Почему нас неминуемо убьёт космический мусор

Двадцать лет назад, 22 января 1997 года, жительница штата Оклахома по имени Лотти Уильямс шла по парку с друзьями, и на неё упал обломок американской ракеты-носителя Delta II. Судя по всему, Уильямс до сих пор — единственный человек, на которого с неба упал рукотворный космический объект. В честь этого удивительного события «Вестник неминуемых катастроф» рассказывает, что такое космический мусор и почему нас им уже завалило, пока мы не видели.

Когда вы купили лего-космодром, собрали его, наигрались, и он сломался или вам надоел (невозможный сценарий, я знаю, но всё-таки), вы можете, как цивилизованный человек, отправить в переработку картонную и пластиковую упаковку. А лего-спутник, ракету и прочее добро собрать с ковра и кому-нибудь передарить — потому что лего, кстати, нельзя выкидывать и довольно трудно переработать.

Если же у вас есть настоящий космодром, и вы с него отправили в космос настоящий спутник на настоящей ракете, то ваша ситуация сложнее. Если вы не задумались об этом заранее и не потратились, сломавшийся или отработавший своё спутник и некоторые части ракеты — пока по умолчанию одноразовой — так и будут болтаться на околоземной орбите, откуда вы не сможете их ни собрать, ни кому-то передарить.

Немного занимательной арифметики от организаторов европейской конференции по проблеме космического мусора, которая пройдёт в апреле в Германии. С 1957 года и пионерского полёта Спутника человечество провело более 4 900 запусков — в среднем по одному каждые четыре дня. Гораздо чаще, чем ленивцы спускаются с деревьев, и так же часто, как в Молдове ловят продажного полицейского.

В результате этих запусков на околоземной орбите сейчас находятся примерно 18 000 каких-то штук, из которых только около 1 100 штук находятся там по делу, то есть это работающие космические аппараты. Всё остальное — мусор, причём пока достаточно крупный для того, чтобы назвать его штукой и следить за его перемещениями. Объектов крупнее одного сантиметра в диаметре — чуть меньше копеечной монетки —  на орбите 700 000. Объектов крупнее одного миллиметра, с кристаллик крупной столовой соли — 170 000 000.1

КАЖДОМУ РОССИЯНИНУ МОЖНО РАЗДАТЬ НА ПАМЯТЬ ПО КРУПИНКЕ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА, И ОСТАНЕТСЯ ЕЩЁ НА ВСЁ НАСЕЛЕНИЕ ТАЙВАНЯ.

700 тысяч копеечных монеток весят одну тонну. Если бы мы решили такое количество монеток вывести на низкую орбиту с помощью «Ангары», это обошлось бы нам в 2 500 000 долларов.

Причём в космосе копеечная монетка окажется неизмеримо опаснее, чем на Земле, где её можно разве что неудачно проглотить. Популярная в сети фотография одного из экспериментов Европейского космического агентства намекает, чем чревато попадание алюминиевого шарика такого диаметра и массы в лист алюминия толщиной в 18 сантиметров, когда счёт идёт на космические скорости:

Фото: European Space Agency / ESA

НАСА пишет, что в шаттлах несколько раз приходилось заменять окна, потому что в полёте те были повреждены не чем-нибудь, а крупинками краски (вот как такие повреждения выглядят). В прошлом году европейский астронавт Тим Пик сфотографировал семимиллиметровую «ямку» — тоже, возможно, от краски — на стекле окна в модуле Cupola, из которого экипаж МКС делает самые фантастические фотографии Земли. Летающая краска смерти — всё как мы любим.

Неудивительно, что когда МКС не успевает уклониться от летящего ей навстречу потенциально опасного космического мусора, экипаж оперативно собирается в пилотируемом «Союзе», чтобы, чуть что, тут же отчалить с повреждённой станции. Осколок мусора диаметром более сантиметра уже может пробить защиту МКС.

Крупинки краски же, как капли никотина, убивают спутники, которые уворачиваться от них не могут. Российский наноспутник BLITS — «нано» потому, что диаметром он был с небольшую тарелку и весил семь с половиной килограммов — в 2013 году, как считается, был подбитосколком массой меньше одного грамма.

В ОБЩЕМ, ОПАСНОГО МУСОРА В КОСМОСЕ ОЧЕНЬ МНОГО. И ОН РАЗМНОЖАЕТСЯ!

Делением, естественно: при столкновении двух фрагментов на скоростях, с которыми они летают, рождается туча фрагментов поменьше. Это так называемый синдром Кесслера: в 1978 году учёный НАСА Дональд Кесслер предположил, что к 2000 году вокруг Земли возникнет постоянно растущий «мусорный пояс». И хотя пока проблема не кажется особенно острой, сам Кесслер считает, что синдром его имени уже вполне себе возник.

Иногда акты размножения мусора настолько масштабны, что мы замечаем их и интересуемся ими с Земли. В 1996 году, за год до происшествия с Лотти Уильямс, французский военный спутник Cerise, «вишенка», столкнулся с обломком французской же ракеты Ariane, запущенной лет за 10 до этого. В 2009 году в космосе над Таймыром столкнулись наш старый «Космос-2251» и вполне себе работающий Iridium 33 общей массой в полторы тонны — и «разделились» примерно на 600 обломков (которые, естественно, тоже будут делиться).

А 11 января 2007 года, почти десять лет назад, Китай решил испытать противоспутниковое оружие и выстрелил по собственному метеорологическому спутнику «Фэнъюнь-1С». Это считается самым неприятным инцидентом в недолгой истории космического мусора, потому что только достаточно крупных осколков набралось на две-три тысячи, а счёт более мелким идёт на десятки и сотни тысяч.

