Генеральная уборка: Пылевая буря на орбите
Космический мусор сегодня становится все более существенной проблемой. Увеличение числа таких фрагментов на орбите идет все нарастающими темпами — и сегодня на примерно 900 работающих спутников здесь находится 19 тыс. частиц мусора, если считать только те из них, которые имеют размеры 10 см и более. Пока еще эта цифра не дошла до критической отметки; пока мы можем контролировать перемещение этих тел и вовремя уводить спутники с чреватой столкновением траектории. (Наш популярный обзор этой темы можно прочесть в статье «Обломки недавнего прошлого».)
С другой стороны, самые мелкие фрагменты мы отследить не можем, не можем точно назвать и их количество (хотя большинство специалистов сходятся в том, что число таких частиц должно минимум на порядок превосходить число крупных), в то время как и они могут представлять для орбитальных аппаратов серьезную угрозу. Так что же делать? Как провести на орбите «генеральную уборку»?
Необычный подход предложили недавно американские ученые во главе со Скоттом Чеппи (Scott Chappie): они предлагают использовать естественные природные силы. Дело в том, что земная атмосфера, сильно разреженная на больших высотах, тем не менее тянется далеко в те пределы, что мы называем уже космосом. Вплоть до высоты 900 км над поверхностью Земли редкие молекулы атмосферы, сталкиваясь с находящимися здесь телами, понемногу тормозят их полет. Со снижением скорости снижается и орбита, и в течение максимум 25 лет тело падает и сгорает. Лишь на бОльших высотах объекты могут оставаться многими столетиями.
Идея состоит в том, чтобы придать такое же торможение и тем телам, которые оказались слишком высоко, чтобы на них действовала атмосфера. Выглядит вполне разумно, хотя метод, которым предлагается это осуществить, вызывает сомнения.
Авторы предлагают доставить на высоту 1100 км и распылить 20 тонн вольфрамовой крошки, которая быстро «растечется» по орбите, создав незаметную пылевую оболочку, тормозящую находящиеся здесь тела. Имея в диаметре 30 мкм, пылинки будут действовать весьма эффективно, ведь плотность вольфрама в 1,7 больше, чем свинца. В конце концов и сами они сойдут с орбиты. По расчетам ученых, верхние области околоземного пространства будут полностью очищены лет за 25−35.
Конечно, возникает сомнение, связанное с тем, что и работающие аппараты также будут испытывать влияние этой пыли. Однако ученые полагают, что этот вопрос относится к области «управляемых рисков». Во-первых, новые спутники можно проектировать с тем расчетом, чтобы те смогли переместиться или работать выше пылевого облака. Во-вторых, пыль, по словам авторов, не должна нанести им серьезного вреда: пылевые частицы такого размера не смогут преодолеть внешних оболочек космических аппаратов и воздействовать на их рабочие системы. При этом они отмечают, что самое чувствительное оборудование — скажем, оптика спутников дистанционного зондирования Земли или орбитальных телескопов — ориентирована вертикально, либо вниз, к планете, либо вверх, от нее, и не должна столкнуться ни с одной пылинкой.
Кажется, такие заверения выглядят преждевременными. По расчетам авторов, пылевое облако должно получиться примерно 30-километровой толщины, и затем оно будет медленно, не изменяясь, опускаться вниз. Но динамика этого процесса не просчитана. Может быть, стоит ожидать, что пылинки будут опускаться с неравной скоростью, толщина облака будет со временем лишь расти, и оно растянется на сотни километров высоты? А главное — смогут ли телескопы современных наземных обсерваторий вести сверхточные наблюдения сквозь такое облако? Астрономы будут против.
По сообщению Physics arXiv Blog