Проблема космического мусора: вызовы и решения

Земля окружена искусственным мусором, который вращается вокруг нашей планеты. Проблема каждый год усугубляется, и 2025 год не стал исключением.

Эксперты по космосу утверждают, что в околоземном пространстве находится почти 130 миллионов фрагментов мусора: высокоскоростных остатков от взрывов ракетных ступеней, заброшенных спутников, а также кусочков оборудования, оставшихся после развертывания космических аппаратов. Часть этого хаоса является результатом преднамеренного разрушения космических объектов с помощью испытания противоспутникового оружия.

Вся эта космическая неразбериха означает повышенный риск столкновений, которые, в свою очередь, создают ещё больше мусора — это явление получило название синдрома Кесслера. Эффект лавинообразного нарастания проблемы был описан ещё в 1978 году учеными NASA Дональдом Кесслером и Бертоном Кур-Паллеем в основополагающей работе по астрофизике «Частота столкновений искусственных спутников: создание пояса мусора». 47 лет спустя проблема лишь усугубилась, и как показывают многочисленные инциденты с столкновениями мусора в этом году, у нас по-прежнему нет хороших способов решить или даже замедлить накопление орбитального мусора вокруг нашей планеты.

Столкновение с мусором вызывает экстренный запуск

5 ноября, когда астронавты Шеньчжоу-20 готовились к расстыковке с космической станцией Китая, экипаж обнаружил, что их космический аппарат развил мелкие трещины в обзорном окне после ударов космического мусора, что сделало аппарат непригодным для безопасного возвращения экипажа.

Этот инцидент привел к первой экстренной миссии в программе пилотируемых космических полетов Китая: 25 ноября был запущен беспилотный грузовой космический аппарат Шеньчжоу-22. Приключения Шеньчжоу завершились успешно, и китайские астронавты безопасно вернулись на Землю на борту космического аппарата Шеньчжоу-21. Это была первая альтернативная процедура возвращения, активированная в истории программы китайской космической станции.

Но задержка посадки Шеньчжоу-20 — это не просто деталь процедуры. Это сигнал о состоянии нашего околоземного пространства, говорит Мориба Джа, эксперт по космическому мусору и профессор Университета Техаса в Остине.

«Ассортимент имеющегося мусора требует уровня знаний, помимо наблюдений, — добавляет он. — Каждая частичка, которую мы оставляем на орбите, увеличивает поток неопределенности».

Нужна преданность данным и прозрачность

Эта неопределенность не только статистическая, но и эпистемическая, говорит Джа. «Когда скорость увеличения неопределенности превышает скорость обновления знаний, безопасность снижается». Он призывает к проектированию миссий, управленческих структур и информационных систем, которые «обновляют знания быстрее, чем они исчезают».

По словам Джа, трещина в окне Шеньчжоу-20 «подчёркивает недостатки в глобальном отслеживании, атрибуции и ответственности». Пока страны и компании не будут относиться к данным с должной серьезностью, подобные инциденты будут повторяться.

«Создание общей базы для ситуационной осведомленности в орбите, совместимых графов знаний и программ сертификации, которые признают миссии восстанавливающими порядок, а не увеличивающими риск, стало бы следующим шагом к безопасному освоению космоса», — резюмирует он.

Игнорирование долгосрочных последствий

По словам Даррена МакНайта, старшего технического эксперта LeoLabs, наиболее серьезные проблемы в 2025 году заключаются в следующем:

• Увеличение количества спутников, как ответственно (например, Starlink, Iridium), так и безответственно (например, «Тысяча парусов» — мегасозвездие Китая).
• Брошенные ступени ракет в орбитах, которые будут находиться более 25 лет, что подчеркивает проблему, игнорируемую для краткосрочной выгоды.

МакНайт предостерегает: «Некоторые операторы в низкой околоземной орбите игнорируют известные долгосрочные последствия своих действий, ожидая негативных последствий в будущем».

Риски и ответственности

Прозвучал еще один голос обеспокоенности — Программа ООН по окружающей среде (UNEP). В этом месяце она выпустила доклад «Охрана космоса: экологические вопросы, риски и ответственности», в котором проблемы космического мусора названы «нарастающими проблемами».

«Сектор космических технологий растет экспоненциально, более 12 000 космических аппаратов были запущены за последнее десятилетие». Этот рост представляет собой значительные экологические вызовы на всех уровнях атмосферы, необходимость многостороннего, междисциплинарного подхода для лучшего понимания рисков и последствий, как подчеркивает доклад.

В заключении, создание стандартов и установление ответственности в отношении космического мусора должно быть приоритетом для международного сообщества, чтобы избежать катастрофических последствий в будущем.