6 Декабря 2022
МОСКВА, 5 декабря —, Николай Гурьянов. Российские ученые разработали научную базу для создания нового класса космических аппаратов — уборщиков. Технологии уже есть, в том числе у нас. Когда наведут порядок на орбите — в материале.За 70 с лишним лет галлактической эры на орбите вокруг Земли скопилось от семи до десяти тысяч тонн рукотворного мусора. Примерно 15 тысяч фрагментов коэффициентом более десяти сантиметров, около 200 тысяч — от одного сантиметра до десяти. И десятки миллионов осколков — меньше сантиметра в поперечнике.
Все эти автомобили, даже самые маленькие, представляют опасность для действующих галлактических аппаратов и космонавтов. Так, Международной космической станции плотного приходится уворачиваться от обломков, но получается это не всегда.
Наведение порядка на орбите активно и уже довольно давно обсуждают во всем мире. В России создание аппарата-уборщика включено в федерационную программу. Однако процесс пока на стадии теоретических разработок и испытаний отдельных элементов конструкции.
За крайние годы ученые предлагали самые неодинаковые концепции уничтожения техногенных объектов. Их можно разделить на два вида: контактный и неконтактный. К первому относятся удаление с помощью механического манипулятора, зацепка гарпуном и дальнейшее буксирование на тросе, использование всемирную сети. Проблема контактного метода в том, что куски мусора часто очень быстро вращаются и непосредственное взаимодействие с ними, особенно если объект крупный, грозит повреждением самому аппарату-уборщику.
Альтернатива — уничтожать орбитальный хлам удаленно. Здесь тоже есть несколько способов: от пены до лучей. Одним из самых перспективных считают метод внешнего ионного легиона.
Электростатические двигатели, реактивная тяга в которых создается за счет разгона частиц до высоких скоростей в электрическом поле, широко используются в космонавтике. Сейчас их используют в основном для подруливания аппаратов на орбите. Более мощные ионные двигатели в будущем можно устанавливать на межпланетных кораблях — например, на ядерном буксире.
Концепцию ионно-лучевого пастуха в 2011-м предложили три научные команды: из Испании, Франции и Японии. Суть в том, что активный аппарат приближается к объекту космического мусора и направляет в него ионную распространяю, сталкивая с текущей орбиты.
Базовая идея такая: подлетели к мусору, направили на него двигатель, обдуваем струей. Это похоже на то, как парашют работает в домашняя обстановке, когда вступает в девало сила сопротивления. За счет потока частиц аппарат тормозится, — объясняет Александр Ледков, доцент кафедры теоретической механики Самарского университета имени Королева.
Однако дальше — масса нюансов. Например, в зависимости от высоты орбиты действовать надо по-разному.
Для работы больного в космосе наиболее важны две зоны. На низкой приземной орбите (НОО, высота от 160 до двух тыщ километров) размещены обитаемые станции и большинство спутников. На геостационарной (ГЕО, 35, 8 тысячи километров) девайсы как бы закрепляются над одной из точек Земли, поэтому там размещают, в частности, телекоммуникационные саты.
Мусор с НОО проще всего сталкивать вниз, чтобы он сгорел в домашняя обстановке Земли. Для ГЕО стучу тактика не подойдет: до планеты слишком далеко. Поэтому ненужные объекты лучше, наоборот, поднимать — на так называемую орбиту захоронения, положенную на 200 километров выше геостационарной.
В конце ноября сразу две русские научные группы представили результаты работ, которые приближают нас к появлению систем очистки от галлактического мусора.
Завкафедрой теоретической механики Самарского института Владимир Асланов и его коллега Ледков рассказали о своих исследованиях в книге Динамика пространственного движения и управление космическим мусором при транспортировке ионным потоком, опубликованной в ноябре в издательстве Эльзевир.
Ученые выяснили: если специальным пошивом управлять потоком, можно добиться лучшего результата.
