Навколо Землі на величезній швидкості обертаються тонни космічного сміття. За даними Європейського космічного агентства, відходів на орбіті накопичилося так багато, що проблема ось-ось вийде з-під контролю.
Науковці підрахували, що буквально за 60 років навколо Землі накопичилося понад 750 тис. об’єктів великого сміття та 167 млн – дрібного (менше 1 см). На орбіті діють свої закони (немає повітря), тож уламки рухаються з неймовірною швидкістю – 8 км/с. Це створює ризики для об’єктів супутників і космонавтів. Наприклад, щоб пробити скафандр, досить шматочка розміром з краплю.
У 2013 р. фрагмент сміття зіткнувся з російським наносупутником BLITS. Унаслоідок цього апарат розвалився та приєднався до космічних відходів. А 2016 року якась частинка потрапила в ілюмінатор МКС, на щастя, вона його не пробила, проте залишила вдавлення діаметром 7 мм. Таких прикладів, на жаль, дуже багато. Тему космічного сміття ппорушили навіть у Голлівуді. У 2013 р. зняли фільм «Гравітація». Причиною всіх лих у цій картині стає зіткнення уламків з МКС.
Учені вважають, що наразі найбільше в космосі насмітили США, за ними йде Росія, а на третьому місці – Китай. Крім уламків космічних апаратів, навколо орбіти літають загублені інструменти екіпажу МКС і навіть відходи їхньої життєдіяльності. Колись на станції не було системи переробки сечі, тому астронавти виливали її просто в космос.
На відео зображено момент втрати космонавтом камери
На те, як довго космічне сміття обертається навколо планети, впливає насамперед висота орбіти. Уламки, що перебувають низько, рано чи пізно згорають в атмосфері. А ті об’єкти, що літають вище, дуже дорого виводити на низьку орбіту, тому їх намагаються, навпаки, підняти вище – на «орбіту захоронення», де вони кружлятимуть століттями.
Зараз дедалі більше вчених стурбовані проблемою забруднення орбіти. Сміття може збивати важливі супутники, а деяке навіть падати на поверхню планети. Людство вже усвідомило, що гори відходів небезпечні не тільки на Землі, а й у космосі. Тому зараз багато компаній з усього світу розробляють технології космічного прибирання.
DARPA збирається ловити сміття за допомогою сітки та гарпуна
З 2010 р. американське оборонне агентство DARPA почало інвестувати в незвичний для нього проект — у створення гарпуна для захоплення супутників, що вже відпрацювали. Ідея створення такого пристрою належить компанії Star Inc. Науковці пропонують вивести на орбіту дванадцять супутників — «електродинамічних ліквідаторів» (Electrodynamic Debris Eliminator — EDDE), озброєних великими сітками та гарпунами.
Передбачається, що за 7 років роботи вони зможуть зібрати близько 2,5 тис. об’єктів вагою понад 2 кг. Технологія EDDE дозволить відправити сміття на дно Тихого океану, «спалити» в атмосфері або відправити на перероблення.
Космічні гарпуни — це стокілограмові пристрої, що працюють на сонячних акумуляторах. Star Inc. збирається «стріляти» ними із Землі в напрямку найбільших скупчень сміття. Фахівці запевняють, що їхні EDDE зможуть облітати діючі супутники.
Спочатку сміттєзбиральні космічні роботи планували розпочати 2017 року. На жаль, цього не сталося. Найімовірніше, компанія ще працює над розробленням правил космічного руху для свого апарата.
Повітряні кулі проти сміття
Американська корпорація Global Aerospace винайшла нестандартне рішення боротьби з космічними відходами. В основі методу – ідея транспортування сміття в атмосферу Землі, де воно з великою часткою ймовірності швидко згорить. Як буксир учені запропонували використати величезні повітряні кулі — Gossamer Orbit Lowering Device, або GOLD («Легкий, як павутинка, пристрій зниження орбіти»). Уперше свій винахід Global Aerospace презентувала на конференції з астродинаміки «Astrodynamics Specialist Conference» у 2010 р.
