Сдуть с орбиты: российские ученые нашли способ защиты от космического мусора

О проблеме космического мусора на орбите говорится давно. Фрагменты разрушенных спутников или отработавшие ступени ракет несут потенциальную опасность как для работающих орбитальных аппаратов, так и сами по себе. Так, при столкновении двух крупных неуправляемых объектов в космосе могут образовываться целые облака из мелких фрагментов, которые в свою очередь запускают цепную реакцию последующих взаимных столкновений, известную как синдром Кеслера.

Ученые давно работают над всевозможными спутниками-перехватчиками опасного мусора. Принцип их действия очень широк: от лазерного луча, меняющего орбиты и таким образов уводящего от столкновения, до «гарпуна», роботизированной руки и сетки-ловушки. Еще в 2018 году британские ученые из Университета Суррея испытали в космосе 100-килограммовый аппарат под названием RemoveDEBRIS («Уборщик мусора»). Астронавты выбросили с МКС ненужную коробку, размером как из-под обуви, «уборщик» дождался сближения с ней до 7 метров и выпустил в направлении мишени пятиметровую сеть. После того, как эта сеть обволокла объект, он был затянут в плотный узелок. Дальше после такой операции должно следовать сведение опасного объекта в плотные слои атмосферы, где он просто сгорит.

В данном случае самарские ученые предложили не притягивать мусор, а, наоборот, отталкивать, причем бесконтактным методом, – силой направленной в его сторону потока двигательной установки, так называемого плазменного факела.

Ученые проработали вариант такого космического «уборщика» в виде космического корабля, который может стыковаться к МКС.

При обнаружении риска потенциального столкновения за 48 часов перехватчик отстыковывается от космической станции, приближается к объекту космического мусора и направляет на него ионный пучок, который генерируется электрореактивным двигателем космического корабля. Это бесконтактное воздействие осуществляется с расстояния около 10 метров на протяжении считанных часов.

«Попадая в поверхность объекта, частицы ионного пучка оказывают на него силовое воздействие, что приводит к требуемому изменению орбиты», – говорится в статье. – После завершения маневра перехватчик возвращается на космическую станцию для дозаправки и обслуживания».

Серия численных расчетов миссии и затрат на топливо показала, что данный способ окажется на порядок экономичней, чем нынешний, пока единственный способ «увода» станции от космического мусора методом изменения ее орбиты. Это делается с помощью запуска двигателей ее модулей или пристыкованных космических аппаратов. С 1999 года было выполнено 38 «подскоков» МКС во избежании столкновения, последний из них состоялся 10 ноября 2023 года.

Справка. На орбите Земли в настоящее время может находиться около 130 миллионов объектов космического мусора размером менее 1 см, около 1 миллиона - до 10 см и свыше 30 тысяч объектов - размером более 10 см.