Космическая рыбалка: спутники ЕSА будут «отлавливать» мусор

Европейское космическое агентство разрабатывает спутник, способный приближаться к объекту, дрейфующему по околоземной орбите

После выхода фильма «Гравитация», собравшего множество наград за изображение астронавтов, избежавших столкновения со спутниками, самое время поговорить о реальной угрозе, исходящей от космического мусора. Европейское космическое агентство (ESA) разрабатывает спутник, который может приблизиться к объекту, дрейфующему по околоземной орбите, на максимальное расстояние и захватить его роботизированной рукой, сетью или гарпуном. Разработка такого устройства является лишь одной из идей, которые будут обсуждаться в рамках симпозиума ESA по вопросам миссии e.DeOrbit, сообщается в Gizmag.

По данным ESA, на орбите Земли находится около 17 000 объектов, бóльших, чем чашка кофе, а более мелкие объекты вообще невозможно сосчитать. Это может показаться не слишком опасным, но на орбитальной скорости даже мельчайшие объекты могут при ударе иметь воздействие, сравнимое с пулей, а обычная стальная гайка при столкновении может быть сравнима с ручной гранатой.

Кроме того, как показывают последствия столкновения спутников Iridium 33 и Kosmos 2251 в 2009 году, при взаимодействии с небольшим количеством космического мусора спутник может попасть в облако «шрапнели», что создаст опасность для других космических аппаратов. Возможно, таких разрушительных и кинематографических эффектов, как в фильме «Гравитация», не последует, но реальный ущерб сделает полеты в космос на переполненных орбитах более опасными и дорогостоящими.

И это больше, чем просто столкновения. ESA отмечает, что в то время как многие обломки космического мусора являются остатками спутников, также есть и части ракет. Это не просто осколки металла и электрических схем. Среди них есть компоненты топлива и батареи. Любой из таких объектов взрывоопасен.

Распространение космического мусора. Изображение с сайта esa.int

Миссия e.DeOrbit

Миссия e.DeOrbit нацелена ​​на очистку от космического мусора низкой околоземной орбиты, а также полярных орбит на высоте от 800 километров (500 миль) до 1000 километров (625 миль). Спутник e.DeOrbit будет весить около 1600 килограмм (3500 фунтов) и сможет попасть на орбиту на одной из ракет ESA Vega.

Спутник e.DeOrbit будет работать примерно так: он должен приблизиться к объекту, который находится в неизвестном состоянии, не функционирует и, вероятно, вращается. Приблизившись, но находясь на безопасном расстоянии, космический аппарат должен оценить ситуацию. Это означает, что он должен обладать двигательной и навигационной системами, камерами и иметь постоянную связь с центром управления.

Существуют и определенные трудности. Есть несколько способов заманить в ловушку погибший спутник. Робот, который может приблизиться и захватить спутник, кажется наиболее подходящим методом. Но это означает, что нужно будет приблизиться к небезопасному вращающемуся объекту, при этом возникает опасность выхода самого робота из-под контроля.

«Захват» бывшего спутника с помощью сети. Изображение с сайта esa.int

Другой способ заключается в том, чтобы запустить в цель гарпуны, а затем приблизить захваченный объект. Но любой выстрел вызывает отдачу, которую в космосе сложно контролировать.

Для любителей научной фантастики есть еще один вариант. Можно попробовать придвинуть погибший спутник при помощи пучка ионов, но эти технологии еще недостаточно совершенны.

Согласно докладу ESA, два наиболее перспективных метода захвата объектов космического мусора – это механические щупальца и сети. В первом случае спутник e.DeOrbit приближается к цели и занимает положение напротив объекта. Затем множество щупалец захватывают цель, пока робот удерживает спутник от колебаний. Во втором случае, с использованием сети, спутник e.DeOrbit выстреливает сетью, она развертывается подобно вееру и захватывает объект, а аппарат притягивает его к себе.

Ловушка для спутника. Изображение с сайта esa.int

В поисках космической свалки

На первый взгляд, все просто, но захват объекта – это лишь половина дела. Сначала спутник e.DeOrbit должен остановить вращение объекта, и лишь затем он сможет с ним что-то сделать. Здесь кроется главная сложность.

Сегодня перед ESA стоит ряд вопросов. Следует ли использовать химические ракеты, электрические силовые установки или их комбинацию? Сколько они будут стоить? Как это будет зависеть от размера спутника? Сможет ли ESA справиться с этим самостоятельно или будет необходимо партнерство с другим космическим агентством?

Еще один важный вопрос – что делать с космическим мусором. Один из способов избавиться от него – поднять на более высокую орбиту в 2000 километров (1250 миль). Общий риск при этом меньше, но это все еще означает, что мусор будет находиться на орбите и его количество рано или поздно достигнет критической отметки.

Альтернативный способ – опустить объект на высоту 600 километров (375 миль), чтобы он сгорел в атмосфере. Однако это имеет больший общий риск: ведь сгорающие объекты тоже нужно контролировать – например, направить их на необитаемые участки океана, чтобы избежать опасности их падения на Землю.

Поиск ответов на эти и другие вопросы – задача симпозиума e.Deorbit, который состоится 6 мая в Нидерландах, где представители Европейского космического агентства и космической промышленности представят свои идеи.