Er rumrester så farligt? Hvor skal man begynde at rense banerne? Hvilke juridiske problemer skal løses for dette? Hvilke projekter tilbydes? Korrespondenten for "RG" taler om dette med Vladimir Agapov, en seniorforsker ved Institute of Applied Mathematics opkaldt efter V. I. M. V. Keldysh, som er hovedorganisation for det russiske videnskabsakademi om problem med rumrester.
Så de førende rummagter, fra ord om faren for rumforurening, besluttede endelig at komme i gang. Pionererne vil være japanerne, der skal teste et sådant rengøringssystem i februar. Men er det virkelig så relevant? Jo årene går jo, der tales meget om faren for skrald, men stort set er der ikke sket alvorlige ulykker på grund af det. Måske lade det flyve og ikke behøver at bruge mange penge?
Vladimir Agapov: Lad os først finde ud af, hvad vi faktisk taler om. Hvad er rumrester? Ifølge eksperter kredser mere end 650 tusinde forskellige genstande mere end en centimeter i størrelse rundt om Jorden. Heraf spores kun store i øjeblikket, mere end 10 centimeter, hvoraf der er omkring 22 tusind. De andre hundredtusinder er inkognito, "Mr. X". Men der er endnu mindre, cirka en millimeter, deres antal anslås til cirka 3,5 millioner objekter.
Det mest ubehagelige er, at denne armada konstant vokser. Ikke kun fordi flere og flere køretøjer sendes ud i rummet, som i sidste ende også bliver til skrald. Problemet er, at "snavs" i sig selv ikke er passiv. De fragmenter, der flyver med stor hastighed, støder jo med hinanden, ødelægges, hvilket giver anledning til hundreder og tusinder af nye objekter i mange år. Det er ikke tilfældigt, at ISS og andre rumfartøjer trækkes tilbage fra et sandsynligt sammenstød med rumslam med stigende frekvens.
Men når de taler om at undgå kollisioner, så taler vi kun om tilstrækkeligt store fragmenter, der konstant spores af specielle lokalisatorer og teleskoper. Men der er meget mere lille placer i kredsløb, som ingen kan spore, men som også er ekstremt farlig. Det vides, at der efter landing blev afsløret mikrosprækker af sådanne kritiske dimensioner i de forreste vinduer på et antal rumfartøjer, at en fuldstændig trykafbrydelse af rumfartøjet næsten kunne forekomme. Efter at have indset alle disse problemer har rumkræfterne nu dramatisk intensiveret deres arbejde med at bekæmpe rumaffald. Her må tiden ikke spildes, situationen må ikke bringes til randen, når problemet er overmodent, og det vil være for sent.
Men japanerne er allerede klar til at være de første til at begynde at rengøre …
Vladimir Agapov: Det er ikke helt rigtigt. Det handler kun om at teste en af de mange muligheder. Der er ingen tvivl om, at det er vigtigt, men derimod stadig at gøre opmærksom på problemet. Faktisk, før man tager konkrete projekter alvorligt, er det nødvendigt at foretage en oversigt over alt rumrester. Hvor og hvad der flyver, hvor farlige er disse objekter. I øjeblikket har vi ikke et fuldstændigt billede. I lave baner, op til tre tusinde kilometer over jordens overflade, "hænger" omkring 80 procent af affaldet i høj og primært geostationært, som er omkring 36 tusind kilometer over Jorden, og i mellemliggende elliptiske baner - de resterende 20 procent.
Det ser ud til, at vi akut er nødt til at tage lave baner, hvor størstedelen af affald har samlet sig. Men på den anden side er den geostationære bane ikke mindre vigtig for os - når alt kommer til alt kører omkring 430 køretøjer på den, hver koster tiere, eller endda hundredvis af millioner af dollars. Takket være dem har vi internet, satellit -tv og et væld af andre faciliteter. Og i modsætning til lave baner er der kun en geostationær, og vi kan ikke miste en så unik naturressource.
Det vil sige, før du tager plads til moppen, skal du tage stilling til prioriteter?
Vladimir Agapov: Selvfølgelig. Og det er slet ikke nødvendigt at starte med groft snavs. Det kan vise sig, at det flyver, hvor der ikke er aktive enheder. Det er bedre ikke at røre ved sådanne fragmenter i den nærmeste fremtid, især hvis de ikke kolliderer med hinanden. Men det er ikke nok at udpege en farlig gruppering, det er allerede nødvendigt at forstå i den, hvad der er farligst. Det vil sige, bygge et prioriteret træ. Og først derefter begynde at bruge penge på at rense banerne. Ellers vil effekten af al denne rengøring være sparsom.
Eller måske skulle landene sideløbende blive enige om slet ikke at kaste affald? Stop forurening?
Vladimir Agapov: På initiativ af FN er der udviklet en række sådanne foranstaltninger, der er aftalt af forskellige lande. Der er nogle ganske indlysende ideer her. For eksempel, hvis en satellit eller en raketfase har fungeret, skal de enten tages ud af denne bane til en lavere, hvorfra de på grund af deceleration vil falde ned og brænde op i atmosfæren. Eller endda drukne i havet. Dette gælder for store genstande, men der er meget flere bagateller, der adskilles, når enhederne startes og under drift - alle slags møtrikker, bolte osv. Den oplagte løsning er at skabe designs, så intet bliver adskilt.
