Звідки у космосі сміття та як його позбутись

У 2014 році міжнародну космічну станцію тричі переміщували через ймовірне зіткнення з космічним сміттям. Колишній вчений NASA Дональд Кесслер нещодавно заявив, людство досягло «критичної щільності». Досить великі об’єкти в космосі стикаються один з одним і створюють дрібне сміття швидше, ніж його можна буде видалити, пише Naked Science.

Звідки береться сміття у космосі?

Сміття у космосі, як і на Землі, є результатом безпосередньої діяльності людини. Були випадки, коли люди губили у космосі речі. Наприклад, астронавт Пірс Селлерс під час роботи у відкритому космосі загубив свій шпатель. Це сталося у 2006 році.

Але скільки речей треба загубити, щоб у космосі літали понад 20 тисяч габаритних предметів до 10 см?

Далеко не все сміття, яке літає на орбіті, загубили астронавти. Люди навіть навмисно запускали туди об’єкти, які з точки зору екології є сміттям, але створювали чудову рекламу для компанії, яка інакше коштувала б в рази більше. Так, про автомобіль Tesla з манекеном на борту, який запустив у космос Ілон Маск та його компанія SpaceX, не говорив хіба що лінивий.

Але всі космонавти разом не змогли б забруднити космос аж настільки. Засмічення — результат запуску шаленої кількості супутників, як цивільних, так і військових, починаючи з 1957 року. Тоді в Радянському Союзі запустили перший супутник. Над ним працював Сергій Корольов з колегами. І цей апарат, хоча й не працює, все одно кружляє довкола Землі.

Як це стосується нас?

Наші мобільний зв’язок, інтернет, навігатори машин, кораблів та літаків, оборонні комплекси країн працюють через супутники та радари. Без усіх цих речей нам складно уявити своє життя, але сміття може збити супутник, і виникнуть проблеми зі зв’язком. Чим більше сміття, тим більше зіткнень, і як наслідок, ще більше уламків.

Колись людство вважало, що викидати сміття у космос можна

Пів сторіччя тому людство вірило, що космос не має кінця і викидати в нього можна будь-що. Про цю та інші гіпотези та причини забруднення розповіла керуюча партнерка компанії Space Logistics Ukraine Тетяна Люлька: «Коли почали запускати космічні апарати в космос, починаючи з 60-х років, ніхто не ставив питання, що робити потім з усім тим, що буде рухатися у нас по орбіті, тому що існувала теорія безмежного неба. Вона полягала в тому, що скільки б туди не спрямували космічних апаратів, коли вони вийдуть з ладу, вони вийдуть на дальню орбіту і ніколи не зіштовхнуться».

Науковець Дональд Кесслер розробив трохи згодом іншу гіпотезу, пізніше її назвали на його честь «Синдромом Кесслера». Вчений спрогнозував, як і чому зросте кількості сміття та передбачив сучасний стан речей.

«Будь-яке сміття, яке буде знаходитися на орбіті, буде подвоюватися. Коли більші шматки, більші уламки зіштовхуються з іншими уламками, вони утворюють більшу кількість, але дрібніших. У найближчі 100, 50, а може, і 20 років (чіткої цифри сьогодні ніхто спрогнозувати не може) у нас навколо Землі буде пояс з дрібніших уламків. Як ви знаєте, навіть один сантиметр космічного сміття вщент розбиває супутник», — пояснює Тетяна Люлька.

Виявилось, сміття не просто летить в космічному просторі, а під впливом сили тяжіння Землі обертається, як пояс, навколо нашої планети, захаращуючи нам шлях в космосі. Проте людство не надто непокоїться і зараз. Торік Китай здійснив 39 запусків. Це більше, ніж будь-яка інша країна. Лише один з них був невдалим, пише BBC. США в минулому році здійснили на 5 запусків менше, а Росія — 20. При цьому у 2016 році США витратили на свою космічну програму 36 мільярдів, а Китай — менше ніж 5 мільярдів доларів. Китай працює над створенням космічного ліфта і багаторазових ракет-носіїв. Там приватна компанія здійснила всього один запуск, і то невдалий.

