На 5 ноември трима китайски астронавти трябваше да напуснат орбиталната станция Тиенгун и да се върнат на Земята. Те бяха в космоса шест месеца и други астронавти вече бяха пристигнали, за да ги заменят. Завръщането им обаче беше отложено в последния момент. Оказа се, че парче космически отпадъци е попаднало в капсулата им за връщане, което прави полета опасен. В резултат на това астронавтите трябваше да чакат повече от седмица, за да се върнат у дома.
Стари спътници, техните резервни части, фрагменти от ракети, гайки и болтове – всичко това обикаля около Земята, не само възпрепятствайки космическите изследвания, но и представлявайки опасност за хората. Според оценки на НАСА, поне един регистриран космически отпадък е паднал на Земята всеки ден през последните 50 години. Meduza обяснява потенциалните последици от сблъсък на спътник с отпадъци и как да се реши проблемът с отпадъците в космоса.
Какво представляват космическите отпадъци и откъде идват?
Космическите отпадъци са всички изкуствени обекти в космоса, оставени от хората. Според Европейската космическа агенция, в момента в околоземната орбита има около 40 000 големи обекта (по-големи от 10 сантиметра), но само 11 000 от тях са действащи спътници и космически кораби. Останалото е космически боклук: неактивни спътници, ракетни степени, техните фрагменти и резервни части.
Освен това в орбита има 1,2 милиона средни фрагмента (от 1 до 10 сантиметра) и 140 милиона малки обекта (от 1 милиметър до 1 сантиметър). Испански и френски учени са изчислили, че в момента в ниска околоземна орбита има 273 изоставени обекта, които представляват „особена опасност“.
Част от японска ракета, която е в космоса повече от 15 години JAXA | Международна космическа станция JAXA
Всяко космическо изстрелване генерира отломки. Горните степени на ракетата, фрагментите от скъсана обвивка и чипсът от боя са отпадъци, които никой не отстранява. Освен това броят на космическите изстрелвания, особено търговските, се увеличава през последните години. Само SpaceX е завършила 133 успешни изстрелвания на ракети през 2024 г. – повече от Съединените щати, Китай и Русия взети заедно (те са имали общо 251 успешни изстрелвания през тази година). Освен това, през последните три години хората са изстрелвали повече от две хиляди спътника в космоса годишно – и този брой нараства.
Ето един прост пример защо има толкова много отломки в космоса: през 2024 г. Intelsat съобщи за загубата на своя комуникационен спътник (официалната причина за повредата е неизвестна). След това спътникът се разпадна на 20 парчета, а два месеца по-късно – на 700.
Отломките се сблъскват помежду си или с други спътници в космоса, създавайки още повече отломки. Най-известният подобен инцидент се случи през февруари 2009 г., когато американският комуникационен спътник Iridium 33 се разби в изоставения руски военен спътник Kosmos-2251. В резултат на това и двата спътника се разбиха на парчета.
В Тихия океан дори се е образувало истинско сметище за космически кораби. Контролираните повторни влизания на спътници често се извършват специално там, близо до Пойнт Немо – най-отдалечената точка от всяка суша. На самолети и кораби е забранено да летят над тази зона. Около 300 стари спътника в момента почиват там – и може би МКС също ще бъде изпратена там, когато остарее.
Добре, значи има отломки, които се носят в космоса – и какво от това?
В момента основната опасност, представлявана от космическите отломки, е заплахата за работата на активните спътници и Международната космическа станция. Дори най-малките частици са опасни. Те се движат със скорост от 25 000 километра в час, средно 10 пъти по-бързо от куршум, изстрелян на Земята.
Ето един прост пример: през 2016 г. в прозорец на МКС е забелязана 7-милиметрова пукнатина – тя е била причинена от малък фрагмент, вероятно по-малък от дебелината на човешки косъм. Но ако фрагментът е бил по-голям – да речем, с размерите на топка за пинг-понг – ударът би бил катастрофален за МКС и астронавтите. МКС и нейните спътници постоянно маневрират, за да избегнат сблъсъци с космически отломки. За тази цел МКС се отклони от орбитата си 16 пъти през 2023 г., а спътниците Starlink (в космоса има над 4000 от тях) трябваше да извършат повече от 25 000 маневри само за шест месеца.
