Vai kosmosa atlūzas ir tik bīstamas? Kur sākt orbītu tīrīšanu? Kādas juridiskas problēmas ir jāatrisina? Kādi projekti tiek piedāvāti? "RG" korespondents par to runā ar V. I. Lietišķās matemātikas institūta vecāko pētnieku Vladimiru Agapovu. M. V. Keldiša, kas ir Krievijas Zinātņu akadēmijas galvenā organizācija kosmosa atkritumu jautājumā.
Tātad vadošie kosmosa spēki, sākot no vārdiem par kosmosa piesārņojuma briesmām, beidzot nolēma ķerties pie lietas. Pionieri būs japāņi, kuri februārī pārbaudīs šādu tīrīšanas sistēmu. Bet vai tas tiešām ir tik aktuāli? Galu galā gadi iet, daudz tiek runāts par atkritumu bīstamību, taču kopumā nopietni negadījumi nav notikuši. Varbūt ļaut tam lidot un nevajag tērēt daudz naudas?
Vladimirs Agapovs: Vispirms izdomāsim, par ko patiesībā ir runa. Kas ir kosmosa atlūzas? Pēc ekspertu domām, ap Zemi griežas vairāk nekā 650 tūkstoši dažādu objektu, kuru lielums pārsniedz vienu centimetru. No tiem pašlaik tiek izsekoti tikai lieli, vairāk nekā 10 centimetri, no kuriem ir aptuveni 22 tūkstoši. Pārējie simti tūkstoši ir inkognito, "X kungs". Bet ir vēl mazāki, apmēram milimetri, to skaits tiek lēsts aptuveni 3,5 miljonos objektu.
Visnepatīkamākais ir tas, ka šī armada nepārtraukti pieaug. Ne tikai tāpēc, ka kosmosā tiek nosūtīti arvien vairāk transportlīdzekļu, kas galu galā arī kļūst par atkritumiem. Problēma ir tā, ka pats "netīrums" nav pasīvs. Galu galā, ar lielu ātrumu lidojošie fragmenti saduras viens ar otru, tiek iznīcināti, radot simtiem un tūkstošiem jaunu objektu daudzus gadus. Nav nejaušība, ka ISS un citi kosmosa kuģi arvien biežāk tiek izņemti no iespējamās sadursmes ar kosmosa dubļiem.
Bet, kad viņi runā par izvairīšanos no sadursmēm, tad mēs runājam tikai par pietiekami lieliem fragmentiem, kurus pastāvīgi izseko īpašie lokatori un teleskopi. Bet orbītā ir daudz vairāk mazu placeru, kurus neviens nevar izsekot, bet kas ir arī ārkārtīgi bīstami. Ir zināms, ka pēc nosēšanās daudzu kosmosa kuģu priekšējos logos atklājās tik kritisku izmēru mikroplaisas, ka gandrīz varēja notikt pilnīga kosmosa kuģa spiediena samazināšana. Apzinoties visas šīs problēmas, kosmosa lielvalstis tagad ir dramatiski pastiprinājušas savu darbu kosmosa atkritumu apkarošanā. Šeit nedrīkst tērēt laiku, situāciju nedrīkst novest pie sliekšņa, kad problēma ir pārgatavojusies un būs par vēlu.
Bet japāņi jau ir gatavi pirmie sākt tīrīšanu …
Vladimirs Agapovs: Tā nav pilnīgi taisnība. Runa ir tikai par vienas no daudzajām iespējām testēšanu. Nav šaubu, ir svarīgi, bet drīzāk tomēr, pievērst uzmanību problēmai. Patiesībā, pirms nopietni ķerties pie konkrētiem projektiem, ir jāveic visu kosmosa atkritumu inventarizācija. Kur un kas lido, cik bīstami ir šie objekti. Pašlaik mums nav pilnīga attēla. Zemās orbītās, līdz pat trīs tūkstošiem kilometru virs Zemes virsmas, aptuveni 80 procenti gruvešu "karājas", augstā un galvenokārt ģeostacionārā stāvoklī, kas atrodas aptuveni 36 tūkstošus kilometru virs Zemes, un vidējās eliptiskās orbītās - atlikušie 20 procenti.
