Проблема засорения космоса | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 1 мая, печатный экземпляр отправим 5 мая.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Игуминова, В. А. Проблема засорения космоса / В. А. Игуминова, А. Е. Карючина, Е. О. Реховская. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы IX Междунар. науч. конф. (г. Казань, апрель 2020 г.). — Казань : Молодой ученый, 2020. — С. 14-17. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/368/15725/ (дата обращения: 17.04.2021).



В статье рассмотрены основные причины возникновения космического мусора и дальнейшая перспектива околоземного пространства. Были представлены структуры, занимающиеся мониторингом каталогизированных космических обломков, а также проанализированы наиболее эффективные методы минимизации скопившегося мусора.

Ключевые слова: космический мусор, космический аппарат, околоземное пространство, спутники, орбиты.

С момента возникновения и становления космической техники, человечество не задумывалось о том, что множество объектов, запускаемых в космос, останется там на сотни лет. Этому может свидетельствовать тот факт, что значительная часть космических объектов (КО), отправляемых на околоземную орбиту, не в силах реализовать самовозврат в земную атмосферу. В частности это касается КО на высокоэллиптических и геостационарных орбитах. Конструкторы, создававшие и создающие их, в большинстве своём, изначально не закладывают в них такую возможность. [1]. Под космическим мусором понимают все искусственные объекты и их фрагменты, образовавшиеся в результате разрушений крупной ракетно-космической техники (РКТ) (космических аппаратов, верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков), находящихся на околоземных орбитах в космосе, которые не функционируют, но являются опасным фактором воздействия на действующие космические аппараты [2].

Целью настоящей работы является изучение возможных факторов образования мусора в космосе и его влияние на околоземное пространство, а также проанализировать, как с этой проблемой борются организации, занимающиеся системой контроля космического пространства.

Задачи:

− Обзор основных причин возникновения космического мусора;

− Рассмотрение влияния скопившихся обломков на действующие космические аппараты;

− Анализ путей решения по снижению объемов космического мусора.

С начала космической эры было осуществлено более 5500 запусков. За этот период в околоземное космическое пространство было выведено свыше 30 тысяч космических объектов (КО), общей массой более 8800 тонн. На сегодняшний день количество объектов космического мусора (рис.1), находящихся на орбите, стремительно увеличивается (табл.1) [3].

Рис. 1. Скопления мусора на Земной орбите

Источниками техногенного загрязнения околокосмического пространства (ОКП) являются весьма разнообразные агрегаты, деятельность которых осуществляется человеком. Стоит отметить, что небесные тела, как правило, не представляют серьезной угрозы для современных космических аппаратов (КА), так как они, проходя через ОКП, сгорают в плотных слоях атмосферы и в редких случая достигают поверхности Земли. Космические агрегаты, запущенные с Земли на орбиты, остаются на них долгое время, что представляет потенциальную угрозу для действующих космических аппаратов, объектов на Земле и ее населения.

Таблица 1

Фракционный иколичественный состав обломков на орбите Земли

Число обломков

34 000

900 000

128 000 000

Размер частиц, мм

>100

10…100

1…10

Образование космического мусора непосредственно связанно с запусками искусственных спутников Земли (ИСЗ), вводом их на орбиту и дальнейшим функционированием автоматических и пилотируемых аппаратов. Наибольшую опасность будет представлять мусор, образовавшийся в результате разрушений космических объектов, таких как взрывы и столкновения [4]. За время освоения космоса были зафиксированы несколько случаев, способствующих резкому росту единиц мусора. Так проведенное Китаем в 2007 году противоспутниковое испытание, в ходе которого была использована ракета для уничтожения старого метеорологического спутника, увеличила количество обломков мусора на 25 %. Другим примером является столкновение спутников Космос-2251 и Iridium 33 в 2009 году. Этот удар на скоростях в десяток километров в секунду привел к образованию 2000 единиц отслеживаемого мусора, летящего по непредсказуемым траекториям [5, 6].

