Уже в конце ХХ века проблема «космического мусора» стала одной из доминирующих в деятельности ведущих космических агентств мира. Огромное внимание уделяют ей и в Украине. Ученые государственного предприятия «Конструкторское бюро «Южное» имени М. К. Янгеля» (КБ «Южное», Днепропетровск) работают над различными проектами по созданию систем и средств сбора обломков спутников и других космических аппаратов, бесцельно кружащих по дальним и ближним орбитам.

Свалка на орбите

Обострение проблемы засорения космического пространства привело к созданию Межагентского координационного комитета по космическому мусору (IADC). В Комитет входят национальные космические агентства США, Великобритании, Франции, Германии, Италии, России, Украины, Китая, Индии, Японии и других стран. Опираясь на информацию, полученную от России и США, которые обладают необходимыми средствами контроля и слежения за объектами в космосе, а также на основании расчетных данных, ученые, входящие в состав Комитета, определили, что после 2055 года концентрация космического мусора может превысить допустимый порог.

Это приведёт к так называемому каскадному эффекту, когда столкновения начнутся внутри «мусорных потоков» и вследствие ударов друг о друга станут появляться всё новые и новые, более мелкие неконтролируемые частицы. Катастрофический рост орбитального мусора на низких околоземных орбитах сделает невозможным дальнейшее освоение космоса.

В 2005 году IADC принял решение, которым ограничил пребывание космических аппаратов в космосе 25-летним сроком. Этого периода должно хватить для выполнения основных задач, возложенных на тот или иной спутник. Затем КА надо убирать с основных орбит и транспортных коридоров, чтобы не допустить возникновения критической концентрации космического мусора.

КБ «Южное» готовится к зачистке

Ученые государственного предприятия «Конструкторское бюро «Южное» имени М. К. Янгеля» (КБ «Южное», Днепропетровск) работают над различными проектами по созданию систем и средств сбора обломков спутников и других космических аппаратов, бесцельно кружащих по дальним и ближним орбитам. Научно-исследовательские и конструкторские работы ведутся по следующим направлениям: выделение «зоны захоронения» космических аппаратов (КА) на орбитах, расположенных выше геостационарной на 200 км; возвращение КА и других объектов в приземные слои атмосферы в течение 25 лет с момента прекращения их функционирования.

Академик Международной академии астронавтики, ученый секретарь КБ «Южное» Николай Николаевич Слюняев отмечает, что научные и экспериментальные исследования, проведенные в космосе, позволили выяснить, что вокруг Земного шара находится ионизационное облако, которое может быть использовано в качестве источника питания устройств взаимодействия с магнитным полем Земли. На основе этой модели были разработаны опытные образцы устройств, позволяющих реализовать импульс сил торможения в магнитном поле Земли.

В частности, ученые Роберт Хайт и Роберт Форвард предложили использовать в качестве основных элементов устройства торможения гибкий фал длиной 5-20 километров, коллектор входа ионов из окружающей среды на одном конце и наконечник для «выброса» ионов в окружающую среду на противоположном конце фала. Авторы идеи считают, что при запуске к каждому спутнику целесообразно прикреплять электропроводный «хвост», который мог бы автоматически разворачиваться, как только спутник завершит свой космический путь, и выполнять роль тормозящего устройства.

Фактически в роли тормоза выступает электродинамическая сила, образующаяся в проводнике. При этом отпадает необходимость в размещении стационарного источника энергии на борту космического аппарата, подлежащего уничтожению.

Николай Слюняев, академик МАА

— Это очень важная деталь, так как масса спутника и любого устройства на его борту всегда строго ограничены, — говорит Н. Слюняев. — Вес традиционных средств торможения с двигательной установкой и бортовым запасом топлива составляет ≈20% от веса полезной нагрузки, а вес новых устройств торможения орбитальных объектов всего ≈2,5%. Столь существенная разница достигается за счёт того, что для создания тормозного импульса при взаимодействии с магнитным полем Земли не требуется бортовых запасов энергоносителей.

В КБ «Южное» работают в данном направлении с 2002 года, но, в отличие от американцев, в качестве основного материала фала здесь выбрали упругую металлическую нить, разработанную в этом же КБ, а не искусственные электропроводные волокна диаметром в десятые доли миллиметра. Команда молодых ученых КБ решает задачу, как повысить эффективность самой нити. Активный участник данного проекта, ведущий инженер Анатолий Гордиенко ещё в 2005 году выступил с соответствующим докладом на конкурсе памяти Роберта Хайнлайна. Его версия вызвала большой интерес со стороны представителей различных космических агентств, потому что применение металлической нити, способной самостоятельно разворачиваться в любых сложных условиях, имеет немало преимуществ.

Н. Слюняев уверен, что как только появятся средства, и новый метод будет отработан до конца, все страны примут его на вооружение и перейдут к практическим действиям по очистке космического пространства.

Не менее привлекательна идея по созданию специального транспорта по типу буксира. Космический буксир мог бы, в частности, заниматься очисткой пространства на подходе к МКС, чтобы сделать безопасной дорогу для космических аппаратов, доставляющих космонавтов и различные грузы. В качестве ловушки для мусора предлагается применить крупноразмерное полотно из специального материала. Такой буксир можно было бы снабдить и запасом фалов с узлами крепления к тем объектам, которые понадобится быстро спустить вниз в данном месте и в данное время.

В качестве собственного источника энергии для буксира Российская академия космонавтики имени К. Э. Циолковского разрабатывает бортовой ядерный реактор — долговечный, мощный и безопасный для окружающей среды.

Ещё одна идея КБ «Южное» направлена на решение проблем, возникающих в результате случайных взрывов в космосе. В качестве ловушки для образовавшихся вследствие взрывов и столкновений осколков днепропетровские ученые предлагают использовать необычный шар диаметром 32 метра, «сотканный» из нескольких сотен слоёв (до 400) упругих нитей — таких же, какие предлагается использовать для изготовления фала. Осколки, попадая в этот шар, будут вязнуть в нём, как комары в паутине, независимо от размеров и конфигурации.

В основе метода «ловли» лежит один из законов баллистики: при взрыве в космическом пространстве все осколки через определенный период возвращаются в ту же точку, откуда они разлетелись. По сути, каждый осколок — тот же спутник, он движется по своей индивидуальной орбите. Благодаря современным средствам слежения за космическими объектами, можно будет очень быстро среагировать на ЧП и в считанные минуты отправить в космос ракету-носитель (например, «Днепр»). Примерно через 2 часа шар-ловушка попадет в заданный район и соберёт все осколки. Поскольку на его борту будет установлен двигатель, то «укомплектованный» осколками шар можно будет «перевести» на более низкую орбиту, после чего он достигнет плотных слоёв атмосферы.

 

На сайте www.perfect.if.ua фільтри для очистки води івано-франківськ.