Мы уже не раз писали о том, что вокруг Земли за последние несколько десятков лет образовалась целая груда мусора. То есть не груда, а более-менее распределенные по орбитам с разной высотой космические аппараты и их элементы. Но их очень много — тысячи. Больше всего, конечно, спутников — их количество превышает 5000, а скоро и вовсе увеличится до нескольких десятков тысяч. Аппараты запускают Starlink, OneWeb, вскоре, скорее всего, тем же займутся китайские компании и Amazon. В ближайшем обозримом будущем количество спутников будет лишь расти. Это хорошо, даже отлично, но что делать, когда спутник выходит из строя или срок его эксплуатации приближается к завершению? Оставлять все это на орбите — н евариант. «Представьте себе, что все морские корабли, потерянные за прошедшие века, дрейфовали бы на поверхности океанов. Это именно то, что сейчас происходит на орбите, и эта ситуация больше не может продолжаться. Поэтому все страны-члены ЕКА активно поддержали эту миссию», — заявил глава ЕКА Йохан-Дитрих Вернер.

Наиболее простое решение — снижение орбиты аппарата и ввод его в атмосферу. Большинство спутников сгорают в ней почти без остатка. А если что-то и долетит до поверхности, то это будут крохотные частички корпуса, которые в большинстве случаев не состоянии нанести вред.

Но вот как спускать аппараты в атмосферу? И какие еще есть способы утилизации? Об этом и давайте поговорим ниже, поскольку вариантов несколько.

Спутник-утилизатор

Его разработала несколько лет назад команда инженеров из британской компании SSTL. Проект был реализован в 2018 году, после чего спутник отправили на борт МКС кораблем Dragon. Его вес составляет 100 кг.

После отправки на МКС аппарат начали тестировать, используя для очистки космического пространства сетку и гарпун. Навигации помогали два спутника CubeSat. В 2018 году команда протестировала работоспособность самой системы.

В 2019 году, в феврале, разработчики опробовали гарпун, который сработал, как нужно. Через пару месяцев, подведя итоги предыдущих экспериментов, ученые решили провести выброс сети с эмуляцией захвата космического мусора. Но, к сожалению, что-то пошло не так и сеть не была выброшена. Оказалось, что аппарат не развернулся и не встал на расчетную позицию, из-за чего сеть не была развернута.

Вернуть спутник в строй не удалось, но все наработки были использованы при реализации миссии Spaceflight SSO-A.

Спутник-реаниматор

А здесь речь идет о системе от Northrop Grumman, которая, в отличие от предыдущего спутника, не убирает аппараты с орбиты, а оживляет спутники связи без топлива. Огромная проблема для космических орбитальных аппаратов — топливо. Большинство спутников небольшие по размеру, и много топлива с собой им не взять.

Как только оно заканчивается, аппараты уже не могут маневрировать и даже устройства в идеальном рабочем состоянии приходится бросать, поскольку свои задачи они выполнять не могут. И здесь приходит на помощь сервисная станция MEV-1, о которой мы как-то писали.

25 февраля 2020 года на околоземной орбите сервисная станция MEV-1 впервые состыковалась с телекоммуникационным спутником Intelsat 901. Она оснащена электрическими движками, специально спроектированным механическим захватом и визуальной системой наблюдения для корректировки стыковки. У станции есть и запас топлива для того, чтобы выполнять маневры — автономно или вместе со спутником, который нужно «возродить». И все получилось — спутник спустя пять лет, проведенных в «коме» без топлива вернулся к работе — примерно на пять лет.

После этого MEV-1 сможет изменить траекторию движения системы так, что она отправится в атмосферу Земли, где и сгорит.

И еще один охотник

В 2025 году ЕКА запустит зонд ClearSpace-1. Он предназначен для очистки орбиты от крупных объектов. Первой целью зонда станет отработанная ступень ракеты Vega. Это хороший объект для старта, поскольку он крупный и движется по предсказуемой траектории.

Ступень находится на высоте 660-800 километров и весит около 100 килограммов. Еще один положительный момент — форма ступени. Она очень удобна для захвата зондом, который имеет четыре манипулятора. ClearSpace-1 выведут на высоту примерно в 500 километров. После захвата зонд включит двигатели и опустится в нижние слои атмосферы.

Да, все правильно — охотник сгорает вместе со своей жертвой. Такой способ очистки орбиты подходит для крупных фрагментов космического мусора, включая отработанные ступени ракет.

Пиу виу

Да, мы о лазерах. Сейчас объединенная команда ученых прорабатывает проект по задействованию мощного лазера. Мощный луч будет уничтожать небольшие фрагменты мусора — от 1 до 10 см. Лазер может быть наземным или космическим. В последнем случае на орбиту придется запускать еще один аппарат.

Такой проект — не фантастика, но реализовать его не так просто, поскольку придется объединить систему отслеживания, которая будет находиться на Земле с лазером — наземным или орбитальным. Все это сложно технически реализовать, пусть потребуются значительные средства.

Пришить спутнику хвост

Это не шутка — в проекте Terminator Tape предусмотрен новый вариант спуска орбитальных аппаратов в атмосферу для сожжения. Авторы идеи собираются запускать в космос микроспутники с габаритами 18*18*5 см, внутри которых свернутый трос. Его длина — 70 метров. Основная задача «хвоста» увеличение размера «жертвы».

Работать такая системе будет лишь с аппаратами на низкой орбите, где концентрация молекул газов атмосферы довольно высокая. Фактически, настолько, чтобы влиять на «хвост», который будет постепенно замедлять аппарат, одновременно снижая его орбиту. Кроме того, сам трос — проводит ток, так что он будет вызывать еще и своеобразным «тормозным двигателем» благодаря силе Лоренца.

Две модели аппаратов с тросом внутри, называются они — Terminator Tape. Размеры троса в этих разных по размеру девайсах — разные

Для активации троса будет подаваться сигнал с Земли. Если что-то пойдет не так, сработает и система самого троса, который будет выброшен автоматически.

Как видим, проекты по очистке орбиты существуют, большинство из них — вполне реальны. Так что можно ожидать, что в ближайшие несколько лет какой-то из них сработает и начнется Большая Очистка. А может быть, тот же Илон Маск или еще кто-то придумает собственный способ ликвидации отработавших свое космических аппаратов.

Автор: @kkxen
Источник: https://habr.com/

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!