Кулі GOLD пропонують виготовляти з надтонкого, але міцного матеріалу. Діаметр становитиме 37 метрів. Зазначимо, що до цілі призначення їх збираються виводити складеними. Науковці заявили, що загальна вага коробки з кулею та пристроєм для надування становитиме 36 кг. Після зустрічі з мішенню-сміттям GOLD прикріплюється до об’єкта. Наступний етап — природне збільшення сили тертя цього тандему, що посприяє зниженню швидкості та подальшому входженню в щільні шари атмосфери.
Недоліком такого методу вчені вважають обмеженість дії – очистити навколоземний простір за допомогою куль можна буде лише на низьких орбітах — до 2000 км. Проте саме тут і спостерігається найбільша засміченість. Серед головних переваг цих «санітарів» — невеликі фінансові витрати на виготовлення та можливість розміщувати GOLD на ракетах, що летять у своїх справах.
NASA обгорне сміття «ковдрою»
У 2017 р. NASA надала каліфорнійській компанії Aerospace Corporation гроші на розроблення міцних і супертонких «ковдр» Brane Craft для обволікання космічного сміття. Площа такого пристрою становить близько 10 кв. м, а товщина менша, ніж людська волосина. Їхнє головне завдання – виловлювання сміття, а також його подальше спускання в атмосферу.
Наразі Aerospace Corporation перебувають на стадії вибору матеріалу для «ковдр», однак вони вже визначилися, що конструкція Brane Craft буде модульною (завдяки цьому можна в будь-який момент замінити пошкоджену ділянку). Також пристрої планують укомплектувати як сонячними батареями, так і паливом для експериментальних іонних двигунів NASA.
Учені хочуть найближчим часом запустити на низьку навколоземну орбіту декілька десятків таких пристроїв. Планують, що на початковому етапі кожна ковдра виловлюватиме до 1 кг відходів. У NASA заявили, що в 2019 р. публіці покажуть перший зразок Brane Craft.
Лазерне знищення космічного сміття
На початку 2018 р. Цюань Вень та його колеги з Інженерного університету ВПС Китаю запропонували новий метод очищення космічного простору. Вони планують випаровувати або розбивати непотрібні об’єкти за допомогою лазера.
Цю ідею вже давно виношували багато винахідників. Однак досі вона була із сфери фантастики: ніхто не розумів, як відстежувати ціль і наводити приціл. На жаль, і в представників Китаю є нестикування. Вони змогли побудувати цікаву комп’ютерну модель, вони довели, що орбіти «зброї» і сміття мають бути розташовані на одній площині, а також вибрали мішенями уламки понад 10 см. Обстріл планують вести з періодичністю 20 пострілів на секунду. Унаслідок цього сміття має або згоріти, або змінити свою швидкість і поступово «впасти» в атмосферу.
Проте вони не продумали, що для роздроблення такого великого за космічними мірками сміття знадобиться дуже сильний лазер, а це вже буде вважатися зброєю. А як відомо, міжнародним правом заборонено використання космічної зброї. Також незрозуміло, чим живитиметься такий потужний пристрій. Зрозуміло одне — винахідники лазера тільки на початку свого шляху, і наразі невідомі всі тонкощі нового космічного очищувача.
Досі на орбіту Землі не виведено жоден сміттєзбирач. Учені й далі вирішують головну проблему — як зробити пристрій таким, щоб не пошкодити під час «збирання» супутники, які функціонують.
Інші фахівці порушують питання профілактики засмічення космосу. По-перше, вони пропонують робити супутники більш довговічними, а по-друге, збільшити їхню маневреність. Також NASA та ESA зараз серйозно підійшли до створення каталогу орбіт усіх космічних уламків, що надалі сприятиме зменшенню ймовірності зіткнення супутника або МКС із відходами.