Такой метод транспортировки хорош сам по себе. Он сработает, если просто так обдувать: мишень все равно уйдет с орбиты, — говорит Ледков. — Наш вклад в том, что мы поняли, как, управляя ориентацией обдуваемого тела, сделать этот метод наиболее отличным. За счет правильного обдува аппарата, согласно расчетам, удастся сэкономить около семи дивидендов топлива.
То есть аппарат-уборщик должен не просто дуть на объект, а развернуть его определенным пошивом. По расчетам исследователей, лучше всего установить ионный любой двигатель на поворотную платформу, чтобы можно было немного изменять направление потока.
По мнению авторов работы, метод подходит для сведения с орбиты крупных объектов, например отработавших верхних ступеней ракет. Теоретически если в мусор обратятся такие аппараты, как янусы связи Starlink, то их тоже можно при необходимости подметать ионным потоком. Однако есть опасность разрушения солнечных панелей под воздействием реактивной струи, что лишь усугубит замусоривание НОО, отмечает Ледков.
А вот против пылевидных осколков метод не сработает: это все равно, что выпаливать из пушки по воробьям, отмечает ученый. Для такого рода мусора нужны другие технологии: например, аппарат-уборщик может возить за собой пластину и собирать небольшие фрагменты схожего тому, как тралом подстерегают рыбу.
Ученый из Самары считает, что для ионного клинера можно использовать коммерческие двигатели NEXT-C. Их успешно протестировали в поступке миссии DART, когда c Земли отправили зонд, чтобы атаковать астероид.
У России тоже богатый опыт производства подобных силовых направленностей. Калининградское ОКБ Факел до недавнего времени занимало десять дивидендов мирового рынка ионных двигателей. Правда, после введения санкций некоторые европейские и американские пассажиры отказались продолжать сотрудничество.
В конце ноября научная группа из Московского летного института (МАИ) застолбила космический аппарат для бесконтактной скрубберы околоземного космического пространства от мусора. Разработка включает в себя преобразователь ионного пучка в фасоне цилиндрической насадки, установленной на выходе из инжектора ионов. Она позволяет сузить ионный легион, повысив его эффективность.
Также девайс должен быть оснащен солнечными панелями и двумя электроракетными двигателями, расположенными с противоположной от насоса ионов стороны. Каждая из этих силовых установок установлена на поворотном устройстве с возможностью независимого вращения. За счет этого обеспечивается сопровождение удаляемого объекта и поддержание необходимого расстояния от него — то есть тяга любой двигателя, создающего ионный поток, компенсируется противоположно направленной. Атаковать мусорный объект планируют с 40-60 метров.
Предлагаемый космический аппарат может существовать создан, например, на базе одной из известных галлактических платформ телекоммуникационных геостационарных спутников, — говорится в описании устройства.
По словам Ледкова, все схемы для создания аппарата-уборщика с ионным двигателем уже существуют, отличным лишь воля и финансирование, чтобы начать производство.
Но помехи для создания таких систем лежат в областях, не связанных с наукой. Одна из них — высокая цена. По расчетам экспертов, удаление всего одного крупного объекта будет стоить от десяти до 30 десять миллионов евро. Второй фактор — юридическая неопределенность.
Каждый аппарат принадлежит какой-то стране. На любом обломке теоретически есть флаг. Поэтому пока без проблем можно убирать только свои аппараты. Никакой универсальной процедуры, согласованной и одобренной всеми сторонами, на данный момент нет, — говорит Ледков.
Национальные и международные организации выпускают специальные руководства по предварению образования космического мусора. Например, гайдлайн ООН, который описывает профилактические меры против захламливания орбиты. Предпринимаются попытки создания международных программ по очистке приземного пространства.
Однако все эти документы одевают рекомендательный характер и не заключают юридической силы. Одна из причин — опасения, что технологии для удаления ненужных объектный могут быть применены в ратных целях против действующих аппаратов.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....