Эксперт по космическому мусору: в этом десятилетии орбиты будут потеряны, а люди умрут

Ученые все чаще и чаще начинают говорить о засорении околоземной орбиты космическим мусором. Часть объектов ежедневно попадает в земную атмосферу и сгорает в ней, но люди быстро создают новый, пишет Arc Technica. Ситуация скоро начнет угрожать жизни людей.

"В космосе играют геополитическими мускулами, чтобы навредить другим"

Эрик Бергер (Eric Berger)

Вплоть до последнего десятилетия на разные орбиты выводили в среднем от 80 до 100 спутников в год. Некоторые из них быстро вошли в атмосферу Земли, а другие так и остались на орбите.

Любопытно, что за последние пять лет, на фоне развития таких коммуникационных сетей, как Starlink компании SpaceX, и увеличения числа малых спутников, подобных объектов в космосе резко стало больше.

По данным Управления ООН по вопросам космического пространства, в 2017 году было запущено более 300 таких аппаратов. К 2020 году их число впервые перевалило за тысячу. В этом году их уже было более две тысячи. С появлением в космосе широкополосных сетей, вроде Project Kuiper от Amazon, их число будет только расти.

Резкое увеличение числа спутников, большинство из которых находится на высоте тысячи километров от поверхности Земли, приводит к засорению низкой околоземной орбиты космическим мусором. В прошлом месяце, например, верхняя ступень китайской ракеты Long March6A неожиданно развалилась после доставки груза на орбиту. Теперь на высоте от 500 до тысячи километров летают более 300 видимых фрагментов космического мусора. В ноябре 2021 Россия сбила свой спутник "Космос-1408", что привело к появлению на орбите более тысяч фрагментов. Международной космической станции НАСА до сих пор приходится уворачиваться от них.

Когда-нибудь ситуация дойдёт до предела. Да, космос большой, но вот мусора в нём стало слишком много.

По оценкам учёных и инженеров, на орбите летают сотни тысяч фрагментов космического мусора размером с чернику, из-за чего их нельзя отследить. С учётом того, что их скорость во много раз превышает скорость света, кинетическая энергия этих объектов как у падающей наковальни. Есть ещё десятки тысяч отслеживаемых фрагментов размером с мяч для софтбола и больше с кинетической энергией как у большой бомбы. Часть объектов ежедневно попадает в земную атмосферу и сгорает в ней, но люди быстро создают новые порции космического мусора.

Чтобы получить представление об этой угрозе и понять, как должны себя вести люди, портал Ars поговорил с экспертом по астродинамике Техасского университета в Остине Морибой Джа (Moriba Jah). Он — настоящая звезда в области исследования космического мусора. Джа был одним из первых, кто начал бить тревогу по поводу засорения космоса мусором и призвал человечество сохранить околоземную орбиту. Он также работает ведущим исследователем в компании Privateer Space, которую основал вместе с соучредителем Apple Computer Стивом Возняком (Steve Wozniak) для того, чтобы собирать и делиться данными об отслеживаемом космическом мусоре.

Интервью было отредактировано для ясности.

Отвечает ли это принципам устойчивого развития?

Ars: С учётом того, что произошло за последние несколько лет, и прогнозов на будущее, как вы считаете, наша деятельность на низкой околоземной орбите соответствует принципам устойчивого развития?

Мориба Джа: Мой ответ — нет, не соответствует. Многим людям не нравится вся эта "трагедия общих ресурсов", но я считаю, что это именно то, с чем мы сейчас сталкиваемся. Околоземное пространство имеет пределы. Мы должны относиться к нему как к ограниченному ресурсу. Мы должны заниматься им вместе с другими странами. Должна быть координация, планирование и другие тому подобные вещи. Но мы этого не делаем.

Я думаю, что это похоже на ранние этапы воздушного и даже морского трафика. Если у вас пара лодок, и они прибыли на место, то это не имеет особого значения. Но когда трафик увеличивается, то его нужно координировать, потому что все принимают решения, не зная, какие решения принимают другие в этом ограниченном ресурсе.

Ars: Возможно ли контролировать весь этот трафик на низкой околоземной орбите?

Джа: Пока нет никаких планов по координации. Каждая страна планирует без учёта планов других стран. Это одна часть проблемы. Так что это бессмысленно. Если бы только одна страна занималась космосом, то всё, наверное, было бы нормально. Но это ведь не так. С каждым разом становится всё больше стран, которые говорят: "Эй, смотрите, я могу свободно и беспрепятственно пользоваться космическим пространством. Никакой закон не обязывает меня отчитываться перед кем-либо, потому что я суверенная нация и могу делать всё, что захочу". По-моему, это глупо.

Ars: В США сейчас большую часть спутниковой деятельности регулирует Федеральная комиссия по связи. Но, кажется, она больше за бизнес, поэтому относится снисходительно.

