Космический мусор



Не только Земля задыхается от накопленных продуктов жизнедеятельности человека, захламившего планету «дальше – некуда». Уже и в космосе столько барахла и мусора летает по орбитам, что скоро это будет создавать серьезную угрозу безопасности космических полетов.

Понятно, что наши надежды на то, что к нам вот-вот прилетят инопланетяне, становятся от этого все меньше и меньше. Ну, скажите, кому хочется посещать замусоренную квартиру или планетарную систему. Никому! Даже зеленым человечкам!

Мы даже не замечаем того, что нам на головы из космоса ежедневно сыпется 400 тонн космической пыли и 10 тонн метеоритного вещества. Но если учесть, что площадь Земли более 500 млн.кв.км, то мы этого практически не замечаем. Эти данные взяты из справочника "Альфа и Омега", изданный в 1991 году. Но я не думаю, что сегодня это число как-то сильно изменилось…

И понятно, что с этим надо что-то делать.
17-19 апреля 2019 года под эгидой Института астрономии РАН и Института космических исследований РАН была проведена Всероссийская научная конференция с широким международным участием по теме: «Космический мусор: фундаментальные и практические аспекты угрозы».

Конференция не только определила космический мусор как объект научного интереса, но и признала его основным видом опасности в космосе. Понятное дело, ведь на всех орбитах сейчас крутятся около 130 млн объектов.

Ведутся и международные исследования в этой сфере. Так, совместная команда ученых НИТУ «МИСиС» и Института ядерной физики Индии (Калькутта) предложила новый способ обнаружения космического мусора с помощью ионно-звуковых волн, возникающих в результате движения мусорных объектов на низкой околоземной орбите. Отчет о проведенных исследованиях был опубликован в журнале «Астрофизика и космическая наука».

Космический мусор – это неработоспособные объекты, запущенные человеком в космос, и их фрагменты, а также метеороиды и другие нерукотворные неактивные объекты в околоземном космическом пространстве. Эти объекты движутся в плазме, которая окружает околоземную орбиту.

Сегодня российские ученые уже имеют планы по созданию серии спутников-уборщиков, которые будут охотиться за мусором и собирать его. На "НПО машиностроения" конструируют робота-уборщика, который займется cбором космических отходов путем его обнаружения и сбивания тормозящими модулями с орбиты. Но куда удалять и как складировать собранный мусор - пока еще эффектных и законченных решений нет.

Поскольку скорость движения космического мусора может достигать 10 км/с, даже фрагменты размером в несколько микрон могут нанести серьезные повреждения летательным аппаратам, особенно пилотируемым. Для сравнения, человеческий глаз не способен разглядеть частицы размером менее 40 микрон.

Работы по мониторингу космического мусора ведутся давно, и наблюдение за волнами, которые возникают в плазме в результате движения мусора, заряженного под воздействием солнечного излучения и других видов космической радиации, может стать одним из методов непрямой детекции опасных мусорных фрагментов.
Так как плазма состоит из заряженных частиц, движение мусора оказывает на неё влияние, схожее с процессом образования волн на воде. В результате образуются ионно-звуковые волны – специфические волны, связанные с колебанием ионов, которые возникают в плазме. Они представляют собой волны уплотнения в плазме, поэтому они и называются акустическими, так как звук — это тоже волны уплотнения, но уже в воздухе. При достаточно высокой амплитуде они становятся нелинейными и преобразуются в солитоны – структурно устойчивые звуковые волны, распространяющиеся только в нелинейной среде. Отличительной чертой солитонов является то, что при взаимодействии друг с другом или с некоторыми другими возмущениями они не разрушаются, а продолжают движение, сохраняя свою структуру неизменной.

В ходе исследования ученые впервые рассчитали точные параметры ускоренного солитона, возникающего при движении космического мусора в плазме при помощи математической модели, в которой член ения, отвечающий за космический мусор, называется источником. Он представляет собой заряд, который создаёт электрическое поле. Так как мусор движется, источник в уравнении меняется во времени и в пространстве. Это приводит к появлению ускоренных солитонов, а не обычных, которые движутся с постоянной скоростью.

Зная, как именно свойства характерных для космического мусора солитонов определяются положением и скоростью движения фрагментов в плазменной среде, становится возможным регистрировать опасные фрагменты на околоземной орбите по специфическим солитонам, которые они создают. Таким образом, работа ученых может составить теоретическую основу принципиально нового метода мониторинга движения космического мусора.

А ведь это фактически то, что нам так долго с экранов демонстрировали кинематографисты в своих фильмах о космических мусорщиках. Например, в Гравитации…


Comments 0