В мае этого года частичка космического мусора попала в иллюминатор МКС. Кусочек то ли краски, то ли металла размером в тысячные доли миллиметра не пробил стекло насквозь, так как оно толще и прочнее обычных стекол, но оставил вмятину диаметром семь миллиметров.

Вмятина на иллюминаторе МКС. Фото: ESA/NASA

Солнечные панели станции «Мир» пострадали не только из-за столкновения с «Прогрессом М-34» в 1997 году, но и из-за бомбардировки мелким космическим мусором и микрометеоритами. Фото: NASA/Crew of STS-91

Меньше грамма космического мусора убивает спутник

Мелкий мусор не так опасен для тщательно защищенной МКС, но для обычного спутника может оказаться смертельным. 28 января 2013 года российский научный наноспутник BLITS, запущенный в 2009 году, внезапно изменил свою орбиту и скорость вращения. Он столкнулся с фрагментом космического мусора и развалился на части. Поскольку движется мусор с большой скоростью — до 8 км/с, то для гибели 7,5-килограммового спутника, по расчетам ученых , оказалось достаточно фрагмента массой всего 0,017-0,019 граммов.

Спутник BLITZ. Фото: Kelso, T. S. et al. Proceedings of the Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference, 2013

Откуда берется мусор

Орбита Земли замусорена «мертвыми» спутниками, отработанными ступенями ракет и более мелким мусором. Большая часть мелкого мусора образуется, когда спутники взрываются (наиболее частая причина — поломки двигателей), сталкиваются друг с другом или становятся мишенями противоспутниковых ракет.

Первое столкновение в космосе случилось в 1996 году, когда ступень европейской ракеты «Ариан-1» столкнулась с французским спутником Cerise. Спутник пострадал, но выжил и продолжил работать. Более серьезное ДТП произошло в 2009 году, когда спутник связи «Иридиум» столкнулся с военным российским спутником «Космос-2251», на тот момент уже не работающим. Оба спутника разлетелись вдребезги где-то над Сибирью.

Больше всего в космосе намусорили китайцы, которые в 2007 году сбили свой собственный спутник при испытаниях противоспутниковой ракеты, оставив на орбите более 3000 мелких обломков.

Кроме того, в открытом космосе можно встретить плоскогубцы, камеру, шпатель и целую сумку с инструментами — их в разное время потерял экипаж МКС. А до тех пор, пока на станции не появилась система переработки мочи, ее просто выливали в космос, где она становилась частью космического мусора в виде мелких замороженных кристалликов.

Космонавт Сунита Уильямс теряет камеру в открытом космосе в 2007 году

Куда уходят спутники

Как долго космический мусор остается в космосе, зависит от высоты орбиты. На низкой орбите космический мусор, подчиняясь притяжению Земли, в конце концов сгорает в атмосфере. Часть долетает до Земли, но пока не было случаев, чтобы они кому-то сильно навредили.

Самый известный случай падения космического мусора на живого человека произошел в Оклахоме: кусок космического мусора весом с пустую банку из-под колы ударил по плечу женщину по имени Лотти Вильямс. Фрагмент был похож на ткань, но из металлических волокон. Женщина была уверена, что поймала кусочек падающей звезды, но расследование показало, что это, скорее всего, была деталь ракеты-носителя «Дельта-2». Вильямс эта версия разочаровала.

Спутники, находящиеся на более высокой геостанционарной орбите слишком затратно уводить на низкую, чтобы они в конце концов сгорели, поэтому их, наоборот, поднимают выше — на так называемую орбиту захоронения, где они могут оставаться веками. Чтобы на орбите не происходило взрывов, при которых обломки могут попасть ближе к Земле, перед захоронением спутники разряжают батареи, выпускают запасы сжатого газа и сбрасывают топливо. Это может уменьшить дальнейшее замусоривание орбиты Земли, но проблемы уже существующего мусора не решает.

