Когда орбита сама себя уничтожит
В 1978 году учёный НАСА Дональд Кесслер описал страшный сценарий: если плотность объектов на орбите станет достаточной, одно столкновение вызовет цепную реакцию — обломки от первого столкновения создадут ещё обломки, те — ещё, и орбита превратится в непроходимое поле мусора. Это синдром (каскад) Кесслера. Некоторые учёные считают, что в ряде орбитальных полос он уже начался.
Механизм каскада
На орбите объекты движутся со скоростью 7–8 км/с. Относительная скорость столкновения двух объектов — до 14 км/с. При такой скорости даже 1 см частица пробивает спутник насквозь. Цепочка:
- Спутник А сталкивается со старой ракетой → 1000 обломков
- Обломки разлетаются, часть попадает в спутник Б → ещё 500 обломков
- Через несколько лет — тысячи дополнительных столкновений
- Орбитальный пояс становится непроходимым
Время жизни мусора зависит от орбиты: на 400 км (МКС) — несколько месяцев (торможение атмосферой). На 800–900 км — десятки лет. На 1200 км и выше — столетия.
Текущая ситуация
Сейчас отслеживается: ~27 000 объектов >10 см, ~500 000 объектов 1–10 см, ~100 млн объектов <1 см. Ежегодно происходят сближения с опасным расстоянием. МКС уклоняется 2–3 раза в год. В 2009 году — первое в истории столкновение двух целых спутников: Iridium 33 (США) и Космос-2251 (Россия). 2000 новых обломков.
Средства борьбы с мусором
- Правила захоронения орбиты — IADC рекомендует оставлять спутники на ГСО в «кладбищенской орбите» на 300+ км выше
- Пассивация — ракеты сбрасывают остаточное топливо и давление перед выходом из эксплуатации (иначе взрываются)
- Активное удаление мусора — ERS (ESA ClearSpace), ELSA-d: спутники с гарпуном/сетью захватывают мусор и топят в атмосфере
- Лазерное торможение — наземные лазеры замедляют мелкий мусор → он сходит с орбиты. Пока экспериментально.