За да наблюдава космическите обекти и да гарантира успешното маневриране, НАСА дори има Мрежа за космическо наблюдение, която споделя данни с Европа. Япония също има своя собствена програма. А Русия разполага с Главния център за космическо разузнаване, който управлява комплекса „Окно“, който автоматично сканира нощното небе и предоставя информация за всички открити космически обекти.
В същото време опасността за спътниците означава и опасност за Земята, тъй като те осигуряват комуникации, навигационни системи за самолети и кораби, синхронизират финансовите и банковите системи и позволяват наблюдение на времето.
Разбира се, нашата планета е защитена от космически отломки от атмосферата: много парчета космически отломки просто изгарят в нея и никога не достигат Земята. Но не всички. Големите фрагменти, както и тези, съставени от стомана или титан, са по-устойчиви на екстремни температури.
Дори сега, поради падащи космически отломки и изстрелвания на космически ракети, градовете периодично преживяват пълно затваряне на небето и забавяне на граждански полети. Например, през 2022 г. Испания беше принудена да затвори въздушното си пространство поради китайска ракета Long March 5B, която неконтролируемо „се върна отново“ на Земята, прелетя над Каталуния и се разби край бреговете на Мексико. Въпреки ограниченията за полети, продължили само половин час, над 300 полета бяха забавени на 46 летища.
Рискът от падане на космически отломки в райони с интензивен въздушен трафик (като североизточната част на САЩ, северна Европа или около големите градове в Азиатско-тихоокеанския регион) годишно е 26%, според изчисления на канадски изследователи за 2025 г.
„Рискът от сблъсък може да бъде намален, ако всички [космически] мисии бяха с [ракетни степени] с връщане в океана. В момента повече от 2300 ракетни тела вече са в орбита и в крайна сметка ще се върнат неконтролируемо в атмосферата“, се казва в проучването.
През 2022 г. геомагнитна буря причини деорбитация и изгаряне на около 40 спътника Starlink над Пуерто Рико. VideoFromSpace
Могат ли космическите отпадъци да паднат върху хора?
На теория, да, но вероятността в момента се оценява като много ниска (10% шанс за една или повече жертви от падащи космически отломки в рамките на десетилетие). Има само един регистриран случай на падане на космически отломки върху човек: през 1997 г. фрагмент с размери 10 х 13 сантиметра от ракета Делта-2 падна върху жена в Оклахома, САЩ, но тя не пострада.
Космическите отломки обикновено падат в океана, но през последните години инцидентите с падането им върху жилищни райони зачестиха. През 2020 г. 12-метрова тръба от китайска ракета падна върху село в Кот д’Ивоар, повреждайки покрива на къща.
През 2022 г. 40-килограмов обръч с диаметър от два до три метра падна близо до индианско село, а три парчета отломки (едното от тях с дължина три метра), вероятно от ракета на SpaceX, паднаха върху пасище в Австралия.
През 2024 г. фрагмент от МКС се разби през покрива на къща във Флорида, а тази година в медиите се разпространиха снимки на огромен железен обръч, паднал в гора близо до село в Кения.
Много изстрелвания, които водят до „неконтролирано повторно връщане“, се извършват в геосинхронна орбита, разположена над екватора. Това означава, че рискът от падане на космически отломки в Глобалния юг е много по-висок от въздействието им в географски ширини близо до космическите държави (САЩ, Русия и Китай), които изстрелват тези обекти, според канадско проучване.
Как можем да решим проблема с космическите отломки?
Най-простият и ефективен начин за елиминиране на космическите отломки е изгарянето им в горните слоеве на атмосферата. Когато един спътник достигне края на жизнения си цикъл, той може да бъде деорбитиран по-близо до Земята, за да изгори в атмосферата. Това например се случва със спътниците Starlink, които работят само от около три години.
