Космічне сміття

Космічне сміття

космічний сміття земля

Вступ

Завдяки першим стартам космічних апаратів у космос, які продовжуються і по сьогодення та експериментам, що проводяться на навколоземній орбіті, людство спромоглося створити справжнє сміттєве звалище навколо Землі. Ці уламки можуть представляти пряму або ж опосередковану загрозу населенню. Актуальність цієї проблеми з кожним роком набирає все більші і більші оберти, що дає змогу сподіватися на найближче вирішення цього запитання.

1.Загальне положення

Космічне сміття або орбітальне сміття — некеровані об'єкти антропогенного походження, які більше не виконують своїх функції та літають навколо Землі або в меншій мірі навколо інших планет чи Сонця. Ці об'єкти різноманітного походження становлять загрозу космічним апаратам.

Питання про засмічення навколоземного космічного простору «космічним сміттям» виникло понад півстоліття тому, з початком запусків штучних супутників в кінці 50-х років. Але лише порівняно недавно, в 1993 році проблема отримала офіційний міжнародний статус — адже ефект Кесслера не знає політичних кордонів і працює однаково над США, Монголією чи Ефіопією, оскільки зачіпає він не навколоземний простір, який відноситься до якоїсь конкретної держави, а саме космічний простір Землі.

Суть ефекту Кесслера дуже проста. Космічне сміття (головним чином літальні апарати, які відслужили свій термін), по довільним орбітам обертається навколо планети з величезною швидкістю. Ці об'єкти мають величезний запас кінетичної енергії. Час від часу вони стикаються, утворюючи ще більшу кількість дрібних об'єктів — і чим вони дрібніші, тим небезпечнішими вони стають для діючих супутників і літальних апаратів. При достатньо великій кількості зіткнень, кількість нових уламків, які виникають лавиноподібно, може зробити навколоземний космічний простір (НКП) абсолютно непридатним для польотів.

Рис.

Схожа картина спостерігається в кільцях Сатурна, де крижані брили постійно кришаться (саме завдяки цьому вони добре відбивають світло і помітні з Землі). Однак знадобилися б мільйони років, щоб космічне сміття зібралось на подобу кілець, і зіткнення з ним можна було б уникнути. Сьогодні якась маленька підступна гайка, яка мчить зі швидкістю 10 км/с, може з’явитись з будь-якого боку і пошкодити справно працюючий супутник. Якщо ж кількість космічного сміття досягне критичної точки, то, згідно Кесслеру, людство взагалі втратить можливість виходити у відкритий космос.

В деяких випадках об'єкти «космічного сміття», які містять на борту небезпечні (ядерні, токсичні і т. п.) матеріали або просто мають великі розміри, можуть представляти пряму небезпеку і для Землі - при їх неконтрольованому сході з орбіти, неповному згорянні при проходженні щільних шарів атмосфери Землі і випаданні уламків на населені пункти, промислові об'єкти, транспортні комунікації і т. п.

Рис.

2.Шляхи вирішення нетривіальної задачі

Як знищити космічний мотлох на висоті понад 600 км від поверхні планети? Поки що вчені мають у своєму розпорядженні лише концепти дорогих методів боротьби з цим важкодоступним сміттям. Ефективними практичними можливостями ми поки не володіємо — і воно може безкарно кружляти над нашими головами впродовж тисячоліть.

На щастя, взаємодія з атмосферою на низьких навколоземних орбітах, які використовуються найчастіше, ліквідує основну частину сміття. А зіткнення літальних апаратів з космічним сміттям на менших висотах вже не настільки небезпечні, оскільки при цьому будь-які тіла втрачають швидкість, а з нею і свою кінетичну енергію, а потім, як правило, згорають в щільних шарах атмосфери. На висотах, де тертя об атмосферу незначне, час життя космічного сміття значно зростає. Слабкий вплив атмосфери, сонячного вітру і тяжіння Місяця можуть поступово привести до зниження його орбіти, але на це може знадобитися не одна тисяча років.

Рис.

