Тема космического мусора, долгие годы обсуждавшаяся в узком кругу отраслевого сообщества, близка к тому, чтобы стать причиной международного скандала. Испытания Россией ракеты противоспутниковой обороны, проведенные в ноябре, создали облако летающих на высокой скорости обломков, что, по мнению западных экспертов, может представлять угрозу для МКС и китайской станции «Тяньгун». Также они якобы повышают вероятность «синдрома Кесслера» – нарастающей череды столкновений спутников, из-за которых околоземное пространство станет практически непригодным для использования. И хотя такой сценарий эксперты «Профиля» оценивают как далекий от реальности, можно констатировать, что за 60 лет космической деятельности человек успел изрядно «наследить».
Что с этим делать, непонятно: предлагаемые технологии борьбы с орбитальным мусором сложны и дороги в использовании, а регуляторной основы, которая сподвигла бы участников индустрии на «космический субботник», не наблюдается. Дальше, по всей видимости, будет только хуже, учитывая планы SpaceX и других компаний по выводу многотысячных спутниковых группировок.
Откуда берется космический мусор. Как растут темпы его накопления
Спутники недолговечны: рано или поздно у них кончается топливо, деградируют солнечные панели, электроника выходит из строя из-за радиации. Лишь четверть вращающихся на орбите спутников являются действующими (около 4100 по состоянию на июль 2021 года). Аппарат, с которым утеряна связь, и отколовшиеся от него компоненты становятся космическим мусором. Еще один источник мусора – отработавшие ступени ракет.
Мониторингом этого «культурного слоя» занимаются в НАСА, «Роскосмосе» и других космических агентствах. Обломки каталогизируют, пытаясь рассчитать период их вращения и спрогнозировать сближение с орбитальными станциями. Система предупреждения «Роскосмоса» (АСПОС ОКП) насчитывает 36 телескопов, расположенных в России, Армении и Бразилии. К 2025 году количество телескопов планируется довести до 65.
По данным НАСА, на земной орбите насчитывается более 21 тысячи предметов диаметром более десяти сантиметров. За последние 15 лет это число выросло вдвое. Общая масса обломков составляет около 9300 тонн.
Какая страна захламила космос сильнее? На этот счет точной статистики нет, ведь летающие фрагменты довольно трудно идентифицировать. Но трех лидеров можно назвать с уверенностью: США, Россия, Китай. «Сейчас эксплуатация спутников устроена крайне нерационально, – рассказывает футуролог, сооснователь венчурного фонда Orbita Capital Partners Евгений Кузнецов. – Представьте: вы едете на машине, у нее спустило колесо. Вы бросаете машину на обочине и идете покупать новую? Вряд ли. Но со спутниками поступают именно так! Маленькая поломка, и их бросают. Проблема в том, что сейчас ремонтировать невыгодно: тратится очень много топлива, а пока его можно доставить только с Земли. Вывод: сначала нужно научиться добывать топливо в космосе – подойдет вода, которая есть на Луне. Как только это произойдет, спутники превратятся в управляемую, постоянно модернизируемую инфраструктуру».
Следующий этап – переработка отслуживших спутников. Проекты в этом направлении есть у компании Nanoracks: она хочет собирать космический мусор и строить из него орбитальную жилплощадь под аренду. В следующем году созданный в Nanoracks робот-строитель отправится в космос, чтобы потренироваться в резке металлических деталей.
«Улавливание мусора с последующей переработкой явно перспективнее, чем просто палить по спутникам, – отмечает футуролог Кирилл Игнатьев. – На орбите летает множество ценных элементов, это миллиарды долларов, которые надо просто извлечь. И это обязательно сделают».
Почему проблема не решается. Отсутствие согласованной международной политики
Но если вернуться к реалиям сегодняшнего дня, остается вопрос, за чей счет финансировать экологические мероприятия на орбите. Компании, использующие спутниковые данные, едва ли станут добровольно тратиться на утилизацию аппаратов, отказавшись от части прибыли. Некоторые космические проекты при таком раскладе вовсе станут нерентабельными. «Парадокс: чистить орбиту уже надо, ситуация острая. Но если проинвестировать такие проекты сейчас, нужно будет ждать отдачу много лет», – сетует Евгений Кузнецов.
Четких инструкций в этой сфере пока нет – на уровне международных организаций выпущены только рекомендации, причем давно. В 2002 году комитет по космическому мусору, объединяющий национальные космические агентства, рекомендовал удалять с орбиты по пять крупных объектов в год. А в 2010-м специальный комитет COPUOS в ООН постановил, что по завершении работы спутник может оставаться на орбите не более 12 лет.
По словам главного редактора медиа «Pro Космос» Александра Баулина, эти документы ни к чему не обязывают: нет штрафных санкций, которые налагались бы на владельца спутника за их невыполнение.