Космический мусор на орбите, 1957-2016 годы

Охота на мусор

В 2023 году для уборки на орбите Европейское космическое агентство планирует запустить аппарат e.Deorbit. Как он будет захватывать мусор, пока неизвестно: ученые рассматривают сеть, гарпун или зажим. После захвата аппарат будет уводить мусор с орбиты, чтобы тот сгорел в атмосфере.

Космический мусор - нефункционирующие, неисправные, абсолютно бесполезные искуственные объекты или их элементы, находящиеся в космическом пространстве и представляющие собой потенциальную опасность как для космических аппаратов, так и для объектов, расположенных непосредственно на поверхности Земли (в случае схождения с орбиты фрагменты оборудования могут выпадать на населенные пункты, объекты промышленного происхождения, транспортные магистрали и т.д.).

Земная орбита - место скопления 170 миллионов частичек космического «утиля»

Если говорить простым языком, космические отходы представляют собой мусор, вращающийся на околоземной орбите и являющийся результатом человеческой деятельности в космосе. Размеры мусора могут самыми разнообразными: от отработанных ступней ракет уже нефункционирующих спутников, до их мелких обломков и микроскопических частиц, таких как кусочки облупившейся краски или металлической стружки.

По данным Европейского Космического Агентства (ESA) на орбите Земли находится около 29 тыс. фрагментов и обломков размером до 10 см, около 670 тыс. размером менее 10 см и более 170 миллионов обломков размером от 1 см до 1 мм общей массой до 630 тысяч тонн. Они развивают скоро до 56 тысяч км/ч, что может при столкновении привести к серьёзным повреждениям как оборудования так и к гибели астронавтов в результате пробития скафандра.

Одна из глобальных проблем человечества - космические отходы

Проблема постепенного накопления космического мусора появилась после запуска первых искусственных спутников на земную орбиту в конце 50-х годов прошлого века. С этого времени запущено более 6000 тысячи спутников, из них 3600 искусственных аппаратов находятся на орбите Земли, около тысячи до сих пор активны. Доклад Генсека ООН о воздействии космической деятельности на окружающую среду в 1993 году вывел проблему космического мусора на международный уровень и показал широкой общественности всю её значимость.

Наибольшее количество космического мусора накопилось над территорией таких крупнейший государств как Китай, США и Россия. Большая его часть располагается на расстоянии 850-1500 км от поверхности нашей планеты или на расстоянии 250-300 км (высота полета космических кораблей), но как и все тела находящиеся на орбите Земли они подчиняются закону гравитации и неумолимо притягиваются к поверхности нашей планеты.

Мелкие фрагменты оборудования и обломки, попадая в атмосферу, сгорают, зато более крупные сегменты способны достичь поверхности Земли, пройдя через все атмосферные слои без значительного для себя ущерба, как например советский спутник «Космос-594», упавший в 1978 году на территории Канады, или американская орбитальная станция, рассыпавшаяся на куски где-то над Австралией.

(Солнечная батарея станции "Мир" получила значительные повреждения от объектов космического мусора )

Гораздо опаснее дальнейшее накопление космического мусора для запуска космических аппаратов, ведь полеты в космос могут стать просто невозможными из-за потенциальной опасности столкновения шаттлов с обломками, несущимися на огромной скорости и способными запросто пробить обшивку корабля, нарушить его герметичность, вывести из строя двигатели, нанести значительный вред. В феврале 2009 года произошло столкновение двух крупных спутников российского «Космоса-2251» и американского «Иридиума-33», оба были почти полностью разрушены и прекратили функционирование, образовалось более 600 крупных и более 1,8 тысячи мелких обломков различного размера.

Пути решения накопления «космо-мусора»

(Сбор мусорных объектов с помощью гигантской сети )

На сегодня эффективных методов предотвращения попадания космического мусора на околоземную орбиту или его уничтожения еще не придумано, существует возможность только наблюдать за его перемещением и обозначать места значительного скопления космических отходов.

(Космический мусоросборщик )

Ученые-астрономы со всех уголков нашей планеты предлагают самые разнообразные решения данной глобальной проблемы, остающиеся пока на стадии разработки. Это и гигантские металлические сети, «ловящие» разные ненужные космические отходы, и космический буксир, способный чистить космическое пространство от мусорных обломков, и мощные лазерные установки, меняющие орбиту мусора ионными излучателями или попросту испаряющими его без следа.

