Согласно исследованию аналитического центра Chatham House при НАСА с каждым годом проблема космического мусора становится все более актуальной. Из-за увеличения числа спутников на орбите Земли, а также их бесповоротного устаревания, повышается риск их эффекта Кесслера. Рассказываем, что это такое.
Что такое эффект Кесслера?
Исследование космоса — одно из самых обнадеживающих занятий человечества. Выйдя в великое неизвестное Вселенной, ученые надеются расширить границы нашей Вселенной, найти новые ресурсы и формы жизни, решая при этом многие из земных проблем. Однако существует сценарий, называемый синдромом Кесслера, который может положить конец всем исследованиям космоса и существенно повлиять на нашу повседневную жизнь.
Эффект Кесслера предполагает, что столкновение даже двух крупных орбитальных спутников приведет к образованию тысяч и миллионов осколков, которые разлетятся во всех направлениях, поражая другие спутники и создавая новые осколки. Представьте себе цепную реакцию в ядерном заряде, экстраполированную до масштабов земной орбиты — это и будет эффект Кесслера. Причем сейчас спутников и мусора на орбите гораздо больше, чем в 80-х годах. Если такой гипотетический сценарий станет реальностью, то ближний космос станет непригодным для использования на десятки или даже сотни лет.
В 1978 году ученый НАСА Дональд Дж. Кесслер предположил, что цепная реакция накопления и столкновения космического мусора в конечном итоге сделает космическую деятельность и использование спутников невозможной для нескольких поколений. Он предсказал, что количество объектов, которые люди продолжают запускать на низкую околоземную орбиту (НОО), создаст такую плотную среду над планетой, что неизбежные столкновения в итоге вызовут каскадный эффект. Космический мусор и шрапнель, образовавшиеся в результате одного столкновения, сделают дальнейшие столкновения более вероятными. Когда количество таких событий достигнет критической точки, космический мусор полностью захватит орбитальное пространство.
Возможен ли такой сценарий в будущем?
Да. Что делает эту ситуацию возможной, так это тот факт, что существуют миллионы микрометеороидов, а также искусственный мусор, который уже вращается вокруг Земли. Насколько велика опасность, которую представляет даже небольшой фрагмент, летящий с большой скоростью? По подсчетам НАСА , 1-сантиметровый обломок спутника или ракеты, который движется со скоростью 36 000 км/ч может нанести такой же ущерб, как и объект весом 250 кг на Земле, движущийся со скоростью почти 100 км/ч в час. Если размер осколка увеличить до 10 сантиметров, такой снаряд имел бы силу 7 килограммов в тротиловом эквиваленте. А теперь представьте, что тысячи таких объектов летают с головокружительной скоростью на орбите Земли и врезаются друг в друга.
Что произойдет?
Если цепная реакция взрыва космического мусора все-таки произойдет, орбитальная зона заполнится опасным мусором и космическая программа действительно окажется бы под угрозой. Путешествие, выходящее за рамки НОО, как и запланированная миссия на Марс, станет гораздо сложнее, но возможной.
Если худшие прогнозы эффекта Кесслера сбудутся, то пострадают все службы, которые полагаются на спутники. А именно ключевые аспекты нашей современной жизни s GPS, телевидение, военные и научные исследования.
Раньше эффект Кесслера наблюдался?
НАСА уже наблюдало последствия эффекта Кесслера в 1970-х годах, когда оставшиеся на орбите ракеты «Дельта» начали взрываться, образуя шрапнельные облака. Это вдохновило астрофизика Кесслера предупредить общественность, что есть момент, когда количество обломков на орбите достигнет критической массы. В этот момент начнется каскад столкновений, даже если в космос больше не будет запускаться ничего. И как только начинается цепочка взрывов, она может продолжаться до тех пор, пока орбитальное пространство не очистится.
По оценке Кесслера, чтобы достичь этого потребуется от 30 до 40 лет. НАСА сообщает, что его эксперты предупреждают, что мы уже достигли критической массы на низкой околоземной орбите. По оценкам космического агентства, на НОО сейчас находится полмиллиона кусков космического мусора длиной до 10 см, более 21 тыс. обломков длиной более 10 см и более 100 млн кусков космического мусора размером менее 1 см.
Первое космическое ДТП
Американский космический аппарат Iridium-33 и «Космос-2251», российский военный спутник серии «Стрела», столкнулись на высоте примерно 805 километров над Сибирью в 19.56 мск 10 февраля 2009 года. За два часа до этого математическое моделирование, проведенное негосударственной системой SOCRATES, показало, что два объекта пройдут в опасной близости друг к другу — в 584 метрах. Но в момент сближения «Иридиум» перестал выходить на связь, а затем американские военные увидели на этой орбите облако фрагментов — столкновение произошло.
После столкновения на орбите образовалось огромное облако из тысяч фрагментов. Одно это событие увеличило число космического мусора более чем на 10% — сейчас на орбите отслеживают около 16,7 тысячи мусорных объектов. Сопоставимым по «мощности» событием было только разрушение китайского метеоспутника «Фэнъюнь-1C» во время испытаний противоспутникового оружия в КНР, когда возникло около 3 тысяч фрагментов.
В 2015 году представитель информационно-аналитического центра Межгосударственной акционерной корпорации (МАК) «Вымпел» сообщил, что последствия первого в истории «космического ДТП» будут влиять на ситуацию в околоземном пространстве еще 20-30 лет.
Как ситуация обстоит сегодня?
На проблему возможной катастрофы на орбите Земли обратили внимание эксперты британского аналитического центра Chatham House, которые опубликовали статью «Satellites: Space, the final war zone». В космосе, как предположили аналитики, может начаться «война всех против всех», которая оставит человечество без спутников.
Вероятность катастрофического для космонавтики развития событий растет по мере появления все новых аппаратов на орбите Земли. Особую опасность создают спутниковые группировки, состоящие из тысяч аппаратов: Starlink, OneWeb, Guo Wang, Project Kuiper и другие подобные. Специалисты говорят, что эффект Кесслера — практически неизбежное будущее, и весь вопрос лишь в том, когда конкретно начнется цепная реакция на орбите.
Например, сейчас на околоземной орбите находится космический мусор общей массой более 7 тыс. тонн. Об этом сообщили в «Роскосмосе».
«Если собрать весь космический мусор, находящийся на орбитах вокруг Земли, получится более семи тысяч тонн, это вес груженого железнодорожного состава из более чем 70 вагонов», — говорится в сообщении госкорпорации.
Ежедневно автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве получает от трех до десяти сообщений о сближениях российских космических аппаратов с потенциально опасными объектами.
Станции слежения за потенциально опасными объектами на орбите Земли находятся в различных уголках планеты.
Читать далее
В человеческой ДНК нашли неизвестный генетический материал вирусов
Опубликован план NASA по поиску жизни на спутнике Сатурна
В России специально выпустят диких клещей для борьбы с вредителями