Цивилизация
Китайские ученые предложили оригинальный способ борьбы с космическим мусором — с помощью лазера. С начала космической эры, c первого запуска советского искусственного спутника Земли, прошло уже более 60 лет, и с каждым годом ученые все чаще говорят о проблеме космического мусора,
который состоит из выведенных из эксплуатации спутников, их обломков и ступеней ракет.
В связи с растущим засорением космоса обломками ученые предлагают все новые способы их разрушения и сведения с орбиты. Гигантские магниты, сети и гарпуны, а также спутники-буксиры предлагались ранее учеными разных стран для этих целей.
Новое решение предложено китайскими учеными под руководством Цюань Вэня, исследователя из Инженерного университета ВВС Китая. В своей работе ученые провели численное моделирование, чтобы выяснить, способны ли орбитальные станции, оснащенные мощными пульсирующими лазерными установками, разрушить с их помощью другие спутники.
Основываясь на оценках скорости и траектории обломков, ученые пришли к выводу, что подобные станции способны эффективно работать, если у них и у самих обломков совпадают такие элементы орбиты, как прямое восхождение восходящего узла.
«Результаты вычислений показали, что лазерная станция с тем же наклонением и прямым восхождением восходящего узла имеет наибольшую эффективность. Это дает необходимый теоретический базис для развертывания космической лазерной станции и дальнейшего применения космических лазерных установок для удаления космического мусора», — говорится в исследовании китайских ученых, опубликованном в журнале Optik.
Планируется, что подобные станции смогут облучать обломки спутников размером более десяти сантиметров в течение двух минут со скоростью 20 импульсов в секунду.
С помощью этого метода ученые надеются либо ускорять сход крупных обломков с орбиты, либо отклонять их с курса во избежание разрушительных столкновений.
При этом ученые предполагают, что максимальное расстояние, на которое могут эффективно бить такие лазеры, не должно превышать двухсот километров.
В статье исследователи не затрагивают множество технических вопросов, связанных с тем, чем питать мощные космические лазерные установки, смогут ли они сводить с орбиты крупные обломки и главное — могут ли такие лазеры использоваться в военных целях.
Точных оценок масштаба антропогенного загрязнения околоземного космического пространства не существует. Так, американские наземные средства отслеживают порядка 17 тыс. обломков размером более десяти сантиметров,
еще более полумиллиона, по расчетам специалистов, имеют размер больше горошины.
Все эти обломки летают со скоростями в несколько километров в секунду, весьма неохотно сходят с орбиты и потому представляют реальную опасность для работающих космических аппаратов и экипажей Международной космической станции. Их общая масса, по грубым оценкам, может превышать 5000 тонн и продолжает расти. Так, в 2007 году китайские военные решили сбить ракетой свой старый метеорологический спутник «Фэнъюнь-1C», тогда в результате взрыва к космическому мусору одномоментно добавилось около 3300 новых обломков.
В 2015 году экипаж Международной космической станции был вынужден покинуть жилые отсеки и спрятаться из-за угрозы столкновения станции со старым неработающим спутником.
В марте этого года специалисты ожидают схода с орбиты крупной китайской станции «Тяньгун-1», которая была запущена в 2011 году и постепенно теряет свою высоту с 2015 года. И хотя по прогнозам большая часть элементов станции при сходе сгорит в атмосфере, есть опасения, что отдельные части могут достичь поверхности Земли — особенно те, что изготовлены из жаропрочных материалов.
Кроме того, есть опасность, что до земли долетит гидразин — особо токсичное ракетное топливо. Чтобы проиллюстрировать зону возможного падения обломков станции, была создана карта, на которой эта область заключена между 42.7° северной и южной широты. За вхождением станции в атмосферу, помимо других организаций, будут следить специалисты европейского Межагентского координационного комитета по космическому мусору, в который входят специалисты европейского, российского индийского и китайского космических агентств.