Мониторинг состояния галактической среды необходим для компетентной организации освоения ОКП и его дальнейшей эксплуатации. В настоящее время существует достаточно большое количество сообществ, активно занимающихся сбором и обработкой данных о состоянии действующих КО, а также наблюдением за появлениями новых. К их числу относят Российскую систему контроля космического пространства (СККП), European Space Agency (eesa) — Европейское космическое агентство, European Incoherent Scatter Scientific Association (EISCAT) — Европейская научная ассоциация по некогерентному рассеянию радиоволн, Ground-based Electro-Optical Deep Space Surveillance (GEODSS) — наземный электронно-оптический комплекс зондирования глубокого космоса и другие.

На сегодняшний день накопление мусора не является естественно обратимым процессом. К сожалению, сбор космического мусора и его утилизация представляет собой очень дорогостоящую и практически невыполнимую задачу. В данный момент специалисты предлагают ряд мер, позволяющих, по крайней мере, отодвинуть срок наступления эффекта Кесслера. Во-первых, необходимо поддерживать относительно низкий уровень засоренности защищаемых зон космического пространства путем оперативного увода недействующих КА на орбиты захоронения или в плотные слои земной атмосферы (в частности, согласно ГОСТ Р 52925–2018). Во-вторых, минимизировать число КМ и продумать пути его утилизации можно уже на стадии проектирования аппаратов. Ведь грамотно продуманные конструкции и материалы обеспечат аппаратам большее отношением площади поверхности к массе, что способствует эффективному атмосферному торможению при их разрушении.

Еще одной мерой в борьбе с большими объемами КМ является совершенствование и модернизация уже существующих устройств, задача которых состоит в улавливании мусора. Ярким примером служит разработка представителями холдинга «Российские космические системы»  сборщик космического мусора (СКМ) (рис. 2).

https://www.roscosmos.ru/media/img/2019/news/20190327.rks.01.jpg

Рис. 2. Сборщик космического мусора (СКМ)

По словам автора проекта, инженера-исследователя РКС Марии Барковой, отличительной особенностью данного проекта от существующих аналогичных является переработка космического мусора в псевдожидкое топливо. Это позволяет решить сразу несколько задач — обеспечить безотходное уничтожение мусора и максимальный срок работы аппарата, а также минимизировать стоимость его вывода на орбиту.

Литература:

  1. Всероссийская конференция с международным участием «Космический мусор. Фундаментальные и практические аспекты угрозы» / Москва ИКИ РАН, 17–19 апреля 2019 г.  88 с.
  2. Свободная энциклопедия Википедия: Космический мусор [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://ru.wikipedia. org/wiki/Космический_мусор, свободный. — Загл. с экрана.
  3. European Space Agency: Space debris by the numbers [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://www.esa.int/Safety_Security /Space_Debris/Space_debris_by_the_numbers, свободный. — Загл. с экрана.
  4. Вениаминов С. С., Червонова А. М. Космический мусор  угроза человечеству / С. С. Вениаминов, А. М. Червонова. М.: ИКИ РАН, НИЦ РКО ФБУ 4 ЦНИИ МО РФ, 2013.  208 с.
  5. European Space Agency: About space debris [Электронный ресурс], — Режим доступа:https://www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris/About space_debris, свободный. — Загл. с экрана.
  6. National Aeronautics and Space Administration: Space Debris and Human Spacecraft [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://www.nasa.gov/mission_pages/station/news/orbital_debris.html, свободный. — Загл. с экрана.
Основные термины (генерируются автоматически): космический мусор, космическое пространство, околоземное пространство, EISCAT, GEODSS, аппарат, земная атмосфера, орбит, основная причина возникновения, результат разрушений.

Ключевые слова

космический аппарат, космический мусор, спутники, околоземное пространство, орбиты

Похожие статьи

Анализ радиационной стойкости космических аппаратов связи...

Одни из первых космических аппаратов несли свою службу всего около года. В настоящее время возникает задача конструирования аппаратов

Влияние солнечной активности на потоки частиц радиационного поля Земли в основном проявляется на низких орбитах космических...

космическое пространство, Земля, космос, технический...

Благодаря космонавтике, в последние десятилетия, околоземное космическое пространство, Луна и планеты становились сферой активной деятельности человека.

Космонавтика–отрасль науки, которая занимается освоением космического пространства в мирных целях.

Выбор типа орбит космических систем оптико-электронного...

Выполнение требований к космическим системам оптико-электронного наблюдения (КСОЭН) по целевому назначению определяются орбитальным построением, в том числе выбором типа орбит. Важным этапом при этом является выбор показателей эффективности, которые...

