|
§ 2. Меры, принимаемые космическими агентствами, по снижению засоренности космического пространства
Как видно, проблема космического мусора в околоземном пространстве с течением времени будет приобретать все более серьезный характер и требовать принятия действенных мер, направленных на ее решение. В связи с этим уже сегодня государствами предпринимаются определенные усилия по снижению засоренности космического пространства.
Среди технических средств предотвращения засорения космического пространства предлагаются, в частности, сокращение числа запусков, увеличение сроков активного существования космических аппаратов, совершенствование их конструкций, разработка способов и средств по очистке околоземного космоса от космического мусора, использование «орбит захоронения» и т.д.
По имеющимся оценкам, все известные средства требуют слишком больших экономических и энергетических затрат.
Ракеты-носители и космические аппараты можно сконструировать таким образом, чтобы они не создавали загрязнения в космосе, т. е. предусмотреть возможность отъединения устройств разделения, обтекателей полезной нагрузки и других компонентов одноразового применения (не считая ракетных корпусов верхней ступени) на достаточно низких высотах и скоростях, с тем чтобы они не превращались в орбитальный мусор. Эту задачу сложнее решить в случаях, когда два космических аппарата выводятся одной ракетой- носителем. Кроме того, можно сделать так, чтобы механизмы отделения ступеней и защитных устройств космического аппарата, таких как крышки объектов, а также другой потенциальный мусор не будут отделяться от ступеней или космического аппарата, что достигается с помощью удерживающих строп и других приспособлений, призванных свести к минимуму образование мусора. Это делается в некоторых случаях, допускаемых существующими и новыми конструкциями космических аппаратов. Такую практику следует продолжить и по возможности расширить.
Японское национальное космическое агентство (НАСДА) требует не допускать отсоединения механических узлов при отделении спутников или развертывании солнечных батарей, за исключением некоторых конкретных операций, например отделения отработавших двигателей для создания импульса тяги в апогее, которые устанавливаются на геостационарных метеорологических спутниках.
Главное правило, установленное Национальным центром космических исследований Франции (КНЕС) для предупреждения роста замусоренности космического пространства заключается в следующем: по завершении программы запуска спутника на любую заданную орбиту на орбите не должно оставаться более одной единицы инертного космического мусора на запущенный спутник.
В рамках канадской программы РАДАРСАТ установлено применяемое на уровне систем требование, чтобы удерживался любой твердый мусор, образующийся в результате действия механизма крепления/разъединения. Иными словами, все подрядчики должны конструировать систему таким образом, чтобы в процессе вывода космического корабля на орбиту и его эксплуатации не образовывалось никакого мусора.
Как уже отмечалось в главе второй, количество спутников на геостационарной орбите продолжает расти. Поскольку сопротивление атмосферы Земли на такой высоте перестает сказываться, объекты, оставленные на этой орбите, не покидают данной зоны, что создает реальную угрозу для других космических аппаратов. В настоящее время единственным технически осуществимым методом расчистки геостационарной орбиты является использование орбит захоронения. Однако это требует планирования и резервирования необходимого количества топлива для выполнения соответствующих маневров. Предварительные исследования показывают, что для целей захоронения высоту орбиты необходимо повысить приблизительно на 300 км. Повышение траектории обращения космической станции на 300 км требует расхода топлива, которого хватило бы на три месяца работы станции.
В рамках других космических агентств — НАСА США, Российского авиационно-космического агентства, Европейского космического агентства разрабатываются и принимаются различные меры, направленные на предотвращение техногенного загрязнения околоземного космического пространства.
Здесь представляют определенный интерес предложения отечественного ученого в области космонавтики — С. А. Васькова (Военная космическая академия им. А. Ф. Можайского), которые были им выдвинуты во время выступления с докладом «Баллистические проблемы удаления из космоса тел искусственного происхождения» в 1987 г. на Международной конференции, состоявшейся в Институте космических исследований АН СССР.
Так, С. А. Васьков предлагает следующие способы удаления космического мусора с орбиты:
— использование реактивных двигательных устройств (как большой, так и малой тяги);
— применение средств аэродинамического торможения;
— сбор искусственных объектов с помощью специальных космических аппаратов и их последующий увод;
— использование «солнечного паруса».
Рассматривая прежде всего такой способ, как использование реактивных двигателей как малой, так и большой тяги, С. А. Васьков говорит, что к преимуществам реактивной системы следует отнести ее универсальность и применимость для орбиты любого класса. В связи с этим просматривается вариант доставки реактивных систем на космический аппарат (КА) в конце срока его активного функционирования. Реактивные устройства используются либо для выдачи тормозного импульса и организации входа КА (объекта) в атмосферу, либо сообщения ему разгонного импульса и увода КА за пределы тяготения Земли.
По мнению С. А. Васькова, с высоты 24600 км и далее с энергетической точки зрения выгоднее уводить космический мусор от Земли (сообщая ему параболическую скорость). Это означает, что все космические аппараты ближнего космоса (с высотой орбиты менее 5000 км) и навигационные аппараты типа «Navstar» (высота круговой орбиты около 20000 км) целесообразно возвращать на Землю, а аппараты на геостационарной орбите отправлять в межпланетное пространство.
Как он отмечает, чтобы установить реактивную двигательную установку или какое-либо устройство на удаляемый объект, к нему должен подойти специальный космический аппарат, который в дальнейшем будет называться КА — сборщиком (КАС). Поскольку объектов, требующих удаления, достаточно много, в этом случае будет возникать задача выбора оптимального маршрута их обхода аппаратом — сборщиком, минимизирующая его энергетические затраты или максимизирующая количество обойденных объектов при заданном запасе характеристической скорости на борту КАС.
Что касается использования солнечного паруса, то он может применяться и для схода космического аппарата с орбиты и его входа в плотные слои атмосферы с последующим сгоранием, и для увода КА за пределы тяготения Земли.
В этом же докладе российский ученый затронул и вопрос об очистке околоземного космического пространства от «космической пыли» (от мелких осколков). Очистку особо важных орбит от мелких орбитальных объектов искусственного происхождения можно осуществить с помощью специального устройства — многослойных панелей, в которые осуществляется захват мелких и средних — размером до 10 см объектов. Что касается удаления объектов больших размеров — от 10 до 50 см, то разработка соответствующих баллистических способов этого удаления требует дальнейших исследований.
|
|