Извеждането от орбита обаче ще работи само за отломки в ниски орбити. Обекти в орбити под 500 километра са трудни за извеждане от орбита за изгаряне и това изисква много гориво. Според НАСА, самите отломки могат да се спуснат оттам за около 25 години.
Съвременните спътници са оборудвани със специални „платна“ и парашути, които намаляват скоростта им и по този начин им помагат да се спуснат в атмосферата. Освен това, някои спътници могат да бъдат изпратени в специално сметище за отпадъци, но само тези в геосинхронна орбита (приблизително 36 000 километра над Земята). Когато тези спътници завършат мисиите си, им остава известно количество гориво, което да бъде поставено в орбита за изхвърляне на 300 километра по-високо. В момента това е единственият начин да се запази безопасността на геосинхронната орбита и да се предотвратят смущенията на остарелите спътници с работещите спътници.
Въпреки това, в геосинхронна орбита има по-малко от 600 спътника, в сравнение с хиляди в ниска околоземна орбита, а много от тях нямат механизъм за „отстраняване“.
Съществуват и по-футуристични идеи за намаляване на космическите отпадъци. Най-често спътниците престават да работят и се превръщат в отпадъци, защото горивото им свършва. Следователно, презареждането с гориво в космоса може да бъде решение. През 2019 г. НАСА вече проведе експеримент на борда на МКС за презареждане на спътници. А в Русия се разработва проект за „космическа бензиностанция“ – група спътници биха презареждали други спътници, удължавайки експлоатационния им живот с 50 процента.
Освен това, няколко космически компании и държави в момента се опитват да създадат апарати за събиране на отпадъци – космически кораби, които биха могли да „улавят“ стари спътници или парчета отломки и да ги изпращат в ниски орбити, за да изгорят в атмосферата.
Един такъв апарат, ClearSpace-1, ще бъде изстрелян от Европейската космическа агенция през 2026 г. Това е роботизирана ръка, предназначена да хване един от стареещите белгийски спътници, да го изведе в ниска орбита и да изгори в атмосферата заедно с него.
Също през 2026 г. японската компания Astroscale ще изстреля първия търговски спътник за почистване на космически отпадъци (ELSA-M), който ще използва магнити за скачване със стари спътници и ще ги освобождава в ниски орбити, за да изгорят в атмосферата.
Руската федерална космическа програма също включва разработването на такъв спътник за „отломки“, наречен „Ликвидатор“, до 2025 г. След това проектът беше отложен за неопределено време поради съкращения в бюджета.
Проблемът е, че изстрелването на космически кораби в космоса е скъпо, а перспективите за финансова печалба от отстраняването на отломки са неясни. Освен това, изследвания за събиране на космически отломки се провеждат само за големи обекти – никой все още дори не планира да премахва малки отломки.
Необходими са не само технологии, но и подходящи закони. Настоящите международни космически споразумения вече не отразяват съвременните реалности. Съществуващият Договор за космическото пространство от 1967 г. и Конвенцията за отговорност от 1972 г. определят основните принципи за изследване на космоса от човек, но не казват нищо за броя на разрешените изстрелвания или премахването на космически отпадъци.
ООН има и Комитет за мирно използване на космическото пространство, който, наред с други неща, разработва принципи за намаляване на космическите отпадъци. Последният път, когато Комитетът е разработил договор, обаче е бил преди повече от 40 години, през 1979 г.
През 2025 г. японското правителство реши да разработи международно споразумение за борба с космическите отпадъци. След това страната планира да представи идеите си пред ООН.
Съществува и по-радикална идея. През 2020 г. икономисти от Университета на Колорадо предложиха данък върху търговските спътници. Колкото по-дълго вашият спътник остава в орбита – дори и да е деактивиран – толкова повече плащате. Идеята е да се насърчат компаниите да мислят предварително за това как да избегнат създаването на космически отпадъци. Засега обаче проектът остава само теория.
Източник: Meduza
