Земята търси чистачи: космически боклук колкото зрънце сол може да убие човек

Земята търси чистачи: космически боклук колкото зрънце сол може да убие човек

Ден след като светът обсъждаше на климатичната конференция в Глазгоу рисковете от човешката дейност за Земята, друго, също свързано с хората бедствие се разигра далеч над главите им, в космоса.
За космическия боклук се заговори отново по геополитическа тема, когато тази седмица Русия взриви стар съветски спътник, за да тества оръжие, и го разцепи на стотици хиляди отломки. От тях не повече от 1500 могат да се засекат от Земята.
Всички тези парчета се въртят в орбита около планетата. Дори едно от тях можеше да създаде риск за Международната космическа станция и, когато прелетя наблизо, обитателите ѝ бяха принудени да се подготвят за аварийно излитане.
А в космоса има още стотици хиляди отломки - 9600 тона отпадъци, които човекът е създал и които вече заплашват зараждащата се космическа индустрия (с прогнозен размер 3 трлн. долара в следващите десетилетия). Кораби ще трябва да маневрират, за да избягват големи и малки късове боклук, които само ще се увеличават, докато всяка година се умножава броят на новите мисии.
Кой ще изчисти всичко това?
"Зрънце сол" може да убие човек в космоса
Зад термина "космически боклук" обикновено се крият части от сателити, компоненти на ракети, останки от други апарати. Космическите апарати, разчитащи на собствено гориво, обикновено могат сами да излязат от орбита, но нуждата да се задели гориво за този процес ограничава полезният товар, който може да носи апаратът.
В зависимост колко е голямо парчето боклук, то представлява различен тип риск за космоса. Данните на НАСА от доклад, публикуван през януари 2011 г., сочат, че:
- 26 хил. парчета са поне колкото топка за тенис (или много по-големи)
- над 500 хил. са поне колкото малко шарено топче за игра;
- над 100 млн. са поне колкото зрънце сол.
"Топката за тенис" може да унищожи сателит още при сблъсъка с него. "Топчето за игра" ще го повреди или ще нанесе щети на космически кораб. "Зрънцето сол" може да пробие скафандър или да пукне прозорец на пилотиран апарат.
Това означава, че предмет с размерите на зрънце сол има потенциала да убие човек в космоса. Обяснението е в огромната скорост, която развиват, орбитирайки около Земята. За сравнение на височината на Международната космическа станция орбиталната скорост достига 27 500 км/ч.
Земята търси чистачи: космически боклук колкото зрънце сол може да убие човек
Проблеми и на земята
Сравненията със земни предмети, използвани в класификацията, са на НАСА. Оценките ѝ са консервативни спрямо тези на Европейската космическа агенция (ESA): според нея най-малките отломки (с размер между 1 мм и 1 см) вече са над 330 млн.
От сравненията и данните следва и че докато орбитират, парчетата могат да се сблъскват, а "топките" и "зрънцата сол" - да се увеличават. При това част от отломките са далеч над описаните размери. Рисковете, които това създава пред бъдещето на космическата индустрия - изпълнено с кораби, станции, сателити и най-вече хора, според сегашните визионери, от "тримата големи" в космоса до "простосмъртните" космически предприемачи със скромни стартъп компании - са трудно изчислими.
Земята търси чистачи: космически боклук колкото зрънце сол може да убие човек
NASA/Goddard Space Flight Center
Добрата новина е, че част от космическия боклук в нискоземна орбита накрая влиза в атмосферата и изгаря; това ще стане и много отломки от унищожения съветски спътник "Космос-1408", ако се вярва на специализирана компания "Леолабс". Лошата е, че равносметките на Европейската космическа агенция и НАСА не показват намаляване на отпадъците, тъй като голяма част от тях не са в такава орбита.
Достатъчно е малко парченце да удари сателит, използван в телекомуникациите, метеорологията, GPS услугите, за да създаде проблем за живота на Земята. OrbitGuardians, една от компаниите в нишата за космическия боклук, изрежда сферите, които може да бъдат засегнати от космическия боклук: интернет, финанси, комуникации, транспорт, електричество, наука, наблюдение на Земята (за земеделски, екологични, свързани със сигурността и други цели).