Men hovedleverandøren af skrald er eksplosioner i kredsløb. Årsagerne er meget forskellige. Oftest eksploderer restbrændstof. Faktum er, at efter at satellitten er sat i kredsløb, forbliver brændstofkomponenter, herunder selvantændelige, i raketstadiet. Så længe tankene er intakte, sker der ikke noget forfærdeligt, men hvis f.eks. En mikrometeorit bryder igennem væggen, sker der en eksplosion, og trinet går i stykker i tusinder af små stykker. Derfor anbefales det efter afslutningen af flyveprogrammet at åbne specielle ventiler for at dræne det resterende brændstof i form af gasser.
Hvilke projekter foreslås i dag for at fjerne det ophobede affald? Hvor effektiv er metoden, som japanerne vil teste?
Vladimir Agapov: Det japanske projekt går ud fra, at en særlig satellit vil skyde i kredsløb og udsende et elektrodynamisk trawl. Dette er et metalnet 300 meter langt, 30 centimeter bredt, og tykkelsen på trådene er omkring 1 millimeter. Trålen vil bevæge sig i kredsløb, generere et magnetfelt og fange nogle af de små vragrester. Om et par måneder vil "noten" med fangsten under påvirkning af Jordens magnetfelt ændre sin bane og komme ind i de tætte lag i atmosfæren, hvor den vil brænde op.
Projektet er ganske indlysende, men spørgsmålet er, om sådan et trawl samler en masse affald? I rumfartøjer bruges der faktisk ikke så mange materialer, der magnetiseres, hovedsageligt ikke-magnetiske aluminiumlegeringer, forskellige dielektriske film og for nylig kompositmaterialer. Mange andre projekter overvejes i dag. For eksempel foreslås det at bruge lasere. Men denne mulighed rejser straks mange spørgsmål. Hvordan retter man strålen mod en lille genstand, som ingen ser? Det er ikke klart. De siger, at vi vil bekæmpe det synlige. Lad os sige, at når vi retter en laserstråle mod det, vil vi skubbe objektet. Men hvor? Hvem kan forudsige, hvor han vil flyve, hvis han ikke kender objektets form, dens masse, materiale? Som et resultat af en sådan påvirkning kan objektet blive endnu mere farligt, støde sammen med en slags arbejdsapparat.
Efter min mening er en af de mest interessante ideer brugen af forskellige bremsesystemer. For eksempel, efter endt levetid, kaster satellitten et "sejl", "faldskærm" eller simpelthen en stor ballon, der er oppustet med gas. Som et resultat stiger arealet af hele strukturen kraftigt, hvilket i høj grad hæmmer det. Enheden vil hurtigt sænke flyvehøjden, komme ind i atmosfærens tætte lag og brænde op.
I science fiction -film har forskellige manipulatorer arbejdet i baner i lang tid, som fjerner og installerer satellitter og andet udstyr. Er der sådanne projekter i porteføljen af forskere?
Vladimir Agapov: Selvfølgelig. Men de er teknisk set måske de sværeste. Når alt kommer til alt har et stort affaldsobjekt en masse på op til flere tons og roterer på en kompleks måde, det kan ikke kontrolleres. Har enorm fart. Hvordan fanger man det og ikke ødelægger hverken manipulatoren eller selve rumfartøjet, som manipulatoren er installeret på? Komplekse tekniske problemer skal løses her.
3,5 millioner forskellige rumrester kredser rundt om Jorden
Men udover rent videnskabelige og tekniske problemer er der andre problemer. Når alt kommer til alt kan du på denne måde ikke kun fjerne skrald, men også andres rumfartøjer, selv arbejdende. Det vil sige, at det i hovedsagen er systemer til dobbelt anvendelse - civile og militære. Derfor er der et vigtigt juridisk aspekt i kampen mod rumaffald. På den ene side flyver rumaffald i kredsløb, men på den anden side ejes selv "døde" genstande, der er udløbet. Og et forsøg fra et af landene, selv med de bedste hensigter, for at fjerne en andens genstand, kan føre til meget alvorlige konflikter. Det betyder, at sådanne operationer skal udføres på en koordineret måde med alle deltagere, så der ikke opstår yderligere risici. Verdenssamfundet arbejder på disse spørgsmål i dag, fordi alle forstår, at enhver pludselig bevægelse kan føre til ubehagelige konsekvenser for alle. Selvom vi pludselig helt holder op med at flyve ud i rummet, vil mængden af affald stadig vokse. Estimater viser, at stigningen i vragrester kun på grund af gensidige kollisioner af allerede flyvende fragmenter i 20-30 år vil overstige tabet som følge af naturlige decelerationsprocesser i den øvre atmosfære og kredsning.
reference
I dag er den samlede masse af rumrester i kredsløb omkring 6.700 tons. Dens tæthed i højder på 800-1000 kilometer har nået et kritisk niveau. På grund af et sammenstød med det er sandsynligheden for at miste et rumfartøj i en periode på 10-15 år allerede højere end sandsynligheden for at miste et rumskib på grund af en fejl i de indbyggede systemer. Sandsynligheden for kollision af to store objekter i lave kredsløb anslås til én begivenhed om 15 år. Selv for 10 år siden er dette tal 4 gange lavere.
