До второй половины ХХ века и начала освоения космического пространства подобная проблема никого на Земле не занимала. Если какой космический материал и выпадал на планету, то он был исключительно природного происхождения. Но как только первые космические корабли начали «бороздить просторы» околоземного пространства, это самое пространство стремительно начало засеиваться рукотворными отходами великого научного свершения – космическим мусором. Так принято называть все объекты искуственного происхождения, не управляемые и не используемые человеком. Откуда же они берутся и чем опасны?
При космическом старте, когда могучая ракета возносит ввысь очередные творения человеческого гения в виде исследовательских спутников или космических кораблей, вместе с ними в космос выносятся третьи ступени ракет-носителей и разгонные блоки. Они предназначены для того, чтобы придать спутнику первую космическую скорость, необходимую для выхода на орбиту и после того, как сделали свое дело, более не нужны для дальнейшего полета. Однако по законам небесной механики эти ступени, иногда весьма крупные, продолжают летать вокруг Земли, перейдя в разряд мусора.
Сами по себе они достаточно велики, легко отслеживаются радарами и при должном контроле опасности не представляют. Если космический аппарат выводился на низкую (200-500 км) орбиту, то такие ступени весьма быстро сходят с неё, тормозятся остатками атмосферы и сгорают в ней. Высокоорбитальные могут существовать тысячи лет, но их траектории легко рассчитываются и при запуске новых спутников просто обходятся стороной. То же относится и к выработавшим свой ресурс аппаратам – все они каталогизированы и за ними следят. Но бывают нештатные ситуации, когда мусор образуется в очень больших количествах и буквально засеивает некоторые участки пространства.
Во второй половине прошлого века две основные космические державы – СССР и США неоднократно проводили испытания противоспутникового оружия, сопровождающиеся разрушением испытуемых объектов. В 2003 году к ним присоединился Китай, одним махом добавивший к каталогу почти 3 тысячи обломков. Кроме того, отмечались самопроизвольные взрывы и разрушение космических аппаратов в результате неисправностей. В 2009 году произошло первое космическое ДТП – столкновение над Таймыром двух крупных спутников, «Космос-2251» и «Iridium-33», породившее 600 крупных кусков мусора и несколько тысяч фрагментов малых размеров.
Подобные испытания и аварии за полвека привели к тому, что сейчас в окрестностях нашей планеты летает (очень приблизительно) от 200 000 до 300 000 разных искусственных обломков. Причем только 16 000 внесены в каталоги, как достаточно крупные объекты. Остальные имеют размеры в считанные миллиметры, максимум единицы сантиметров, радарами не отслеживаются, однако угрозу космоплаванию представляют именно они. Кинетическая энергия даже совсем маленького кусочка металла на космических скоростях настолько велика, что он способен повредить или вообще уничтожить любой аппарат.
Именно космический мусор в свое время был причиной того, что NASA приходилось менять треснувшие иллюминаторы кораблей-челноков после каждого второго полета. Он же погубил российский спутник связи в 2006 году. Космонавты на МКС регулярно отмечают случаи мелкого повреждения солнечных батарей станции этими крохотными крупинками. Наземным службам контроля часто приходится менять траекторию полета станции, чтобы избежать столкновения с зафиксированными обломками, но самые маленькие из них заметить заранее невозможно.
Мусор способен доставлять неприятности и самой Земле. Большинство вошедших в атмосферу объектов сгорают, но самые массивные могут достигнуть поверхности планеты, причем трудно бывает заранее предсказать, куда они упадут. Наиболее значительным событием такого рода было неконтролируемое падение перешедшей в «мусорный разряд» американской станции «Skylab» в 1979 году. Она упала на Австралию, и хотя не нанесла какого-либо ущерба, власти городка Эсперанс все же выставили NASA счет на 400$ за разбрасывание мусора. А годом ранее на Канаду рухнул советский спутник. Он был намного легче, но с ядерным реактором. Никто не пострадал, но наша страна тогда поимела немало международных проблем…
Загрязнение околоземной орбиты постоянно увеличивается. Ученые прогнозируют примерно к 2030 году переход количества в качество – обломков станет столько, что они начнут сталкиваться друг с другом и плодить новые фрагменты уже самостоятельно (т.н. эффект Кесслера). Не исключено, что при таком развитии ситуации к середине века космонавтика станет просто невозможна. Поэтому и в России, и в США космические агентства начинают всерьёз волноваться за будущее. Увы, неясно, как очищать космос от мусора, и даже неизвестно, с какой стороны к этому делу подступаться. Существуют проекты «уборщиков космоса», но все они пока на уровне фантазий. Поэтому приходится признать, что на нынешнем этапе человечество может лишь прилагать усилия к уменьшению поступления искусственного материала на орбиту.
Кое-какие меры принимаются уже сейчас – некоторые из запускаемых ныне спутников имеют возможность после завершения активной работы уйти на очень высокую «орбиту захоронения», чтобы не мешать другим, или же затормозиться для ликвидации в атмосфере. По мере прогресса радиоэлектроники уменьшается вес и размеры спутников – если что и случится, хлама будет меньше. Совершенствуются методы контроля за космическими объектами. Однако это только робкие полумеры, и надо признать, что радикально решать проблему придется нашим потомкам. Скорее всего, это потребует полноценного международного сотрудничества в космосе и, возможно, послужит ступенькой, с которой человечество viribus unitis шагнет к звездам.
