Сдуть с орбиты: российские ученые нашли способ защиты от космического мусора

Новый способ для защиты Международной космической станции от космического мусора предложили специалисты Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева. При обнаружении опасного объекта, от станции будет отстыковываться небольшой корабль-«уборщик» и… сдувать с опасной траектории фрагменты разрушенных спутников ионным потоком своего двигателя. Недавно концепция перехватчика была представлена в журнале Acta Astronautica. Детали разработки узнала корреспондент «МК».

фото: ru.wikipedia.org

О проблеме космического мусора на орбите говорится давно. Фрагменты разрушенных спутников или отработавшие ступени ракет несут потенциальную опасность как для работающих орбитальных аппаратов, так и сами по себе. Так, при столкновении двух крупных неуправляемых объектов в космосе могут образовываться целые облака из мелких фрагментов, которые в свою очередь запускают цепную реакцию последующих взаимных столкновений, известную как синдром Кеслера.

Ученые давно работают над всевозможными спутниками-перехватчиками опасного мусора. Принцип их действия очень широк: от лазерного луча, меняющего орбиты и таким образов уводящего от столкновения, до «гарпуна», роботизированной руки и сетки-ловушки. Еще в 2018 году британские ученые из Университета Суррея испытали в космосе 100-килограммовый аппарат под названием RemoveDEBRIS («Уборщик мусора»). Астронавты выбросили с МКС ненужную коробку, размером как из-под обуви, «уборщик» дождался сближения с ней до 7 метров и выпустил в направлении мишени пятиметровую сеть. После того, как эта сеть обволокла объект, он был затянут в плотный узелок. Дальше после такой операции должно следовать сведение опасного объекта в плотные слои атмосферы, где он просто сгорит.

В данном случае самарские ученые предложили не притягивать мусор, а, наоборот, отталкивать, причем бесконтактным методом, – силой направленной в его сторону потока двигательной установки, так называемого плазменного факела.

Ученые проработали вариант такого космического «уборщика» в виде космического корабля, который может стыковаться к МКС.

При обнаружении риска потенциального столкновения за 48 часов перехватчик отстыковывается от космической станции, приближается к объекту космического мусора и направляет на него ионный пучок, который генерируется электрореактивным двигателем космического корабля. Это бесконтактное воздействие осуществляется с расстояния около 10 метров на протяжении считанных часов.

«Попадая в поверхность объекта, частицы ионного пучка оказывают на него силовое воздействие, что приводит к требуемому изменению орбиты», – говорится в статье. – После завершения маневра перехватчик возвращается на космическую станцию для дозаправки и обслуживания».

Серия численных расчетов миссии и затрат на топливо показала, что данный способ окажется на порядок экономичней, чем нынешний, пока единственный способ «увода» станции от космического мусора методом изменения ее орбиты. Это делается с помощью запуска двигателей ее модулей или пристыкованных космических аппаратов. С 1999 года было выполнено 38 «подскоков» МКС во избежании столкновения, последний из них состоялся 10 ноября 2023 года.

Справка «МК». На орбите Земли в настоящее время может находиться около 130 миллионов объектов космического мусора размером менее 1 см, около 1 миллиона — до 10 см и свыше 30 тысяч объектов — размером более 10 см.

Источник