Джа: Я тоже за бизнес в космосе. Дело в том, как мы его ведём. В конце концов, согласно международному праву, кодифицированному в соглашениях и конвенциях, одобренных с 1967 по 1972 годы, ответственность за ущерб и вредоносное вмешательство целиком ложится на плечи стран-участников договора. В итоге ответственность несут правительства. Компании не несут никакой ответственности за своё поведение, а страны — да.

Страны ответственны за одобрение и обеспечение постоянного надзора за всей деятельностью негосударственных компаний. Правительства выдают лицензии и разрешения, поэтому они должны привлечь к ответственности своих людей. Необходимо, чтобы страны приняли на национальном уровне космические законы, которые бы стимулировали защиту окружающей среды и устойчивость. Они должны требовать от людей, которым они разрешают вести деятельность в космосе — будь то компании или вообще кто угодно —, соблюдения законов и ответственности за свои действия.

Ars: А как обстоит ситуация с взаимодействием стран? Что будет, если Starlink от SpaceXстолкнётся с китайской космической станцией "Тяньгун" и нанесёт ей серьёзный ущерб?

Джа: Ответственность за ущерб Китаю понесут США, а не компании. Так что Китай может прийти в ООН и сказать, мол, знаете, по Конвенции об ответственности за ущерб я требую компенсации. Такова система.

Что можно сделать?

Ars: Вы говорили, что правительствам следует привлекать компании к ответственности. Что ещё такого полезного могли бы сделать США и другие страны в плане политики?

Джа: Я меня есть пара идей на этот счёт. США могли бы взять на себя инициативу по развитию космической экономики замкнутого цикла, которая фокусировалась бы в первую очередь на предотвращении загрязнения путём минимизации использования одноразовых спутников и ракет. Вот как мы стараемся свести к минимуму использование одноразового пластика, так и США могли бы стимулировать минимизацию использования одноразовых спутников и ракет, делая их многоразовыми и перерабатываемыми.

Для тех, которые нельзя повторно использовать или переработать, мы собираемся создать систему ответственной утилизации. Это не то же самое, что неконтролируемое повторное использование. Это будет одна из систем регулирования космической деятельности, которую должны возглавить США. Идея на самом деле соответствует стремлениям Белого дома, связанным с космическим обслуживанием, сборкой и производством. Если вы хотите создать целую экосистему на орбите, перерабатывать, заправлять и обслуживать, то необходимо, чтобы правительство перешло к космической экономике замкнутого цикла.

Разработкой и поддержанием официальных баз данных о космических объектах занимаются американские военные, поэтому по многим очевидным причинам тут не хватает прозрачности. Необходимо передать эти функции гражданской организации. После того как Трамп подписал в 2018 году Директиву по космической политике N3, и в Конгрессе стали продвигать другие подобные вещи, появилась идея о том, чтобы передать эти функции Управлению космической торговли под руководством Ричарда Дальбелло (Richard DalBello). Но на какие деньги он должен этим заниматься?

Члены основного экипажа, космонавты Роскосмоса Дмитрий Петелин, Сергей Прокопьев и Анна Кикина (слева направо) на экране в режиме видеоконференции на сессии Будь первым! Героями не рождаются. Интерактивная встреча с российскими космонавтами

Так что Конгресс должен выделить деньги и предоставить средства Управлению космической торговли. Таким образом Управление космической торговли сможет делиться информацией в более свободной и прозрачной форме со всем миром, в том числе и с такими странами, как Россия и Китай. Мы не собираемся делиться с ними данными с военных датчиков, но у нас в США есть коммерческие организации со своими датчиками, радарами и телескопами. Мы, как правительство, собираемся купить эти данные и сделать их доступными для людей со всего мира, чтобы у нас был набор инструментов для наблюдения за космосом.

Ars: Это на самом деле попытка установить нормы обмена данными, чтобы другие страны следовали им?

Джа: Я думаю, что "нормы" — термин, имеющий особое значение, потому что люди хотят быть лидерами в нормах, и они сами хотят устанавливать то, что называется "лучшими практиками", что меня реально раздражает. По-моему, "лучшие практики" в основном отталкивают тех, кто не был в группе, которая их установила. Я думаю, что "эффективные практики" звучит лучше и требует инклюзивности, а это предполагает разнообразие, которое, в свою очередь, влияет на конечные результаты.

Поэтому, честно говоря, я считаю, что лучший способ двигаться вперёд — наладить отношения на техническом и научном уровне. У меня есть знакомые коллеги в России и Китае, и мы действительно хотим сотрудничать друг с другом. Мы хотим обмениваться информацией, которая никак не относится к нарушению национальной безопасности или коммерческой тайны. Давайте начнём с сотрудничества, а там уже опыт покажет, что возможно, а что нет. Да и потом, практика обмена данными и информацией не только никому не навредит, но и может иметь преимущества, например, показать, каким образом могут сотрудничать правительства. Они могут создать вокруг такого сотрудничества рамки, потому что оно уже устоялось и нравится людям.