Šķiet, ka mums steidzami jāuzņem zemas orbītas, kur savākta lauvas tiesu gruveši. Bet, no otras puses, ģeostacionārā orbīta mums ir ne mazāk svarīga - galu galā šobrīd tajā darbojas aptuveni 430 transportlīdzekļi, katrs maksā desmitiem vai pat simtiem miljonu dolāru. Pateicoties viņiem, mums ir internets, satelīttelevīzija un daudzas citas ērtības. Un atšķirībā no zemām orbītām ir tikai viens ģeostacionārs, un mēs nevaram zaudēt tik unikālu dabas resursu.
Tas ir, pirms sākt kosmosa mopu, jums jāizlemj par prioritātēm?
Vladimirs Agapovs: Protams. Un nemaz nav jāsāk ar rupjiem netīrumiem. Var izrādīties, ka tas lido tur, kur nav aktīvu ierīču. Šādus fragmentus tuvākajā laikā labāk neaiztikt, it īpaši, ja tie nesaskaras viens ar otru. Bet nepietiek tikai ar bīstamas grupas izdalīšanu, tajā jau ir jāsaprot, kas ir visbīstamākais. Tas ir, izveidojiet prioritāšu koku. Un tikai pēc tam sāciet tērēt naudu orbītu tīrīšanai. Pretējā gadījumā visas šīs tīrīšanas ietekme būs niecīga.
Vai varbūt paralēli valstīm būtu jāvienojas, lai nemaz nepagāztu? Vai pārtraukt piesārņojumu?
Vladimirs Agapovs: Pēc ANO iniciatīvas ir izstrādāti vairāki šādi pasākumi, par kuriem vienojušās dažādas valstis. Šeit ir dažas acīmredzamas idejas. Piemēram, ja ir izdevies satelīta vai raķešu posms, tad tie vai nu jāizved no šīs orbītas uz zemāku, no kurienes palēnināšanās dēļ tie nolaidīsies un izdeg atmosfērā. Vai pat noslīcināt okeānā. Tas attiecas uz lieliem priekšmetiem, taču ir daudz vairāk sīkumu, kas tiek atdalīti, palaižot ierīces un darbības laikā - visu veidu uzgriežņi, skrūves utt. Acīmredzamais risinājums ir izveidot dizainu tā, lai nekas netiktu atdalīts.
Bet galvenais atkritumu piegādātājs ir sprādzieni orbītā. Iemesli ir ļoti dažādi. Visbiežāk degvielas atlikumi eksplodē. Fakts ir tāds, ka pēc satelīta ievietošanas orbītā degvielas sastāvdaļas, ieskaitot pašaizdegšanās, paliek raķešu stadijā. Kamēr tvertnes ir neskartas, nekas briesmīgs nenotiek, bet, ja, teiksim, mikrometeorīts izlaužas cauri sienai, notiek sprādziens, un solis saplīst tūkstošiem mazu gabalu. Tāpēc pēc lidojumu programmas pabeigšanas ieteicams atvērt īpašus vārstus, lai iztukšotu atlikušo degvielu gāzu veidā.
Kādi projekti šodien tiek piedāvāti, lai izvestu uzkrātos atkritumus? Cik efektīva ir metode, kuru pārbaudīs japāņi?
Vladimirs Agapovs: Japānas projektā tiek pieņemts, ka īpašs satelīts tiks palaists orbītā un izvietos elektrodinamisko trali. Šī ir metāla sieta, kuras garums ir 300 metri, platums 30 centimetri, un diegu biezums ir aptuveni 1 milimetrs. Tralis pārvietosies orbītā, radot magnētisko lauku un uztverot dažus mazos gružus. Pēc dažiem mēnešiem "vads" ar nozveju Zemes magnētiskā lauka ietekmē mainīs orbītu un iekļūs blīvajos atmosfēras slāņos, kur tas sadegs.
