
Россия готовится отправить на орбиту ионного уборщика
Российские учёные разработали научную базу для создания нового класса космических аппаратов — уборщиков. Технологии уже существуют, пишет РИА «Новости».
За 70 с лишним лет космической эры на орбите вокруг Земли скопилось от 7 тыс. до 10 тыс. т рукотворного мусора. Насчитали около 15 тыс. фрагментов размером более 10 см, около 200 тыс. — от 1 см до 10 см. И миллионы осколков — менее 1 см в поперечнике. Космический мусор любого размера опасен для космических аппаратов и космонавтов.
Наведение порядка на орбите активно и уже давно обсуждают во всём мире. В России создание аппарата-уборщика включили в федеральную программу. Она развивается, но пока на стадии испытаний отдельных элементов.
Учёные предлагали концепции уничтожения техногенных объектов, которые сводятся к контактному и бесконтактному.
Контактный путь — это или механический манипулятор, или зацепка гарпуном и буксировка на тросе, или ловля сетью. Проблема в том, что обломки грозят самому аппарату-уборщику.
Бесконтактный подразумевает разные способы: от пены до лазеров. Одним из самых перспективных считают метод внешнего ионного потока.
Концепцию «ионно-лучевого пастуха» в 2011-м предложили три научные команды: из Испании, Франции и Японии. Суть в том, что аппарат приближается к куску космического мусора и сталкивает его с орбиты ионной струёй.
—Александр Ледков, доцент кафедры теоретической механики Самарского университета имени Королёва.
Однако дальше — масса сложностей. Например, на разных орбитах понадобятся свои методы.
На низкой околоземной орбите (НОО, высота от 160 до 2000 км) — обитаемые станции и большинство спутников. На геостационарной (ГЕО, 35,8 тыс. км) размещают, например, телекоммуникационные устройства.
Мусор с НОО проще всего сталкивать вниз, чтобы он сгорел в атмосфере Земли. Для ГЕО способ не подойдёт: до планеты слишком далеко. Поэтому ненужные объекты лучше, наоборот, поднимать — на орбиту захоронения, расположенную на 200 километров выше геостационарной.
В конце ноября сразу две российские научные группы представили результаты работ.
Завкафедрой теоретической механики Самарского университета Владимир Асланов и его коллега Александр Ледков рассказали о своих исследованиях в книге «Динамика пространственного движения и управление космическим мусором при транспортировке ионным потоком».
Учёные узнали: если управлять потоком, можно добиться лучшего результата.
—Александр Ледков.
Космический уборщик должен не просто воздействовать на объект, а развернуть его нужным образом. По расчётам, лучше всего установить ионный двигатель на поворотную платформу, чтобы изменять направление потока.
По мнению авторов работы, метод подходит для удаления с орбиты крупных объектов. Однако есть опасность разрушить под реактивной струей солнечные панели, то есть добавить в НОО ещё больше мусора.
А вот против мелких осколков метод не сработает. Для них нужны другие технологии, например, аппарат-уборщик с пластиной -тралом.
Учёные из Самары считают, что для ионного чистильщика можно использовать коммерческие двигатели NEXT-C. Их успешно протестировали в ходе миссии DART, когда с Земли отправили зонд, чтобы атаковать астероид.
У России также есть богатый опыт производства подобных силовых установок. Калининградское ОКБ «Факел» до недавнего времени занимало 10% всего рынка ионных двигателей.
В конце ноября научная группа из Московского авиационного института (МАИ) запатентовала космический аппарат для бесконтактной очистки околоземного космического пространства от мусора. Преобразователь ионного пучка в виде цилиндрической насадки позволяет сузить оток, повысив эффективность.
Также аппарат должен быть оснащён солнечными панелями и двумя электроракетными двигателями, причём со стороны, противоположной от инжектора ионов. Каждая из этих силовых установок установлена на поворотном устройстве с возможностью независимого вращения. За счёт этого удаляемый объект сопровождают на необходимое расстояние. Тяга ионного двигателя компенсируется противоположно направленной. Атаковать куски мусора планируют с расстояния 40–60 м.
По словам Александр Ледкова, все технологии для аппарата-уборщика с ионным двигателем уже существуют. Для производства нужны лишь решение и финансирование.
Препятствие — высокая цена. По расчётам экспертов, удаление лишь одного крупного объекта будет стоить от 10 млн до 30 млн евро. Второй фактор — юридическая неопределённость, ведь каждый обломок теоретически кому-то принадлежит.
— Александр Ледков.
Национальные и международные организации выпускают руководства, как предупредить образования космического мусора. Предпринимаются попытки создать международные программы по очистке околоземного пространства.
Однако все эти документы носят рекомендательный характер и не имеют юридической силы. Одна из причин — опасения, что космические уборщики можно будет применить в военных целях против работающих космических аппаратов.
Масштабы загрязнения
За 70 с лишним лет космической эры на орбите вокруг Земли скопилось от 7 тыс. до 10 тыс. т рукотворного мусора. Насчитали около 15 тыс. фрагментов размером более 10 см, около 200 тыс. — от 1 см до 10 см. И миллионы осколков — менее 1 см в поперечнике. Космический мусор любого размера опасен для космических аппаратов и космонавтов.
Наведение порядка на орбите активно и уже давно обсуждают во всём мире. В России создание аппарата-уборщика включили в федеральную программу. Она развивается, но пока на стадии испытаний отдельных элементов.
Варианты решения
Учёные предлагали концепции уничтожения техногенных объектов, которые сводятся к контактному и бесконтактному.
