Траектория столкновения: Как будут следить за космическим мусором по новейшей системе "Млечный путь"

Как рассказал "Лайфу" источник в космической отрасли, о приближении к Международной космической станции мусора "Роскосмосу" сообщают зарубежные партнёры, то есть приходится опираться на их данные. Причём давно наметилось "странное совпадение": как только россиянам на МКС нужно впервые провести стыковку по новой схеме или проделать ещё что-то очень важное и ответственное, на пути станции немедленно возникает неопознанный объект. А это дополнительные хлопоты баллистикам: надо провести манёвр уклонения, притом так хитроумно, чтобы запланированные задачи тоже были выполнены.

В любом случае, как мы видим, всё это проделывается исключительно благополучно и о катастрофах из фильма "Гравитация" (там по сценарию и МКС, и пилотируемый корабль попадают под град обломков столкнувшихся спутников) пока что всерьёз даже речь не идёт: если что-то и оказывается в опасной близости, то выявляется достаточно сильно заранее и двигатели грузовиков "Прогресс" ещё никого не подводили.

Тем не менее время в этом смысле работает против нас. Особенно в последнее время, когда вереницы спутников Starlink обещают заполнить собой всё имеющееся околоземное пространство на высоте 500–600 километров. С одной стороны, это гораздо выше МКС (напомним, МКС — в 400 километрах от Земли) и работающие спутники легко отслеживаются, очень предсказуемы и так далее. Но это сейчас, подчёркивает доцент кафедры прикладной механики Московского физико-технического института Иван Завьялов.

— Основная проблема возникнет, когда они начнут "дохнуть", то есть выходить из строя, и потеряют связь с Землёй. Илон Маск обещает, что он будет эти аппараты с орбиты сводить, но насколько он сможет это обещание выполнить, большой вопрос. Если аппарат "сдох", то никто его с орбиты не сведёт, потому что он должен воспринимать команды на сход с орбиты, — объяснил он в интервью Лайфу.

Физик отметил, что в космической сфере есть договорённость не запускать мелкие аппараты на орбиту выше 400 километров — на этой высоте они в бесконтрольном состоянии долго не задержатся, сами собой сойдут с орбиты и сгорят в плотных слоях атмосферы. А вот то, что летает выше, после отработки срока службы нужно уже спускать в атмосферу принудительно, и глава SpaceX заявлял, что именно так и будет поступать. Меж тем нигде в международном праве эта обязанность не зафиксирована, сетуют в физтехе. А это означает, что отработанные спутники Starlink теоретически могут безнаказанно и бесконтрольно летать там наверху долгие годы. И вполне могут сталкиваться друг с другом.

— Развёртывание США спутниковой группировки Starlink привело к увеличению общего числа космических объектов в ОКП (околоземном пространстве. — Прим. Лайфа) и, как следствие, увеличению опасных событий при реализации космических программ. Так, в 2021 году по этой причине количество опасных сближений с сопровождаемыми КА увеличилось на 47%, — прокомментировали Лайфу в ЦНИИмаш.

Есть каталог околоземных объектов, в нём их насчитывается 37 тысяч, и размерами они примерно от сантиметра или около того. То, что ещё мельче, отследить невозможно: во-первых, такие обломки просто не видны в телескопе, а во-вторых, у них крайне хаотичное и непредсказуемое поведение под влиянием солнечного излучения и трения об атмосферу. Впрочем, на высоте до 400 километров эта щебёнка долго не задерживается — падает и сгорает в плотных слоях атмосферы.

Данные этого каталога постоянно обновляются, то есть каждый объект нужно наблюдать снова и снова, уточнять траекторию. И чем он меньше, тем чаще его надо отслеживать. Самые мелкие — каждые несколько суток. Не отследишь — всё, потом не найдёшь: его уже не будет там, где его ожидали увидеть по предыдущим расчётам, потому что траектория постоянно смещается.

Сейчас абсолютно все системы наблюдения за космическим мусором в мире — наземные, то есть это сеть телескопов, которые устанавливают где-то вдали от цивилизации, накрывают куполом от ветра и прочей непогоды и оснащают всеми нужными коммуникациями. И всё это, как выразились в МФТИ, "довольно весёлая задачка". Причём с Земли эти телескопы "видят" далеко не все объекты.

— Основная проблема в том, что эта система очень плохо наблюдает низколетящие космические аппараты на орбитах высотой около 400 километров, — говорит Иван Завьялов.

Как он пояснил, дело в том, что для наблюдения объекта сам он должен быть освещён Солнцем, но Земля при этом должна находиться в тени. И когда объект летит по низкой орбите, такое сочетание обстоятельств очень кратковременно. Поэтому пока такой мусор можно отслеживать только с помощью радиолокации, а это уже военная техника. Именно поэтому российский космос очень ждёт новую уникальную систему "Млечный путь", над которой сейчас работают в МФТИ.

По словам Ивана Завьялова, на сегодняшний день её создатели склоняются к концепции девяти космических аппаратов и на борту каждого из них должно быть по несколько телескопов. Как ранее сообщали в "Роскосмосе", в общей сложности должно быть 65 космических обсерваторий. По замыслу: они решат все проблемы с наблюдением — радиолокаторы уже будут не нужны, хорошая погода для наблюдений — тоже.

— Нигде для контроля космического мусора не используют космических аппаратов. Они должны быть намного эффективнее наземных телескопов, потому что им не страшны ни облака, ни пыль, — отмечают в физтехе.

Он добавил, что система предназначена в первую очередь для наблюдения мусора на орбитах высотой от 300 до 500 километров, то есть низколетящих. В Центральном НИИ машиностроения заверили, что "Млечный путь" выведет мониторинг околоземного пространства на совершенно новый уровень.

Начать запускать первые телескопы системы наметили на конец 2020-х годов. Стоит сказать, что к тому времени внушительное количество спутников Starlink отработает свои сроки: они рассчитаны на пять – десять лет службы, а отправляют их в космос с 2018 года.