nem szabad vesztegetni az időt, nem szabad a helyzet szélére sodorni, amikor a probléma túlérett, és már késő lesz.
De a japánok már készen állnak arra, hogy elsőként kezdjenek takarítani …
Vlagyimir Agapov: Ez nem teljesen igaz. Ez csak a sok lehetőség egyikének teszteléséről szól. Kétségtelen, hogy fontos, de mégis, felhívni a figyelmet a problémára. Valójában, mielőtt komolyan vállalnánk a konkrét projekteket, le kell számolni az összes űrtörmeléket. Hol és mi repül, mennyire veszélyesek ezek a tárgyak. Pillanatnyilag nincs teljes képünk. Alacsony pályákon, akár háromezer kilométerre a Föld felszíne felett, a törmelék mintegy 80 százaléka "lóg", magas, és elsősorban geostacionárius helyzetben, ami körülbelül 36 ezer kilométerre van a Föld felett, és köztes elliptikus pályákon - a fennmaradó 20 százalék.
Úgy tűnik, sürgősen fel kell vennünk az alacsony pályákat, ahol oroszlánrész törmelék gyűlt össze. Másrészt azonban a geostacionárius pálya sem kevésbé fontos számunkra - elvégre jelenleg körülbelül 430 jármű működik rajta, amelyek mindegyike tíz, vagy akár több száz millió dollárba kerül. Hála nekik, van internet, műholdas TV és számos egyéb szolgáltatás. És az alacsony pályákkal ellentétben csak egy geostacionárius létezik, és nem veszíthetünk el ilyen egyedülálló természeti erőforrást.
Vagyis, mielőtt felveszi az űrtörlőt, el kell döntenie a prioritásokat?
Vlagyimir Agapov: Természetesen. És egyáltalán nem szükséges durva szennyeződéssel kezdeni. Kiderülhet, hogy ott repül, ahol nincs aktív eszköz. Jobb, ha a közeljövőben nem nyúl hozzá az ilyen töredékekhez, különösen, ha nem ütköznek egymással. De nem elég egy veszélyes csoportosítást kiemelni, már meg kell érteni benne, mi a legveszélyesebb. Vagyis építs egy prioritási fát. És csak ezután kezdjen pénzt költeni a pályák tisztítására. Ellenkező esetben a tisztítás hatása csekély lesz.
Vagy esetleg ezzel párhuzamosan az országoknak meg kell állapodniuk, hogy egyáltalán ne szemeteljenek? Megállítani a szennyezést?
Vlagyimir Agapov: Az ENSZ kezdeményezésére számos ilyen intézkedést dolgoztak ki, amelyekről különböző országok állapodtak meg. Vannak itt elég nyilvánvaló ötletek. Például, ha egy műhold vagy egy rakétafokozat bevált, akkor vagy ki kell venni őket erről a pályáról egy alacsonyabbra, ahonnan a lassítás miatt leereszkednek és felégnek a légkörben. Vagy akár megfulladni az óceánban. Ez nagy tárgyakra vonatkozik, de sokkal több apróság van elválasztva az eszközök indításakor és működés közben - mindenféle anya, csavar stb. A kézenfekvő megoldás az, hogy terveket készítünk, hogy semmi ne váljon szét.
De a szemét fő szállítója az orbitális robbanások. Az okok nagyon különbözőek. Leggyakrabban a maradék üzemanyag felrobban. A tény az, hogy a műhold pályára állítása után az üzemanyag-alkatrészek, beleértve az öngyulladóakat is, a rakétafázisban maradnak. Amíg a tartályok épek, semmi szörnyű nem történik, de ha mondjuk egy mikrometeorit áttöri a falat, akkor robbanás következik be, és a lépés ezernyi apró darabra törik szét. Ezért a repülési program befejezése után ajánlott speciális szelepeket kinyitni, hogy a maradék üzemanyagot gáz formájában lehessen leereszteni.
Milyen projekteket javasolnak ma a felhalmozódott szemét eltávolítása érdekében? Mennyire hatékony módszer a japánok tesztelése?
Vlagyimir Agapov: A japán projekt feltételezi, hogy egy speciális műhold pályára áll és elektrodinamikai vonóhálót telepít. Ez egy 300 méter hosszú, 30 centiméter széles fémháló, és a szálak vastagsága körülbelül 1 milliméter. A vonóháló pályán fog mozogni, mágneses mezőt generálva és a kis törmelék egy részét befogva. Néhány hónap múlva a "kerítőháló" a fogással a Föld mágneses mezőjének hatására megváltoztatja pályáját, és belép a légkör sűrű rétegeibe, ahol felég.