Американскими учеными было предложено распылить вокруг орбиты Земли слой вольфрамовой пыли (её толщина должна быть не менее 30 км), он будет задерживать мелкие обломки и мусор, не подпуская их к Земле.

Каждому из нас известно, что человечество невероятно загадило свою планету и ежедневно продолжает генерировать невероятное количество мусора. Но немногим известно, что за недолгий период освоения космоса мы успели превратить околоземное пространство в небольшую свалку отработанных спутников. Здесь представлены две интерактивные визуализации, отражающие сложившуюсь ситуацию.

Первая визуализация (автор Alex Rasmussen) отражает все известные и отслеживаемые спутники и обломки:

• Зелёными точками обозначены действующие спутники.
• Серыми - неактивные, но работоспособные.
• Красными - вышедшие из строя спутники и их обломки.

• около 29 000 обломков размером более 10 см,
• около 670 000 обломков от 1 до 10 см,
• более 170 млн обломков от 1 мм до 1 см.

За последние 50 лет было запущено около 6600 спутников , из них 3600 по прежнему вращаются вокруг Земли, а 1000 находится в активном режиме.

Насколько опасен весь этот мусор?

Каждый год в атмосферу земли входит 100-150 тонн обломков. Самым примечательным случаем за последние годы стало столкновение германского и американского спутников , чьи обломки упали в Бенгальский залив в 2011 году. Астронавтам на орбите также не стоит расслабляться (привет «Гравитации»). В 2012 году МКС была переведена на более высокую орбиту для предотвращения столкновения с обломками от японского спутника.

Что делать?

Сегодня учёные ищут способы отслеживания обломков и очистки космического пространства. Одна из многих идей состоит в использовании специальных спутников, которые будут захватывать обломки и направлять к поверхности планеты. Также рассматривается вариант сбора ещё пригодных для использования обломков ради вторичного использования.

Какой бы способ ни был выбран в будущем, одно несомненно: замусоривание ближайшего космического пространства обойдётся нам очень дорого. Если мы хотим по-прежнему иметь доступ за пределы своей планеты, иметь современные спутниковые средства связи, наблюдения и исследования, то нам необходимо уже начать изучать возможные способы избавления от орбитального мусора.

Пройдя по на оригинальную статью, можно оценить интерактивность визуализаций. К сожалению, встроить их в пост Хабр не позволяет, пришлось делать скриншоты.

Космический мусор вокруг земли - опасен ли он или его проблема просто надумана? Давайте разбираться!

Космическим мусором на околоземной орбите называют все те продукты человеческой деятельности, которые вертятся вокруг нашей планеты где-то там, наверху. Это - составные части неактивных спутников и фрагменты спутников разрушенных, останки ракет и прочие образцы научно-технического прогресса, которые находятся на земной орбите и которые как-то надо утилизировать.

Классификация мусора в космосе

Собственно, размеры мусора в космосе могут отличаться: продукты профессиональной деятельности космонавтов, которые по той или иной причине остались за бортом, - совсем небольшие. Взгляните на свою любимую чашку, перчатку или гаечный ключ. В космосе тоже такие есть, конечно, их совсем немного. Угрозы такой мусор не представляет и проблемы не создает: при попадании в атмосферу сгорит, почти моментально. До поверхности планеты не долетит.

Фрагменты и обломки уничтоженных спутников - могут быть и крупнее, и намного меньше. Так, после испытаний китайских противоспутниковых ракет, осталось очень много обломков размером больше 1.5 см. Делать панику и смотреть на небо квадратными глазами не стоит: для нас этот мусор не опасен. Единственные неприятности, которые могут причинить такие фрагменты - это навигационные трудности. Но главная проблема космического мусора в другом - даже самые небольшие обломки могут пробить обшивку космического транспорта. А отследить удаётся далеко не всё: учёные могут обнаружить только фрагменты, размер которых превышает 10 см.

