Однако не только достижения являются результатом освоения космического пространства. Оставшиеся на орбите неработающие спутники, верхние ступени ракет-носителей (РН) — все это образовало космический мусор.

Большие и маленькие объекты космического мусора (КМ) с огромной скоростью вращаются вокруг Земли. Сталкиваясь между собой крупные частицы образуют целое «облако» мелких частиц, которые продолжают движение по орбите. Даже осколок размером менее 1 см, двигаясь со скоростью 8 км в секунду (в 7 раз быстрее пули), может нанести непоправимый ущерб действующим космическим объектам. Всерьез об их безопасности задумались после катастрофического столкновения американского спутника связи «Iridium 33» с российским спутником связи «Космос-2251» в феврале 2009 г. Спутники были разрушены, а на орбите появилось множество обломков (более 600).

Дыра, оставленная космическим мусором в спутнике SolarMax

Количество мусора нарастает быстрыми темпами. Несколько тонн неработающих объектов, вращающихся на орбитах, и столкновения их мелких и крупных частей представляют реальную угрозу действующим объектам.

Модель загрязнения околоземного космического пространства объектами КМ (геостационарная орбита)

С 1960-х гг. за космическими объектами на орбите начали вести наблюдение, составляя каталог наиболее крупных из них. Анализ движения данных объектов позволил предупреждать столкновение действующих аппаратов с крупными частями мусора. Так, учитывая прогноз, станция МКС несколько раз проводила маневры и уклонялась от столкновений. Сейчас вводится в эксплуатацию новая система Space Fence, которая позволит наблюдать до 200 тыс. объектов размером от 10 см.

Модель загрязнения околоземного космического пространства объектами КМ (низкие околоземные орбиты)

По оценкам разных источников, в районе низких околоземных орбит до высот около 2 000 км находится порядка 300 тыс. техногенных объектов размером от 1 см и более в поперечнике, общей массой до 5 000 т. Из них только порядка 13 % (около 17 тыс. объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами, и лишь около 7 % отслеживаемых объектов являются действующими. Абсолютное большинство (93 %) из вышеуказанных каталогизированных объектов представляют собой космический мусор.

Для изучения проблемы космического мусора космическими агентствами ряда стран был образован Межагентский координационный комитет по космическому мусору (IADC, МККМ). Комитетом были разработаны и приняты Руководящие принципы МККМ по предупреждению образования космического мусора.

Защита с российского модуля МКС «Звезда», которая была пробита алюминиевым болтом на скорости 6800 м/с

Солнечная батарея станции «Мир» получила значительные повреждения от космического мусора

Сквозное отверстие в радиаторной панели шаттла «Индевор», оставшееся после столкновения с куском мусора

На основе этих принципов в 2006 г. Украиной также был принят соответствующий документ — «Ограничение засорения околоземного космического пространства при эксплуатации космической техники». Конструкторское бюро (КБ) «Южное» при разработке новых образцов ракет-носителей и спутников использует все рекомендации этого документа. Основные принципы, которые надо учитывать при создании и эксплуатации космической техники для уменьшения количества космического мусора на орбите, следующие:

1. Проектировать космические системы таким образом, чтобы не было случайно отделяемых элементов конструкций — датчиков, крышек, механизмов отделения и пр., как это было с первыми космическими аппаратами.
2. Свести к минимуму возможность самопроизвольных разрушений на орбите. Разрабатывать способы и алгоритмы пассивации космических аппаратов и орбитальных ступеней ракет-носителей в конце полета. Пассивация предназначена для исключения возможности взрыва. Для этого надо утилизировать остатки топлива верхних ступеней ракет-носителей, сжатые газы и запасы энергии аккумуляторов космических аппаратов.
3. Предусматривать возможность проведения маневров на орбите для предотвращения столкновения.
4. Предусматривать возможность увода космических объектов после окончания срока эксплуатации на более низкие орбиты для постепенного спуска и сгорания в плотных слоях атмосферы. Для космических аппаратов, работающих на высоких орбитах (1 500–1 800 км), предусматривать возможность увода на орбиты захоронения, находящиеся на высоте около 2 000 км. Увод космических объектов с рабочих орбит должен производиться за срок не более 25 лет.

Учитывая глобальность проблемы космического мусора, компании многих стран приступили к разработке систем для очистки космических орбит. Системы условно можно разделить на активные и пассивные.

Читать далее.