Projekts ir diezgan acīmredzams, bet jautājums ir, vai šāds tralis savāks daudz atkritumu? Patiešām, kosmosa kuģos netiek izmantots tik daudz materiālu, kas ir magnetizēti, galvenokārt nemagnētiski alumīnija sakausējumi, dažādas dielektriskās plēves un nesen arī kompozītmateriāli. Šodien tiek izskatīti daudzi citi projekti. Piemēram, tiek ierosināts izmantot lāzerus. Bet šī iespēja uzreiz rada daudz jautājumu. Kā virzīt staru uz mazu objektu, ko neviens neredz? Tas nav skaidrs. Viņi saka, ka mēs cīnīsimies ar redzamo. Teiksim, virzot uz to lāzera staru, mēs uzspiedīsim objektu. Bet kur? Kurš var paredzēt, kur viņš lidos, ja nezina objekta formu, tā masu, materiālu? Šādas trieciena rezultātā objekts var kļūt vēl bīstamāks, sadurties ar kādu darba aparātu.
Manuprāt, viena no interesantākajām idejām ir dažādu bremžu sistēmu izmantošana. Piemēram, pēc kalpošanas laika beigām satelīts izmet "buru", "izpletni" vai vienkārši lielu balonu, kas tiek piepūsts ar gāzi. Tā rezultātā strauji palielinās visas struktūras laukums, kas to ļoti kavē. Ierīce ātri pazeminās lidojuma augstumu, iekļūs blīvos atmosfēras slāņos un sadegs.
Zinātniskās fantastikas filmās jau ilgu laiku orbītā darbojas dažādi manipulatori, kas noņem un uzstāda satelītus un citu aprīkojumu. Vai zinātnieku portfelī ir šādi projekti?
Vladimirs Agapovs: Protams. Bet tie tehniski, iespējams, ir visgrūtākie. Galu galā liela atkritumu objekta masa ir līdz vairākām tonnām un tas rotē sarežģītā veidā, tas nav kontrolējams. Ir milzīgs impulss. Kā to notvert un neiznīcināt ne manipulatoru, ne pašu kosmosa kuģi, uz kura ir uzstādīts manipulators? Šeit ir jāatrisina sarežģītas tehniskas problēmas.
Ap Zemi griežas 3,5 miljoni dažādu kosmosa atkritumu
Bet bez tīri zinātniskām un tehniskām problēmām pastāv arī citas problēmas. Galu galā šādā veidā jūs varat izņemt ne tikai atkritumus, bet arī citu cilvēku, pat strādājošos, kosmosa kuģus. Tas ir, būtībā tās ir divējāda lietojuma sistēmas - civilā un militārā. Tāpēc cīņā pret kosmosa atkritumiem ir svarīgs juridisks aspekts. No vienas puses, kosmosa atlūzas lido orbītā, bet, no otras, pat “mirušie” objekti, kuru derīguma termiņš ir beidzies, pieder kādam. Un vienas valsts mēģinājums pat ar vislabākajiem nodomiem noņemt kāda cita objektu var izraisīt ļoti nopietnus konfliktus. Tas nozīmē, ka šādas darbības jāveic saskaņoti ar visiem dalībniekiem, lai nerastos papildu riski. Pasaules sabiedrība šodien strādā pie šiem jautājumiem, jo visi saprot, ka jebkura pēkšņa kustība var radīt nepatīkamas sekas ikvienam. Starp citu, pat ja mēs pēkšņi vispār pārtrauksim lidot kosmosā, gružu daudzums joprojām pieaugs. Aplēses liecina, ka tikai jau lidojošu fragmentu savstarpēju sadursmju dēļ 20-30 gadu laikā atlūzu pieaugums pārsniegs to zudumu dabisko palēnināšanās procesu augšējā atmosfērā un orbītas aprites rezultātā.
atsauce
Mūsdienās kopējā kosmosa atlūzu masa orbītā ir aptuveni 6700 tonnas. Tā blīvums 800–1000 kilometru augstumā ir sasniedzis kritisko līmeni. Sadursmes dēļ ar to varbūtība zaudēt kosmosa kuģi uz 10-15 gadu periodu jau ir lielāka nekā varbūtība zaudēt kosmosa kuģi borta sistēmu kļūmes dēļ. Divu lielu objektu sadursmes varbūtība zemās orbītās tiek lēsta kā viens notikums 15 gadu laikā. Pat pirms 10 gadiem šis skaitlis ir 4 reizes mazāks.