Надо ли утилизировать мёртвые спутники?

После прекращения работы спутники часто остаются на орбите. Или не остаются - возвращаются домой, по частям, на огромной скорости. В любом случае, они представляют опасность. И не только те, которые уже вышли из строя: вполне себе рабочий спутник может внезапно сойти с орбиты по причине фатальной неисправности или из-за стечения обстоятельств.

Сколько весят такие кусочки «спутникового» мусора? Много, очень много. Свыше пяти тонн. Это, на секундочку, пять тысяч килограмм. Представляете масштаб? После вхождения в плотные слои атмосферы спутник полностью не сгорит, но сопротивление воздуха может деформировать его, разорвать на несколько кусков. Масса значительно уменьшится, но угроза всё равно есть. Учёные высчитали, что вероятность падения космического мусора на населённый пункт в несколько раз выше, чем шансы того, что на ваш город упадёт метеорит.

Но не стоит паниковать. И бояться тоже. Если учёные обладают устройствами, которые могут отследить перемещения гаечного ключа в тридцати километрах над вашей головой, то что? Правильно, в случае падения крупного обломка всех предупредят. Это случается не очень часто, вычислительная мощность компьютеров позволяет точно рассчитать место приземления обломков, а внимание СМИ точно будет приковано к этому событию.

Космический мусор вокруг Земли - это обломки и большие куски отработанных, испорченных спутников, которые человечество отправляло на орбиту Земли более пяти десятков лет.

Также это камни и утраченные предметы, капли эмали и самый разный мусор, который почему-то не ушел с орбиты и не перегорел в атмосфере.

Это угроза цепной реакции, так как он крутится на значительной скорости. Капля краски на значительной скорости при контакте со скафандром человека может пробить его насквозь.

Любому человеку известно, что люди сильно засорили нашу планету, и каждый день число мусора только увеличивается в несколько раз. Однако не все знают, что за непродолжительное время освоения космических недр человечество смогло превратить пространство около орбиты в свалку из изношенных ненужных спутников.

Общие понятия

На небе можно увидеть такие известные и отслеживаемые спутники и обломки:

• Зеленые точки- это функционирующие спутники;
• Серые- неактивные, но работающие спутники;
• Красные точки- изношенные спутники и обломки.

Космическое Агентство Европы выявило, сколько мусора в космосе крутится сегодня:

• Примерно двадцать девять тысяч обломков величиной до десяти сантиметров;
• Шестьсот семьдесят тысяч - размером от сантиметра до десяти;
• Больше ста семидесяти миллионов обломков величиной не более сантиметра.

Общая масса мусора около орбиты оценивается в шесть тысяч тонн, а скорость его полета достигает примерно 56000 км/ч.

За последнюю половину столетия в космос запустили примерно семь тысяч спутников, из которых половина, как и прежде, вращается на орбите, а тысяча находится в активности.

Основные проблемы

На сегодняшний день человечество вынуждено решать проблемы не только с загрязнением окружающей среды на планете, но и искать решение вопроса, связанного с огромным количеством мусора в космосе. Наибольшее число мусора образовалось над такими державами, лидерами в покорении космоса, как Россия и Америка. Чаще всего отходы накапливаются на дистанции не более полутора тысяч километров от Земли. На высоте, где летают корабли в космосе, они подчинены закону гравитации и с каждым годом приближаются к Земле.

Попадая в верхние слои атмосферы, небольшой орбитальный мусор сгорает , не достигнув нескольких десятков километров, а поэтому не составляет угрозы для жизни людей и других обитателей планеты.

Очень опасен мусор на орбите Земли для кораблей в космосе. На сегодняшний день многие ученые говорят об опасности того, что последующее накопление отходов может привести к окончанию запусков спутников и полетов в космос.

Это связано с тем, что отходы обладают значительной скоростью полета и при неожиданном столкновении с космическим кораблем могут причинить ему значительный ущерб. За последние десятки лет известно о нескольких случаях деформации спутников, кораблей и космических станций находящимся на орбите Земли мусором, а ныне ситуация лишь ухудшилась.

