Ученые рассчитали вероятность того, что падающий космический мусор может кого-нибудь убить

Вероятность того, что кто-то погибнет от падающего с неба космического мусора, может показаться до смешного ничтожной. В конце концов, никто еще не погиб в результате такого происшествия, хотя случаи травм и повреждения имущества были.

Но учитывая, что мы запускаем в космос все больше спутников, ракет и зондов, нужно ли нам начать относиться к этому риску более серьезно?

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, оценивается вероятность гибели людей от падения частей ракеты в течение следующих десяти лет.

Каждую минуту каждого дня из космоса на нас сыплется мусор - опасность, о которой мы почти не подозреваем. Микроскопические частицы астероидов и комет проникают сквозь атмосферу и незаметно оседают на поверхности Земли - в общей сложности около 40 000 тонн пыли ежегодно.

Хотя для нас это не представляет проблемы, такие частицы могут повредить космические аппараты, как это недавно произошло с космическим телескопом "Джеймс Уэбб". Иногда в виде метеорита прилетает более крупный образец, а примерно раз в 100 лет телу размером в десятки метров удается пробиться сквозь атмосферу и вырыть кратер.

И - к счастью, очень редко - объекты размером в километр могут попасть на поверхность, вызывая смерть и разрушения, о чем свидетельствует отсутствие динозавров, бродящих сегодня по Земле. Это примеры естественного космического мусора, неконтролируемое появление которого непредсказуемо и более или менее равномерно распределено по земному шару.

В новом исследовании, однако, изучается неконтролируемое появление искусственного космического мусора, такого как отработанные ступени ракет, связанные с запусками ракет и спутников.

Используя математическое моделирование наклонов и орбит частей ракет в космосе и плотности населения под ними, а также данные со спутников за 30 лет, авторы оценили, где приземляются обломки ракет и другой космический мусор, когда они падают обратно на Землю.

Они обнаружили, что в ближайшее десятилетие существует небольшой, но значительный риск повторного падения обломков. Но вероятность этого выше в южных широтах, чем в северных.

По оценкам авторов исследования, вероятность приземления корпусов ракет на широтах Джакарты в Индонезии, Дакки в Бангладеш или Лагоса в Нигерии примерно в три раза выше, чем на широтах Нью-Йорка в США, Пекина в Китае или Москвы в России.

Авторы также рассчитали "ожидаемое число жертв" - риск для жизни людей - в течение следующего десятилетия в результате неконтролируемых повторных входов ракет. Предполагая, что каждый повторный вход разбрасывает смертоносные обломки на площади в десять квадратных метров, они обнаружили, что в среднем существует 10-процентная вероятность одной или нескольких жертв в течение следующего десятилетия.

До настоящего времени вероятность того, что обломки спутников и ракет могут причинить вред на поверхности Земли (или в атмосфере - воздушному движению), считалась незначительной.

Большинство исследований такого космического мусора сосредоточено на риске, создаваемом на орбите неработающими спутниками, которые могут препятствовать безопасной работе функционирующих спутников. Неиспользованное топливо и батареи также приводят к взрывам на орбите, что порождает дополнительные отходы.

Но по мере увеличения числа участников бизнеса по запуску ракет - и перехода от государственного к частному предпринимательству - весьма вероятно, что количество аварий, как в космосе, так и на Земле, подобных той, что произошла после запуска китайской ракеты Long March 5b, также возрастет.

Новое исследование предупреждает, что цифра в 10 процентов является консервативной оценкой.

Что можно сделать

Существует ряд технологий, позволяющих полностью контролировать вхождение мусора в атмосферу, но их реализация требует больших затрат. Например, космические аппараты можно "пассивировать", при этом неиспользованная энергия (например, топливо или батареи) расходуется, а не накапливается после окончания срока службы аппарата.

Выбор орбиты для спутника также может уменьшить вероятность образования мусора. Исчезающий спутник может быть запрограммирован на переход на низкую околоземную орбиту, где он сгорит.

Существуют также попытки запуска многоразовых ракет, которые, например, продемонстрировала SpaceX и разрабатывает Blue Origin. Такие ракеты создают гораздо меньше мусора, хотя в них будет немного краски и металлической стружки, поскольку они возвращаются на Землю контролируемым образом.

Многие агентства серьезно относятся к рискам. Европейское космическое агентство планирует миссию по захвату и удалению космического мусора с помощью четырехрукого робота. ООН, через свое Управление по вопросам космического пространства, в 2010 году выпустила набор Руководящих принципов по предупреждению образования космического мусора, которые были усилены в 2018 году.

Однако, как отмечают авторы нового исследования, это именно руководящие принципы, а не международное право, и они не содержат конкретных указаний на то, как должны осуществляться или контролироваться мероприятия по предупреждению образования космического мусора.

В исследовании утверждается, что развитие технологий и более продуманное проектирование миссий позволит снизить частоту неконтролируемых входов в атмосферу обломков космических аппаратов, уменьшая риск опасности по всему миру. В исследовании говорится, что "неконтролируемые возвращения корпусов ракет представляют собой проблему коллективных действий; решения существуют, но каждое запускающее государство должно их принять".

Требование к правительствам действовать сообща не является беспрецедентным, о чем свидетельствует соглашение о запрете разрушающих озоновый слой хлорфторуглеродных химикатов.

Но, как это ни печально, для принятия таких мер обычно требуется крупное событие со значительными последствиями для северного полушария. А для внесения изменений в международные протоколы и конвенции требуется время.

Через пять лет исполнится 70 лет с момента запуска первого спутника в космос. Было бы уместно отметить это событие усиленным и обязательным международным договором по космическому мусору, ратифицированным всеми странами ООН. В конечном счете, от такого соглашения выиграют все страны.The Conversation

Моника Грейди, профессор планетарных и космических наук, Открытый университет.