В Америці найближче до створення економічно ефективної ракети підбираються приватні компанії, зокрема SpaceX Ілона Маска. Цей винахідник та підприємець планує колонізувати Марс та роздавати безкоштовний Інтернет по всій Землі. Тож у травні його компанія запустила 60 супутників. Всього їх має бути 12 тисяч. Їх виводять на нижню орбіту. Там, після закінчення їх строку роботи, супутники мають впасти та згоріти в атмосфері. До речі, такі падіння великих об’єктів, що палають, вже спостерігали в Австралії та в інших країнах.

Як можна очистити космос від сміття?

Найбільша складність боротьби зі сміттям у космосі — це швидкість його руху (27 тисяч кілометрів на годину). Якщо цю проблему вирішити, можна буде говорити про спуск сміття на землю або виштовхування його у далекий космос.

Дослідники космосу працюють над програмами очищення орбіти від сміття. Транспортний корабель Dragon компанії SpaceX 2 квітня відправив у космос «космічного прибиральника». Китай пропонує знищувати космічне сміття за допомогою спеціальних лазерів. А вчені Європейського космічного агентства запропонували використовувати космічні магнітні «буксири». Торік британський супутник успішно викинув сітку для космічного сміття, пише BBC. Вчені спробували загарпунити великі шматки та об’єкти у відкритому космосі. Вони моделювали різні ситуації, дехто пропонував спалювати сміття лазером з Землі, проте інші відкинули цю ідею, бо в такий спосіб знищиться і техніка, яка працює.

«Була ідея створювати умовні сміттєпереробні заводи на орбіті, які будуть якимось чином це сміття ловити та переробляти прямо у космосі. Як на мене, це сьогодні на межі фантастики. Була ідея запустити ракету, наповнену водою. Щоб ракета вибухнула, досягнувши орбіти, а вода утворила величезну кригу разом зі сміттям, тоді це зіштовхувати на орбіту. Однозначного рішення, що робити зі сміттям, на сьогодні немає», — говорить Тетяна Люлька.

За офіційними даними, у космосі зараз зібралося вже понад 8 тонн космічного сміття. Тож проблема буде актуальною і надалі. Тетяна говорить, Україні потрібні інженери, за ідеї та розробки NASA та Європейське космічне агентство дають гранти. А поки космічні об’єкти каталогізують.

«Є спеціальний каталог, куди занесені об’єкти понад 10 сантиметрів. Сьогодні можна маневрувати між великими об’єктами. А коли це дрібне, як пісок, то важко маневрувати», — говорить Тетяна Люлька.
Для того, аби визначити, чиє це сміття, потрібно з’ясувати, кому до того належали супутники. США, ЄС та Росія ведуть свої каталоги, розповідає експертка Міжнародного центру космічного права Ганна Гурова: «Найбільші потужності поділені між трьома суб’єктами — США, РФ та ЄС, які окремо ведуть свої каталоги космічних об’єктів».

Так, у 2009 році на орбіті зіткнулися супутники російський Космос-2251 і американський Iridium 33. Їх вага була тонна та 600 кілограмів відповідно. У результаті зіткнення утворилося понад півтисячі уламків. Вони розлетілись на різні орбіти.

У жоден каталог не потрапляють військові розробки та супутники. Країни не лише відправляють супутники, а й тренуються їх збивати. У 2007 році Китай став третьою після США і Росії країною, яка продемонструвала здатність знищувати об’єкти на земній орбіті. Вважається, що у випробуваннях брала участь балістична ракета середньої дальності та наземного базування. Тоді Китай знищив власний супутник для спостережень за погодою. Світова спільнота засудила такі випробування, а Китай у відповідь заявив, що в такий спосіб протистоїть мілітаризації космосу і будь-яким формам гонитви озброєнь. Три роки тому Китай запустив на орбіту апарат, призначений для переміщення космічного сміття, наприклад старих супутників.