«Боюсь, такое регулирование не появится, пока не пострадает МКС или какой-нибудь дорогой аппарат, – говорит Баулин. – У кого больше всего спутников? У США. Значит, им невыгодно поддерживать инициативы на эту тему, оплачивая общую безопасность и тормозя развитие своей программы».
«Все, что предложат Россия и Китай, США отвергают сразу, не читая, и наоборот, – развивает тему член-корреспондент Российской академии космонавтики им. Циолковского Андрей Ионин. – Тут подмешана политика, поэтому уже лет 30 тема обсуждается, а воз и ныне там. И с каждым годом возрастает регуляторный разрыв. Должна быть введена сертификация спутников на наличие систем схода с орбиты или утилизационный сбор, как на автомобили. Пока этого нет, поэтому SpaceX и торопится запустить свои 42 тысячи «старлинков». Это как самокаты в Москве: маржа есть, а регулирования нет. Поэтому и проходу от них нет».
Может ли орбитальный мусор поставить крест на полетах человека в космос
В 1978 году аналитики НАСА Дональд Кесслер и Бертон Кур-Пале опубликовали статью, в которой спрогнозировали, что столкновения между неуправляемыми частями спутников будут происходить все чаще. В итоге произойдет лавинообразное накопление обломков, на орбите Земли сформируется «мусорный пояс» (debris belt), похожий на кольца Сатурна, и дальнейшие исследования космоса станут невозможны. Этот сценарий получил название «синдром Кесслера».
Его на разные лады обыгрывали в научной фантастике, причем впервые это произошло до статьи американских ученых. В 1964 году писатель Станислав Лем опубликовал рассказ «Спасем космос», герой которого сетовал на «слабеющий блеск обеих звезд Центавра». «А как же ему не слабеть, если вся окрестность забита мусором!» – восклицал рассказчик. Правда, в той истории кольцо состояло из пивных и лимонадных бутылок, консервных банок и старых газет.
Позже кольцо мусора вокруг Земли было визуализировано в мультфильме «ВАЛЛ-И» (2008 год). А в фильме «Гравитация» 2013 года довольно реалистично показана цепная реакция столкновений орбитальных аппаратов.
Может ли подобная катастрофа случиться в реальности? «На мой взгляд, нет, – отвечает Андрей Ионин. – Она используется как фигура речи, чтобы подчеркнуть опасность. Но как только будет достигнута критическая масса проблем, страны начнут сотрудничать по этому вопросу. Ведь даже в годы холодной войны СССР и США договаривались о нераспространении ядерного оружия».
«Меньше всего по поводу мусора беспокоятся те, кто его создает, что характерно не только для космоса, – иронизирует Виталий Егоров. – Но в целом засорение орбиты и мешает только тем, кто является его виновниками, то есть субъектам космической отрасли. Да, есть тревога по поводу орбитальных станций, поскольку там присутствуют люди. Но в остальном спутники – это просто железки. Есть расчетный срок существования, окупаемость, страховые ставки. Да, ставки подрастут, но не настолько, чтобы отказываться от новых запусков».
Бонус. Мешают ли спутники астрономам
Отдельная проблема, связанная с освоением орбиты, – визуальные помехи наземным обсерваториям. В 2019 году на орбите заработали первые партии интернет-спутников Starlink, и астрономы забили тревогу: свет от них препятствует наблюдениям, оставляя яркие полосы на фотографиях.
Европейская южная обсерватория Hernan Fernandez Retamal/Wikimedia Commons
Год назад вышло исследование Европейской южной обсерватории (ESO), где подробно расписаны риски для мировой астрономии. Во-первых, ярче всего «старлинки» виднеются на небосклоне несколько часов после заката, поскольку ловят боковой свет Солнца. Затем наступает глубокая ночь, и спутники «гаснут», больше не отражая солнечный свет. Правда, летом, особенно с телескопов, расположенных в высоких широтах, они могут оставаться видимыми почти всю ночь.
Во-вторых, имеет значение тип телескопа. Если он направлен на отдельно взятую звезду или другое небесное тело, спутник может помешать, только если он проходит прямо перед этим объектом. Другое дело – обзорные телескопы с широким полем зрения, которые за ночь должны составить полную карту звездного неба (на этой задаче, в частности, будет специализироваться строящаяся Обсерватория имени Веры Рубин в Чили). Здесь часть изображений будет неизбежно испорчена.
Кстати, SpaceX всячески выражает готовность к сотрудничеству с астрономами: то покрывает новые спутники светопоглощающими материалами, то снабжает их «зонтиками от Солнца».
«Теоретически проблема со Starlink решаема, – уверяет Виталий Егоров. – Например, можно создать нейросеть для замазывания спутников на снимках – главное, научиться отличать их от звезд. Вот у кого будут проблемы, так это радиоастрономы. Интернет-спутники передают сигнал на Землю в радиодиапазоне, забивая собой эфир. Придется выводить радиотелескопы на орбиту или устанавливать на обратной стороне Луны. Но это уже не совсем тема космического мусора, так как здесь, наоборот, мешают работающие аппараты».
