Гарпуны, роботы и лазеры: как избавиться от космического мусора

Более половины спутников, находящихся на орбите, в настоящее время не функционируют, и это скопление космического мусора считается фатальной проблемой для нынешних и будущих космических миссий.

По оценкам ЕКА, 130 миллионов объектов размером менее 1 см и 34 000 размером более 10 см движутся по орбите с высокой скоростью. В докладе, представленном в этом году на Европейской конференции по космическому мусору, говорится, что к 2100 году количество космического мусора может увеличиться в пятьдесят раз.

Хотя многие фрагменты космического мусора невелики, они летят так быстро, что их энергии удара достаточно, чтобы вывести из строя спутник или нанести значительный ущерб космическим станциям.

Летящие обломки пробили дыры размером с монету на телескопе «Хаббл» и на спутниках миссии «Солнечный максимум» (SMM), а на космическом телескопе Джеймса Уэбба повредили зеркало.

Около 60% из 6000 спутников, находящихся на орбите, в настоящее время вышли из строя. Они представляют собой серьезную проблему как для существующих, так и для будущих спутников и космических станций, поэтому разработка практических технологий удаления мусора является необходимой.

Одна из основных проблем при разработке стратегий удаления космического мусора заключается в том, как передать энергию между обломками и спутником-охотником во время первого контакта. Существует два приоритетных подхода, а третий находится в стадии разработки. Суть первого подхода заключается в том, что спутник-охотник запускает гарпун для захвата космического мусора. После успешного выстрела, спутник-охотник, гарпун и цель соединяются эластичным тросом, и охотник тянет обломки за собой, чтобы войти в атмосферу и сгореть вместе с мусором. При втором подходе планируется использовать метод магнитного захвата. Охотник будет использовать магнитные катушки для поимки мусора. Третий способ – использование лазера для уничтожения мелких обломков. Лаборатории в Китае разрабатывают лазерную систему космического базирования, способную нацеливаться на обломки размером до 20 см.

Первый проект по удалению мусора из космоса запланирован на 2025 год. Он будет осуществляться под руководством ЕКА. Охотник встретится с целью и захватит ее с помощью четырех роботизированных манипуляторов. Затем спутник и космический мусор сгорят в атмосфере.

Ключевой проблемой является значительная стоимость предлагаемых решений, учитывая масштабы проблемы космического мусора. Другим важным аспектом является потенциальное воздействие усилий по расчистке космического пространства на атмосферу нашей планеты.

Идея о том, что растущее число спутников и других объектов будет сгорать в атмосфере по мере их удаления из космоса, беспокоит климатологов. Сжигание все большего количества спутников и другого космического мусора приведет к выбросу продуктов разложения в атмосферу.

Следствием этого станет увеличение выбросов углекислого газа и других парниковых газов. Разложение некоторых материалов на спутниках также может привести к выделению хлорфторуглеродных газов, которые могут повредить озоновый щит.

Нельзя не заметить параллелей между проблемой космического мусора и переработкой отходов. Очевидно, что нам необходимо разработать стратегию круговой экономики для наших космических отходов.