За даними NASA, на орбіті Землі перебуває понад 20 тисяч уламків розміром з грейпфрут і більше. Число уламків меншого розміру становить не один мільйон. Проте є побоювання, що такі апарати можуть використовувати для виведення з ладу ворожих супутників у випадку війни. Торік президент США Дональд Трамп заявляв про намір створити в рамках збройних сил космічні війська. А віцепрезидент Майк Пенс звернув увагу на дедалі більшій військовій активності Росії та Китаю в космосі.

Експертка Ганна Гурова переконана, знайти власників військових об’єктів, які віджили своє, буде важко. На думку експертки, військові питання можуть заважати проводити консультації щодо активного видалення космічного сміття.

«Часто військові космічні об’єкти не реєструються в глобальному реєстрі, який веде Генеральний секретар ООН, проте їх все ж можуть виявити радари на Землі чи в космосі, тому від них можна маневрувати іншим космічним об’єктам, але встановити, чи це сміття, чи активний об’єкт, вже складніше. До того ж, коли такі об’єкти набудуть ознак космічного сміття, досить проблематично провести всі процедури попередніх консультацій, адже юридично встановити власника такого сміття може бути складно, так само, як і отримати від них дозвіл на видалення», — розповідає Ганна Гурова.

Чи зобов’язаний хтось видаляти сміття з орбіти?

«Космічне сміття скеровується виключно законами фізики.В міжнародному космічному праві все, що стосується космічного сміття викликає більше питань, ніж відповідей, але все ж дещо є. Якщо говорити про 5 загальнообов’язкових договорів, то жоден з них прямо питань космічного сміття не торкаються», — розповідає Ганна Гурова.

Вона додає, що в договорі про космос є положення, за яким держави-учасниці угоди повинні уникати шкідливого забруднення космічного простору, проте в науковій літературі доводять, що забруднення стосується більше питань ядерної енергії, і аж ніяк не сміття як такого. Проте є правила, за якими країна повинна мінімізувати розпад об’єктів, обмежити можливість зіткнень, навмисно не руйнувати супутники, не залишати надовго ці об’єкти в навколоземній орбіті після того, як термін їх експлуатації завершився. Відповідальність на окрему державу чи держави не покладають.

Є низка вимог щодо особливостей конструкції, яку виготовляють виробники космічної техніки. Наприклад, потрібно мінімізувати відділення частинок під час виводу об’єктів на космічну орбіту, вжити правильний матеріал, розповідає експертка Ганна Гурова.

Міжнародне законодавство не регулює, чи повинен сплачувати виробник за утилізацію космічних об’єктів, чи країна, чи світова спільнота загалом.

Наразі популярною стала ініціатива — створити фонд під егідою ООН, який відповідатиме за видалення сміття. Як може наповнюватися такий фонд, поки неясно. Ганна Гурова пропонує знайти баланс між оподаткуванням та страхуванням.

Експертка переконана: поки вирішити проблему швидко не вдасться, так само, як не вдається вирішити проблему глобального потепління. Допоки країни женуться за найсучаснішим космічним озброєнням, кількість сміття на орбіті тільки зростатиме. Так, першу китайську орбітальну станцію запустили у 2011 році. На ній могли перебувати астронавти протягом декількох днів. Сюди прилетіла перша китайська жінка-астронавт Лю Ян. Закрили станцію в березні 2016 року. Через два роки вона згоріла в атмосфері над Тихим океаном. У тому ж 2016 році Китай запустив нову станцію, але поки у неї немає постійного екіпажу — повністю ввести її в експлуатацію планують до 2022 року. Не відстає й Індія, в неї є своя Організація космічних досліджень і розробок. Два роки тому ця країна вивела на орбіту 104 супутники. А 20 серпня цього року вона вивела станцію на орбіту Місяця. Ганна Гурова переконана, ситуацію може покращити зростання економічного інтересу до освоєння космосу.

Більше про сміття у космосі слухайте у програмі ECO SAPIENS.