На самом деле космический мусор, конечно, угрожает нам всё-таки не так радикально, как неминуемые астероиды-убийцы. Лотти Уильямс обломок ракеты массой с пустую банку от газировки, как она сама рассказывала, скорее аккуратно тронул за плечо. Слишком маленькие и слишком горючие фрагменты космического мусора вряд ли подходят для того, чтобы в стиле научно-фантастических фильмов похоронить под собой какой-нибудь город.

КАК И ПОДОБАЕТ МУСОРУ, ОН НАС ПРОСТО ЗАДУШИТ, ОПТОМ, МЕДЛЕННО И ПЕЧАЛЬНО: ЗАПУСКАТЬ СПУТНИКИ, ЛЕТАТЬ НА ОКОЛОЗЕМНУЮ ОРБИТУ И ДАЛЬШЕ СТАНЕТ НАМНОГО СЛОЖНЕЕ.

Хотя, честное слово, учитывая, как дела у человечества обстоят с мусором на Земле, странно удивляться, что мы замусорили и ближний космос.1

Что можно делать с таким мусором, который не получится разложить по урнам для пластика, стекла и металла? Хорошая долгосрочная стратегия — выбрасывать меньше спутников, потому что, как известно, чисто там, где не мусорят. Примерно половина всех новых космических аппаратов сегодня запускается с расчётом на то, что на излёте своей жизни они смогут спуститься достаточно низко и в итоге упасть на Землю — обычно в Тихий океан — или вовсе полностью сгореть по пути. Для этого нужен не только расчёт, но и ресурсы: каждый грамм дополнительной массы, которую вы решили запустить на орбиту, стоит денег, а для маневрирования потребуется лишнее топливо.

Договариваться не мусорить, конечно, надо было сразу, потому что сейчас проблема никуда не денется, даже если мы совсем забросим все эти космические дела (ну разве что переживать по этому поводу станет не обязательно). Доходило это до человечества долго: прогрессивная космическая Европа, например, приняла единые правила вывода спутников из эксплуатации только в начале двухтысячных.  А Управление ООН по вопросам космического пространства (UNOOSA), как это часто бывает с международными организациями, и сейчас может только выражать «обеспокоенность в связи с ростом засоренности космического пространства».

ЕЩЁ МОЖНО ОТПРАВИТЬ НА ОРБИТУ ПЫЛЕСОС, МЕТЛУ И СОВОК, ТО ЕСТЬ АППАРАТЫ ДЛЯ «КОСМИЧЕСКОЙ УБОРКИ» (ОТПРАВИТЬ И НАДЕЯТЬСЯ, ЧТО В НИХ НЕ ВРЕЖЕТСЯ СМЕРТЕЛЬНАЯ КРУПИНКА).

Названий и концепций у таких проектов море: «ловец» с сетью или гарпуном e.Deorbit, который будет вычищать с орбиты крупный мусор европейского происхождения; швейцарская ловушка для маленьких спутников CleanSpace One; любопытный аппарат TAMU Space Sweeper with Sling-Sat, который будет прыгать от одного спутника к другому, отправляя их сгорать в атмосфере; всяческие девайсы с солнечными парусами и так далее.

Общее у них вот что: пока всё это концепции разной степени проработки, и даже самые ранние аппараты отправятся в космос не раньше 2018–2020 годов. Правда, Япония в декабре 2016 года запустила свой тестовый мусоросборщик — посмотрим, что получится у них.

И, конечно, ни один из девайсов пока не рассчитан на то, чтобы справляться с мелкими осколками и тем более крупинками. А именно здесь, как считают некоторые учёные, лежит риск неуправляемого процесса засорения, который невозможно будет остановить. Можно, конечно, покрыть МКС аэрогелем и ловить мелкие частицы мусора в него — был однажды похожий научный эксперимент на станции «Мир». Но использовать главную космическую лабораторию человечества как мокрую тряпку вроде как-то несолидно и рискованно.

Есть, само собой, и идейные соображения. Представьте, что в гипотетической квартире живут почти две сотни малознакомых людей. Все они хотят пользоваться кухней, потому что кухня — это, как выяснилось, страшно удобно и полезно. Но некоторые из них освоили кухню ещё в 1950–1960-х годах, и чтобы воспользоваться ею сейчас, приходится уворачиваться от летающей краски смерти с их заброшенных кастрюль.

ЕСТЕСТВЕННО, ТЕ, КТО В ЗАМУСОРИВАНИИ КУХНИ НЕ УЧАСТВОВАЛ, НЕ ОЧЕНЬ ХОТЯТ ТРАТИТЬСЯ НА ЕЁ УБОРКУ — ОБИДНО КАК-ТО.

Примерно так выглядят идеологические дебаты в ООН о том, кто несёт ответственность за плачевную ситуацию с космическим мусором. С поправкой на то, что кухня огромна и её никому не видно, так что нет ощущения, что ты сидишь посреди куч барахла. Да и угроза от краски пока ощущается не особенно остро.

Здесь, конечно, и подвох: когда МКС начнёт маневрировать из-за космического мусора не несколько раз в год, а несколько раз в неделю, метаться будет уже поздно. Впрочем, если верить Дональду Кесслеру, метаться и так поздно.

Так выпьем же (чай, кофе, вино, пиво, смузи — как мы уже выяснили, всё равно, что именно), не чокаясь — за то, что пока вы читали этот текст, где-то на околоземной орбите образовался тот кусочек космического мусора, который однажды повредит обшивку корабля нашей первой экспедиции на Марс.