Контактный путь — это или механический манипулятор, или зацепка гарпуном и буксировка на тросе, или ловля сетью. Проблема в том, что обломки грозят самому аппарату-уборщику.
Бесконтактный подразумевает разные способы: от пены до лазеров. Одним из самых перспективных считают метод внешнего ионного потока.
Суть перспективного способа
Концепцию «ионно-лучевого пастуха» в 2011-м предложили три научные команды: из Испании, Франции и Японии. Суть в том, что аппарат приближается к куску космического мусора и сталкивает его с орбиты ионной струёй.
Базовая идея такая: подлетели к мусору, направили на него двигатель, обдуваем струёй. Это похоже на то, как парашют работает в атмосфере, когда вступает в дело сила сопротивления. За счёт потока частиц аппарат тормозится
—Александр Ледков, доцент кафедры теоретической механики Самарского университета имени Королёва.
Однако дальше — масса сложностей. Например, на разных орбитах понадобятся свои методы.
На низкой околоземной орбите (НОО, высота от 160 до 2000 км) — обитаемые станции и большинство спутников. На геостационарной (ГЕО, 35,8 тыс. км) размещают, например, телекоммуникационные устройства.
Мусор с НОО проще всего сталкивать вниз, чтобы он сгорел в атмосфере Земли. Для ГЕО способ не подойдёт: до планеты слишком далеко. Поэтому ненужные объекты лучше, наоборот, поднимать — на орбиту захоронения, расположенную на 200 километров выше геостационарной.
Всё ближе к цели
В конце ноября сразу две российские научные группы представили результаты работ.
Завкафедрой теоретической механики Самарского университета Владимир Асланов и его коллега Александр Ледков рассказали о своих исследованиях в книге «Динамика пространственного движения и управление космическим мусором при транспортировке ионным потоком».
Учёные узнали: если управлять потоком, можно добиться лучшего результата.
За счёт правильного обдува аппарата, согласно расчётам, удастся сэкономить около 7% топлива
—Александр Ледков.
Космический уборщик должен не просто воздействовать на объект, а развернуть его нужным образом. По расчётам, лучше всего установить ионный двигатель на поворотную платформу, чтобы изменять направление потока.
По мнению авторов работы, метод подходит для удаления с орбиты крупных объектов. Однако есть опасность разрушить под реактивной струей солнечные панели, то есть добавить в НОО ещё больше мусора.
А вот против мелких осколков метод не сработает. Для них нужны другие технологии, например, аппарат-уборщик с пластиной -тралом.
Уборщики из России
Учёные из Самары считают, что для ионного чистильщика можно использовать коммерческие двигатели NEXT-C. Их успешно протестировали в ходе миссии DART, когда с Земли отправили зонд, чтобы атаковать астероид.
У России также есть богатый опыт производства подобных силовых установок. Калининградское ОКБ «Факел» до недавнего времени занимало 10% всего рынка ионных двигателей.
В конце ноября научная группа из Московского авиационного института (МАИ) запатентовала космический аппарат для бесконтактной очистки околоземного космического пространства от мусора. Преобразователь ионного пучка в виде цилиндрической насадки позволяет сузить оток, повысив эффективность.
Также аппарат должен быть оснащён солнечными панелями и двумя электроракетными двигателями, причём со стороны, противоположной от инжектора ионов. Каждая из этих силовых установок установлена на поворотном устройстве с возможностью независимого вращения. За счёт этого удаляемый объект сопровождают на необходимое расстояние. Тяга ионного двигателя компенсируется противоположно направленной. Атаковать куски мусора планируют с расстояния 40–60 м.
Что препятствует уборке
По словам Александр Ледкова, все технологии для аппарата-уборщика с ионным двигателем уже существуют. Для производства нужны лишь решение и финансирование.
Препятствие — высокая цена. По расчётам экспертов, удаление лишь одного крупного объекта будет стоить от 10 млн до 30 млн евро. Второй фактор — юридическая неопределённость, ведь каждый обломок теоретически кому-то принадлежит.
Поэтому пока без проблем можно убирать только свои аппараты. Никакой универсальной процедуры, согласованной и одобренной всеми сторонами, на данный момент нет
— Александр Ледков.
Национальные и международные организации выпускают руководства, как предупредить образования космического мусора. Предпринимаются попытки создать международные программы по очистке околоземного пространства.
Однако все эти документы носят рекомендательный характер и не имеют юридической силы. Одна из причин — опасения, что космические уборщики можно будет применить в военных целях против работающих космических аппаратов.
- Дмитрий Ладыгин
- pexels.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

32 удивительных подарка за последние 20 лет: ученые пытаются понять, за что косатки «балуют» людей
Природная доброта? Любопытство? Желание выйти на контакт?...

Найдено идеальное место для жизни на Марсе
По словам ученых, оно похоже… на нашу Сибирь....

Уникальная находка в Нидерландах: археологи обнаружили римский лагерь далеко за пределами Империи
Как лидар и искусственный интеллект нашли объект-«невидимку» II века....

Тайна разгадана: стало известно, почему большинство кошек предпочитают спать строго на одном боку
Оказалось, что это древний защитный механизм, которому миллионы лет....

«Вертолетная» конструкция да Винчи может сделать беспилотники тише, быстрее и даже дешевле
Ученые поражены, насколько разработка Леонардо опередила время....

Ученые и режиссеры все время обманывали нас насчет динозавров
Оказалось, древние ящеры бегали в четыре раза медленнее, чем считалось....

Ученые хотят создать хранилище микробов, чтобы те… не вымерли
Звучит кошмарно, но на самом деле от этого зависит судьба всего человечества....