В момента в орбита има 6542 сателита. От тях, пише специализираното индийско издание ZME Science, едва половината "правят нещо". Другите са космически боклук (според ESA активните са 4700) А само през 2020 г. са изстреляни рекордните 1200 сателита и очакванията са броят им само да се увеличава. До 2010 г. са изстрелвани средно едва по 100 на година.
Само в комуникационния проект "Старлинк" на милиардера Илон Мъск може да излетят около 40 хил. сателита.
"Представете си, че някой ден земната орбита се пренасели и два големи сателита се сблъскат. И двата ще се разбият на малки парченца, които ще се сблъскват с други сателити и ще задействат поредица от неконтролируеми сблъсъци. Вече се е случвало."
Описаната по-горе ситуация обаче не е хипотеза, а реалност - през март китайски сателит бе ударен от отломки от руска ракета, изстреляна през 1996 г. и се разцепи при сблъсъка. Имало е и разминавания на косъм. Засега те са изключения. Сателитите могат да се наместват, за да се избегне такъв сблъсък, но в бъдеще това ще става все по-трудно.
В статията, която говори за космическия боклук, се споменава и т. нар. Кеслеров синдром - хипотезата за неизползваемост на земната орбита заради огромни количества боклук. Това не изглежда проблем сега, но със скоростта на "усвояване" на околоземната орбита ефектът му може да не е далеч.
"Мръсната работа"
С други думи, човечеството е изправено пред въпроса: как се чисти космически боклук?
Задачата е трудна - най-малкото защото събирането на отломки една по една е скъпоструващо. Те се движат бързо и непрекъснато може да променят позицията си и да се въртят. Засичането в една и съща орбита е предизвикателство. И улавящият, и уловеният апарат при повечето технологии се унищожават в атмосферата. С времето са изследвани различни идеи, както от частни компании, така и от университети, институти и национални агенции - например със специални сателити, които да се скачват с определени отломки и да ги влачат към Земята (в чиято атмосфера двете да изгарят заедно).
Частният сектор е все по-важен в това начинание. В последните години компаниите, чиято основна мисия се свързва с космическия боклук, постепенно се увеличават. От два месеца вниманието в технологичния сектор неочаквано се насочи именно към него от поредния милиардер, влязъл в космическата надпревара - съоснователя на "Епъл" Стив Возняк. Той създаде собствен стартъп, чиято цел се оказа картографиране на космическия боклук, преди да е станало твърде късно. Privateer съобщи преди няколко дни, че ще използва различни инструменти, включително стотици собствени сателити, които да създадат представа за измеренията на проблема. "Мисля, че говорим за няколкостотин сателита," казва главният научен съветник на компанията Мориба Джа за специализираното издание Space.com. "Няма да пуснем всички накуп; ще ги увеличаваме бавно."
При това работата на Возняк е само началният етап. Японската Astroscale изстреля тази година сателита ELSA-D, използващ магнитни технологии, за да улавя малки неактивни сателити в орбита. Първият успешен тест бе на 25 август 2021 г. и показа, че е възможно обект като неактивен сателит да бъде уловен или да се осъществи скачване с него (улавянето може да стане с магнит, задържането с механична заключваща система).
Миналата година ESA подписа първия договор за "недемонстрационно" прибиране на космически боклук, която трябва да стане през 2025 г. и за която швейцарският стартъп ClearSpace получава 86 млн. евро. До същата година компанията, заедно с Astroscale, трябва да направи проучване за възможността два британски космически апарата да бъдат изведени от ниска околоземна орбита.
Възможно е и снабдяването на сателити със специално "платно" или мембрана, които да се разгърнат в края на оперативния живот на сателита или ракетата и са така проектирани, че да помогнат обектът да се привлече от земната атмосфера. Подобна технология би гарантирала, че всеки изстрелван от човек обект ще може да се "прибере" сам.
Тази технология вече е изпробвана в реално време, но възможността за масовата ѝ употреба предстои да се изследва. Междувременно, ако първата фактическа мисия за изчистване на космически боклук е след четири години, дотогава отломките от човешки апарати само ще се множат. Това е причината космическите предприемачи, постепенно запълващи тази ниша, да предупреждават: започваме с мерките сега, преди да е станало твърде късно.
Статията е коригирана с промяна на "бучка сол" на "зрънце сол" - последното, освен че е по-близко до оригинала (grain of salt), по-точно отразява размерите, описвани от НАСА.