Сьогодні пропонується вже на етапі проектування супутників передбачати засоби їх виходу з орбіти — гальмування до швидкості входу в щільні шари атмосфери, де вони згорять, не залишаючи небезпечних великих частин, або перехід на «орбіти поховання» (значно вищі за орбіти геостаціонарних супутників). Але що ж робити з тим космічним сміттям, яке вже сьогодні кружляє над нашими головами?

У 2013 році очікується пік сонячних спалахів і корональних викидів маси, що для діючих літальних апаратів досить небезпечний момент. Хороша новина в тому, що сонячний максимум не менш небезпечний для 300 000 уламків космічного сміття. У наступному році гази термосфери, шару атмосфери, який починається на висоті 90 км від поверхні Землі, розігріються до 1100? C і сильно розширяться, гальмуючи рух уламків. Це змусить більшу їх частину знизитись і, в решті решт, згоріти в атмосфері.

3.Актуальні положення

Як зазначає НАСА, кількість зафіксованого космічного сміття на орбіті почала зменшуватись ще в 2011 році, а зараз цей процес проходить все більш інтенсивно. Однак ми не можемо розраховувати виключно на допомогу світила в боротьбі з космічними уламками, і до 2014 року необхідно ввести нові міжнародні правила безпечної утилізації відпрацьованих апаратів.

Актуальність завдання забезпечення безпеки космічних польотів в умовах техногенного забруднення НКП і зниження небезпеки для об'єктів на Землі при неконтрольованому входженні космічних об'єктів в щільні шари атмосфери і їх падінні на Землю стрімко зростає. Тому в забезпечення вирішення цієї проблеми міжнародне співробітництво з проблематики «космічного сміття» розвивається за такими пріоритетними напрямами:

· Екологічний моніторинг НКП, включаючи область геостаціонарної орбіти: спостереження за «космічним сміттям» і ведення каталогу об'єктів «космічного сміття».

· Математичне моделювання «космічного сміття» і створення міжнародних інформаційних систем для прогнозу засміченості НКП і її небезпеки для космічних польотів, а також інформаційного супроводу подій небезпечного зближення космічних об'єктів та їх неконтрольованого входу в щільні шари атмосфери.

· Розробка способів і засобів захисту космічних апаратів від впливу високошвидкісних частинок «космічного сміття».

· Розробка та впровадження заходів, спрямованих на зниження засміченості НКП.

Рис.

Найбільше мотлоху в навколоземний простір сьогодні відправляє Китай (40%), США (27,5%) і Росія — (25,5%), тому саме їм необхідно в першу чергу зібратись за столом переговорів. Переводити супутники на далекі «орбіти поховання», програмувати на гальмування до швидкості входу в щільні шари атмосфери, або, може, коригувати їх рух за допомогою потужного лазера з поверхні Землі? Варіантів існує декілька, і кожен з них однозначно кращий за бездіяльність.

Висновок

Отже, спираючись на отриманні данні можна сказати, що кількість сміття на орбіті за останні 7−8 років збільшилася майже на 25%, що може привести до фатальних наслідків для населення і для самої планети, якщо дотримуватись таких темпів. Але вчені почали досить серйозно ставитися до цієї задачі і вирішувати її проблеми, деталізуючи та каталогізуючи кожен з уламків. На даному етапі вже створена значна кількість проектів, що дозволить у майбутньому значною мірою розчистити існуюче сміттєве звалище навколо Землі. Таким чином, нам залишається сподіватися на командну і мудру співпрацю між вченими різних країн, які зможуть вилікувати нашу матір-Землю.

Список використаної літератури

1. http://www.bbc.co.uk/ukrainian/science/2011/08/110 809_space_trash_as.shtml (Останнє поновлення: Вівторок, 9 серпня, 2011 p.)

2. http://tsn.ua/nauka_it/kosmichne-smittya-na-orbiti-zemli-dosyaglo-kritichnoyi-masi.html (2 вересня 2011)

3. http://www.eco-live.com.ua/content/blogs/problema-kosmichnogo-smittya (28.02.2012)

4. http://ria.ru/science_infographics/20 140 210/994124719.html (оновлено: 11:39 11.02.2014)

5. http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B5_%D1%81%D0%BC%D1%96%D1%82%D1%82%D1%8 °F (Остання зміна цієї сторінки: 11:13, 22 грудня 2013.)

ено н