Ars: Но ведь компании не хотят засорять мусором космос, правда? В их же интересах сохранить космос пригодным для коммерции. Какая стратегия должна быть у правительств, чтобы уладить проблему с компаниями?

Джа: Они должны посмотреть, какие практики оказались успешными в управлении отходами и охране окружающей среды на Земле. Например, что-то вроде углеродных кредитов. У Всемирного экономического форума есть рейтинг космической устойчивости, в разработке которого я, кстати, участвовал. Можно привязать сюда меры стимуляции. Может, налоговые льготы. Так что я думаю, что у правительств есть ряд инструментов, которые они могут использовать, чтобы воодушевить людей. Это в интересах всех.

Насколько ухудшится ситуация?

Ars: Любопытно узнать, что вы думаете по поводу того, что произойдёт в течение оставшейся части этого десятилетия. Вы описали некоторые обнадёживающие стратегии. Однако прошёл всего год с тех пор, как Россия сбила свой спутник "Космос". Принятая в США "поправка Вольфа" во многом мешает сотрудничеству, о котором вы говорили, или по крайней мере сдерживает его. В прошлом месяце произошёл неконтролируемый вход в атмосферу китайской ракеты Long March. Я вижу некоторый прогресс, но его явно недостаточно, чтобы компенсировать скорость, с которой мы выводим эти спутники, с каждым разом всё больше загрязняя низкую околоземную орбиту.

Джа: Тут я, пожалуй, буду реалистом. Я думаю, что мы не сможем больше использовать некоторые орбиты, потому что они будут перегружены различными объектами и космическим мусором. Перегруженность орбиты означает, что "мы своими решениями и действиями больше не сможем предотвратить нежелательные последствия". То есть если мы стараемся свести к минимуму вероятность столкновения и необходимость сойти с пути и всё равно не можем этого предотвратить, значит орбита больше не пригодна для использования ни для какой цели.

По моим прогнозам, это должно произойти. И я также ожидаю, что мы ещё увидим гибель людей от объектов размером со школьный автобус, которые, пройдя через атмосферу, упадут в каком-нибудь населённом пункте, или же в самом разгаре развития коммерческой космонавтики в корабль с пассажиром вдруг попадёт какой-нибудь кусок мусора. Я считаю, что обе эти вещи могут произойти в следующем десятилетии.

Ars: Если что-то из этого всё-таки произойдёт, чего я не исключаю, может ли это подтолкнуть к необходимому регулированию и мероприятиям, которые помогут навести порядок? Другими словами, должно ли произойти что-то действительно плохое, чтобы мы, наконец, серьёзно задумались над решением проблемы?

Джа: Для меня это что-то вроде "лягушки в кастрюле на медленном огне". Когда я разговариваю с людьми, они говорят: "Нас ждёт что-то действительно плохое?". И я им: хуже, чем Россия, сбивающая свои спутники на орбите, что вредит Starlink и, как следствие, затрагивает США? Из разговоров со SpaceX становится ясно, что уничтожение российского спутника на самом деле осуществлялось с целью нанести ущерб спутникам Starlink. Им уже несколько тысяч раз приходилось уворачиваться от космического мусора. Это влияет на их работу. И это была не случайность и не происшествие.

По-моему, в космосе уже сейчас играют геополитическими мускулами, чтобы навредить другим. Плохое уже произошло. Но почему этого недостаточно? Я думаю, что если что-то из того, что я описал, произойдёт, например, объект размером со школьный автобус упадёт на Землю и убьёт кучку людей, то все пару недель повозмущаются, поосуждают, а потом будто и не было ничего. Да, мне тяжело верить в лучшее. Что такое должно произойти, чтобы дать нам встряску? Много лет назад случилась экологическая катастрофа, река загорелась…

Ars: Да, река Кайахога, в Кливленде, около 50 лет назад…

Джа: Да. Сколько раз должна была загореться река, чтобы люди сказали: "О, да у нас проблема".

Ars: Есть что-нибудь, что даёт вам надежду на следующие 5-10 лет космических полётов?

Джа: Многие люди испытывают отчаяние по этому поводу. Но если людям дать возможность решать проблемы от всего сердца, то, думаю, они справятся. Когда я путешествую по миру и разговариваю с людьми, они мне говорят: "Я меня есть несколько реально крутых идей. Мне бы хотелось их попробовать, но у меня для этого нет доступа к данным и информации". Это как раз то, что мы пытаемся сделать вместе с Privateer Space. Это, по сути, компания-платформа. Как сделать так, чтобы данные и информация стали доступны человечеству, и люди привносили свои великие идеи и разрабатывали собственные приложения, которые могли бы затмить то, что могли придумать такие, как я? Вот именно это мы и пытаемся сделать.