Сегодня не существуют приемы, предотвращающие попадание отходов на орбиту, а ведутся только наблюдения за их перемещением и местонахождением. Но специалисты из различных государств предлагают разные способы решения этого вопроса, начиная от собирания мусора большими стальными сетками и заканчивая разработкой буксира для космоса, который сможет удалять находящиеся на орбите отходы.

Недавно специалисты из Америки предложили удалить мусор при помощи вольфрамовой пыли, которую нужно рассеять около планеты в качестве оболочки размером до тридцати километров. Облако такой пыли должно тормозить небольшие обломки, очищая при этом пространство около Земли.

Наряду с этим изобретаются и новые условия использования космоса. К примеру, любой искусственный спутник должен иметь на борту резервные ресурсы топлива, которые позволят по окончании срока работы направить его на Землю или перевести в определенные для этого места на околоземной орбите.

Помимо этого, блоки для разгона ракет должны иметь системы слива топлива, чтобы предотвратить их последующий взрыв. Но такие мероприятия недостаточны, и проблема космических отходов на сегодняшний день остается незакрытой.

Полезные изобретения

Вопрос засорения космоса отходами стоит очень остро, и любое государство пробует отыскать собственные способы для его решения. Недавно специалисты из Китая предложили уничтожать обломки при помощи лазерного луча. На основании их анализа на орбите возможно установить лазерную станцию, которая будет результативно работать - при условии, что у станции и мусора будет идентичное прямое восхождение механизма.

При помощи лазера специалисты хотят увеличить сход космических отходов с орбиты или отклонить его направление. Японское космическое агентство изобретает сверхчувствительный радар для обнаружения мельчайших космических отходов. Данный радар планируют ввести в работу через несколько лет. Предполагается, что он окажет помощь в предотвращении столкновения космических обломков со спутниками.

До этого времени агентство занималось изобретением шнура длиной семьсот метров. Он должен формировать электромагнитное поле, которое будет тормозить разнообразные обломки на орбите и выводить их в атмосферу планеты. Начальная попытка избавиться от обломков при помощи данного аппарата не завершилась успехом, т. к. космический корабль не смог запустить шнур. Ранее японское агентство предлагало также удалять отходы в космосе при помощи стальных сетей, которые на специальном спутнике выводились бы на орбиту, собирали там мусор, а затем отсоединялись и направлялись к слоям атмосферы.

Американские специалисты изобретают космическое оборудование - так называемые «одеяла», которые будут собирать все космические отходы и направлять их атмосферу, где они будут сгорать.

Но сколько бы ни существовало предложений, на сегодняшний день не получилось разработать эффективный прием борьбы с отходами в космосе по разным причинам, в частности, из-за дорогой цены способов чистки пространства около нашей планеты. Одновременно с этим от научных и псевдонаучных групп поступают разные, иногда не очень хорошие предостережения и версии развития проблемы.

Одни говорят, что если не заниматься данным вопросом, то спустя два столетия работа в космосе прекратится навсегда. Иные считают, что существует опасность от космических отходов, которая состоит в том, что нельзя будет установить причину аварии или повреждения спутника: или это будет связано с обломками в космосе, или этому поспособствует какая-либо страна.

Необычные факты о космических отходах долгие годы не сходят с уст. Включая ТВ, человек видит новую фантастику, которая снята о космосе. Несмотря на то что освоение человечеством космического пространства не было таким скорым, орбита Земли стала напоминать свалку для отходов разного происхождения. Ежегодно они представляют все большую опасность, так как количество их увеличивается:

Только два государства могут отслеживать пространство около орбиты. При помощи разработанных систем они контролируют космос. Это дает возможность изобретать способы удаления отходов в космическом пространстве.

Мусор из космоса регулярно падает на поверхность Земли. Предметы значительных габаритов, перемещающиеся на низких орбитах, спустя определенное время могут войти в атмосферу. Их скорость падает, а отдельные куски достигают Земли. Фактически ежедневно в плотные слои атмосферы проникают мельчайшие частицы, большие - несколько раз в месяц.