Критерии оптимизации взаимоотношения человека с природой

Запуск на орбиту космических аппаратов, их функционирование, в частности, их аварийная или штатная ликвидация приводят к накоплению

Ключевые слова. околоземное космическое пространство, кислотные дожди, парниковый эффект, озоновый слой, космический мусор.

Исследование радиационных нагрузок малых космических...

Использование малых космических аппаратов и наноспутников на низких солнечно-синхронных орбитах позволяет значительно улучшить качество навигации объектов.

По современной классификации космические аппараты делятся по своей массе на три основных группы.

Экологическая роль стратосферного озона для земной биоты

кислотные дожди, парниковый эффект, озоновый слой, космический мусор, околоземное космическое пространство. Экологическая роль стратосферного озона для земной биоты. Охрана атмосферного воздуха | Статья в журнале...

Об использовании коллинеарной точки либрации при решении...

В статье рассматриваются вопросы, связанные с проблемой кометно-астероидной опасности. Предлагается метод для мониторинга околоземного космического пространства посредством КА, который функционирует в окрестности коллинеарной точки либрации (L1, L2)...

Воздействие космоса на организм человека. | Статья в журнале...

Но исследование показало малоутешительные результаты.

космическое пространство, Земля, космос, технический прогресс, освоение космоса, окружающая

Ключевые слова: образ, образ космоса, образы космического пространства, космическое пространство...

На пути к созданию орбитальной космической станции...

- история освоения космического пространства и процесс создания орбитальной космической станции.

4 октября 1957 года объект «ПС» (простейший спутник) был выведен на околоземную орбиту, а 3 ноября 1957 года «ПС-2» с собакой по имени Лайка ушёл в космос.

Похожие статьи

Анализ радиационной стойкости космических аппаратов связи...

Одни из первых космических аппаратов несли свою службу всего около года. В настоящее время возникает задача конструирования аппаратов

Влияние солнечной активности на потоки частиц радиационного поля Земли в основном проявляется на низких орбитах космических...

космическое пространство, Земля, космос, технический...

Благодаря космонавтике, в последние десятилетия, околоземное космическое пространство, Луна и планеты становились сферой активной деятельности человека.

Космонавтика–отрасль науки, которая занимается освоением космического пространства в мирных целях.

Выбор типа орбит космических систем оптико-электронного...

Выполнение требований к космическим системам оптико-электронного наблюдения (КСОЭН) по целевому назначению определяются орбитальным построением, в том числе выбором типа орбит. Важным этапом при этом является выбор показателей эффективности, которые...

Критерии оптимизации взаимоотношения человека с природой

Запуск на орбиту космических аппаратов, их функционирование, в частности, их аварийная или штатная ликвидация приводят к накоплению

Ключевые слова. околоземное космическое пространство, кислотные дожди, парниковый эффект, озоновый слой, космический мусор.

Исследование радиационных нагрузок малых космических...

Использование малых космических аппаратов и наноспутников на низких солнечно-синхронных орбитах позволяет значительно улучшить качество навигации объектов.

По современной классификации космические аппараты делятся по своей массе на три основных группы.

Экологическая роль стратосферного озона для земной биоты

кислотные дожди, парниковый эффект, озоновый слой, космический мусор, околоземное космическое пространство. Экологическая роль стратосферного озона для земной биоты. Охрана атмосферного воздуха | Статья в журнале...

Об использовании коллинеарной точки либрации при решении...

В статье рассматриваются вопросы, связанные с проблемой кометно-астероидной опасности. Предлагается метод для мониторинга околоземного космического пространства посредством КА, который функционирует в окрестности коллинеарной точки либрации (L1, L2)...

Воздействие космоса на организм человека. | Статья в журнале...

Но исследование показало малоутешительные результаты.

космическое пространство, Земля, космос, технический прогресс, освоение космоса, окружающая

Ключевые слова: образ, образ космоса, образы космического пространства, космическое пространство...

На пути к созданию орбитальной космической станции...

- история освоения космического пространства и процесс создания орбитальной космической станции.

4 октября 1957 года объект «ПС» (простейший спутник) был выведен на околоземную орбиту, а 3 ноября 1957 года «ПС-2» с собакой по имени Лайка ушёл в космос.