A projekt teljesen nyilvánvaló, de a kérdés az, hogy egy ilyen vonóháló sok szemetet gyűjt? Valójában az űrhajókban nem olyan sok mágnesezett anyagot használnak, elsősorban nem mágneses alumíniumötvözeteket, különféle dielektromos fóliákat és nemrégiben kompozit anyagokat. Ma sok más projektet is mérlegelnek. Például lézerek használata javasolt. De ez a lehetőség azonnal sok kérdést vet fel. Hogyan irányítsuk a fénysugarat egy kis tárgyra, amelyet senki sem lát? Nem tiszta. Azt mondják, harcolni fogunk a láthatóval. Tegyük fel, hogy lézersugarat irányítva rá, toljuk a tárgyat. De hol? Ki tudja megjósolni, hová fog repülni, ha nem ismeri a tárgy alakját, tömegét, anyagát? Egy ilyen ütközés következtében a tárgy még veszélyesebbé válhat, ütközhet valamilyen működő berendezéssel.
Véleményem szerint az egyik legérdekesebb ötlet a különböző fékrendszerek alkalmazása. Például az élettartam vége után a műhold kidob egy "vitorlát", "ejtőernyőt" vagy egyszerűen egy nagy ballont, amelyet gázzal fújnak fel. Ennek eredményeként a teljes szerkezet területe meredeken növekszik, ami nagymértékben gátolja. A készülék gyorsan csökkenti a repülési magasságot, belép a légkör sűrű rétegeibe és felgyullad.
A sci -fi filmekben már régóta különféle manipulátorok működnek pályákon, amelyek eltávolítják és telepítik a műholdakat és egyéb berendezéseket. Vannak ilyen projektek a tudósok portfóliójában?
Vlagyimir Agapov: Természetesen. De technikailag talán a legnehezebbek. Hiszen egy nagy szeméttárgy tömege akár több tonna is lehet, és összetett módon forog, nem irányítható. Óriási lendülete van. Hogyan lehet rögzíteni, és nem pusztítani sem a manipulátort, sem magát az űrhajót, amelyre a manipulátor telepítve van? Itt összetett technikai problémákat kell megoldani.
3,5 millió különböző űrszemét kering a Föld körül
De a tisztán tudományos és technikai problémákon kívül vannak más problémák is. Végül is így nemcsak a szemetet, hanem más emberek űrhajóit is eltávolíthatja, még a működőket is. Vagyis lényegében kettős felhasználású rendszerekről van szó - polgári és katonai. Ezért fontos jogi aspektusa van az űrszemét elleni küzdelemnek. Egyrészt az űrszemét kering a pályán, másrészt még a lejárt "halott" tárgyak is valakinek a tulajdonában vannak. És az egyik ország kísérlete, még a legjobb szándék ellenére is, hogy eltávolítsa valaki más tárgyát, nagyon súlyos konfliktusokhoz vezethet. Ez azt jelenti, hogy az ilyen műveleteket minden résztvevővel összehangoltan kell végrehajtani, nehogy további kockázatok merüljenek fel. A világközösség ma ezeken a kérdéseken dolgozik, mert mindenki megérti, hogy bármilyen hirtelen mozdulat mindenki számára kellemetlen következményekhez vezethet. Egyébként még akkor is, ha hirtelen abbahagyjuk az űrrepülést, a törmelék mennyisége továbbra is növekedni fog. A becslések azt mutatják, hogy csak a már repülő töredékek kölcsönös ütközése miatt 20-30 év múlva a törmelék növekedése meghaladja annak veszteségét, ami a légkör felső részében bekövetkező lassulás és a keringés természetes folyamatai miatt következik be.
referencia
Ma a pályán lévő űrszemét össztömege körülbelül 6700 tonna. Sűrűsége 800-1000 kilométeres magasságban elérte a kritikus szintet. A vele való ütközés miatt az űrhajó 10-15 éves időszakra történő elvesztésének valószínűsége már nagyobb, mint annak valószínűsége, hogy a fedélzeti rendszerek meghibásodása miatt elveszít egy űrhajót. Két nagy tárgy ütközésének valószínűsége alacsony pályán 15 év alatt egy eseménynek számít. Még 10 évvel ezelőtt ez a szám négyszer alacsonyabb.
