Как космический мусор угрожает Земле

С начала космической эры человечество активно осваивает околоземное пространство, запуская спутники, пилотируемые корабли и строя межпланетные станции. Однако наряду с техническим прогрессом возникла серьезная проблема — накопление космического мусора. Эти объекты представляют угрозу не только для действующих спутников, но и для МКС, а в перспективе — даже для земной инфраструктуры. Подробнее — в материале «‎Рамблера».

Что такое космический мусор?

Космический мусор — это искусственные объекты, находящиеся в околоземном пространстве, которые уже не выполняют никаких функций. К нему относятся:

• Отработанные ступени ракет — первая и вторая ступени носителей, которые после выполнения своей задачи остаются на орбите;
• Неисправные спутники — устройства, утратившие работоспособность, но продолжающие вращаться вокруг Земли;
• Фрагменты разрушенных объектов — обломки, образовавшиеся в результате столкновений или испытаний противоспутникового оружия;
• Мелкие предметы — болты, гайки, куски изоляционного покрытия, а также потерянные предметы космонавтов.

По данным Европейского космического агентства (ESA), на орбите Земли насчитывается более 36 500 объектов размером более 10 см, около одного миллиона фрагментов размером 1–10 см и более 130 миллионов частиц размером менее 1 см. Согласно отчету NASA за 2023 год, в среднем в год фиксируется до 200 столкновений с фрагментами мусора, что подтверждает серьезность проблемы.

Что происходит с человеческим телом в условиях нулевой гравитации

Опасность столкновений

Даже небольшой фрагмент космического мусора может представлять серьезную угрозу для действующих спутников. Из-за огромной скорости (до 28 000 км/ч) столкновение с объектом размером всего в несколько миллиметров может привести к разрушению спутника. Наибольшую опасность представляют:

1. МКС — из-за высокой концентрации мусора экипажу приходится регулярно проводить маневры уклонения. Например, в 2021 году станция трижды изменяла орбиту, чтобы избежать столкновений. В 2022 году из-за столкновения с мелким фрагментом мусора была повреждена тепловая защита российского модуля «Наука»;
2. Спутниковая инфраструктура — выход из строя навигационных, метеорологических и телекоммуникационных спутников может привести к глобальным перебоям в связи и наблюдениях за Землей. Согласно исследованию МТИ 2022 года, ущерб от разрушения одного крупного спутника может составить до 500 миллионов долларов;
3. Эффект Кесслера — теория, предложенная NASA в 1978 году астрономом Дональдом Кесслером, предполагает, что неконтролируемое увеличение количества мусора может привести к каскадному эффекту: каждый новый столкнувшийся объект создаст еще больше обломков, пока околоземное пространство не станет непригодным для использования. В 2009 году столкновение спутников «Иридиум-33» и «Космос-2251» стало ярким подтверждением этого эффекта.

Как мусор может угрожать Земле?

Большая часть космического мусора со временем сходит с орбиты и сгорает в атмосфере. Однако крупные фрагменты могут достигать поверхности планеты. Например:

• В 1979 году неконтролируемо сошла с орбиты американская станция «Скайлэб», и ее обломки упали в Австралии.
• В 2001 году контролируемый сход российской станции «Мир» вызвал волну интереса, так как ее фрагменты достигли Тихого океана.
• В 2022 году фрагмент китайской ракеты Long March 5B неконтролируемо вошел в атмосферу, и его части упали в Индийском океане.

Хотя вероятность попадания космического мусора в населенные районы крайне мала, рост его количества увеличивает риск подобных инцидентов. В 2020 году фрагмент ракеты «Фалькон 9» компании SpaceX упал на территорию американского штата Вашингтон, что стало редким, но тревожным случаем.

Методы борьбы с космическим мусором

Для предотвращения катастрофического сценария космические агентства разрабатывают стратегии по очистке орбиты. Среди них:

1. Контролируемый сход с орбиты

Многие спутники и ракеты оснащаются системами, позволяющими им сойти с орбиты после завершения миссии. NASA и ESA внедряют требования по дезорбитированию спутников в течение 25 лет после окончания их работы.

2. Лазерные технологии

NASA и ESA тестируют мощные лазеры, способные изменять траектории небольших фрагментов, заставляя их быстрее входить в атмосферу. Китай в 2023 году сообщил о тестах наземного лазера для «подталкивания» мусора.

3. Космические «пылесосы»

Проекты, такие как RemoveDEBRIS (Великобритания, 2018 год), тестируют сети и гарпуны для захвата мусора. В 2025 году ESA планирует запустить миссию ClearSpace-1, которая будет использовать механический захват.

4. Биодеградируемые спутники

Разрабатываются конструкции, способные полностью разрушаться в атмосфере без образования обломков. В 2021 году японская компания Sumitomo Forestry совместно с Киотским университетом начала работу над спутниками из древесины.

Проблема космического мусора становится все более актуальной, особенно с ростом количества запущенных спутников и коммерческих миссий. В 2023 году на орбиту было выведено более 2 000 спутников, что в десять раз превышает показатели 2010 года.

Если не предпринять меры, человечество может столкнуться с ситуацией, когда дальнейшее освоение космоса будет затруднено. Международное сотрудничество и инновационные технологии — ключевые инструменты в борьбе за чистоту околоземного пространства и безопасность нашей планеты.

Ранее мы писали, почему звезды «теряют» планеты.