С момента запуска первого искусственного спутника Земли не прошло еще и 100 лет, однако, уже с 80-х годов прошлого века остро стоит проблема космического мусора, захламления орбиты различными объектами, созданными человеком. Речь в данном случае идет как о мелких частичках, диаметр которых не превышает сантиметра, так и о крупных объектах, габариты которых приближаются к легковому автомобилю.
Проблема год от года усугубляется, в космос регулярно запускаются ракеты-носители, от которых откалываются небольшие элементы обшивки, мелкие конструктивные элементы, сразу становящиеся “мусором”. В эту категорию попадают и обломки, образовавшиеся при столкновении спутников, разгонные блоки и все прочее. Ученые пытаются найти новые и новые пути решения, одно из них – использование магнита неодимового магнита! Почему борьба с мусором выглядит столь важной задачей? Как именно может помочь магнит?
Факторы риска
В первую очередь, мусор представляет опасность для вновь запускаемых аппаратов и спутников. Линейная скорость его движения по орбите превышает 28 тысяч километров в час. Это десятикратно больше, чем у пули, выпущенной из автомата Калашникова! Можно представить, какой энергией обладает осколок диаметром в несколько миллиметров и весом – в считанные граммы. Его столкновение с космическим аппаратом чревато крайне разрушительными последствиями, вплоть до фатальных. Повреждения могут оказаться критическими, привести к немедленному уничтожению корабля, либо крайне серьезными, значительно усложняющими дальнейшую эксплуатацию, возвращение на Землю.
В истории астронавтики немало примеров вышесказанного:
- 1983 год – столкновение песчинки диаметром меньше миллиметра с шаттлом Endeavour. Оно привело к появлению трещины на иллюминаторе, что, потенциально, угрожало его полным разрушением при входе в атмосферу и катастрофой.
- 2010 – столкновение искусственных спутников. Первый из них уже выработал свой ресурс, вторым был американский аппарат “Iridium 33”. Происшествие еще больше усугубило проблему, привело к образованию нескольких сотен осколков различного диаметра.
- 11 января 2007 года – одно из наиболее серьезных происшествий, из-за которого объем космического мусора вырос почти на четверть. Ракета-носитель из КНР столкнулась со своим “соотечественником”, спутником Фэнъюнь.
Мусор может быть опасен и для наземной инфраструктуры. Его поведение на орбите неконтролируемо и непредсказуемо, велика вероятность схода. Предсказать место падения в таком случае невозможно, при неполном атмосферном сгорании вполне вероятны значительные повреждения зданий, инженерных сооружений и прочего.
Методы борьбы
Изучение технологий, направленных на ликвидацию проблемы – это целая научная статья, способная растянуться на десятки, а то и сотни страниц. Здесь стоит сказать только то, что таковых немало, но большинство существует, по большей части, на бумаге, в виде проектов, расчетов, теорий. Например, некоторые специалисты предлагают использовать мощный лазерный луч, способный не разрушить объект, а попросту сжечь его, уничтожить без формирования мелких частичек. Казалось бы, выглядит надежно, но перспективы реализации туманны. Трудно вообразить объемы энергии, которые потребуются лазерной установке при наземном размещении. Сложно представить и технологии точного управления, наводки – при орбитальной.
Параллельно с лазерами, разрабатываются проекты механических “уборщиков” космического пространства, укомплектованных захватами, сетями, тросовыми системами и другими оригинальными решениями. Также совершенствуются и активные способы защиты от увеличения объемов строительного мусора, коими становятся изменения конструкции аппаратов, переход на системы многократного применения, способные возвращаться на Землю.
Неодимовый магнит – инновационное решение!
Неодимовый магнит был разработан всего несколько десятилетий назад, но вообразить без него современный мир уже невозможно. Тяжелая промышленность, производство электроники, вплоть до высокотехнологичных компьютеров, медицина, образование, нефтепереработка – это далеко не полный список отраслей, востребованы эти миниатюрные изделия, обладающие огромной силой, механической прочностью, устойчивостью к агрессивному воздействию внешней среды, что делает их подходящими для использования даже в космической сфере.
Существует две концепции применения магнитов. Первая – американская. Специалисты разработали вращающиеся захваты, способные без физического контакта убирать мусор из наиболее опасных зон, выводить его с орбиты или временно концентрировать в областях, где полеты не совершаются. Идея состоит в перемещении намагниченных объектов за счет системы вращающихся магнитов. Разработчики сравнивают процесс с вращением чашки, в которую налита вода. Круговые движения совершает не только посуда, но и все ее содержимое.
Такой магнитный “буксир” более безопасен, в сравнении с механическим аналогом, не требует сложных захватных приспособлений, позволяет не просто передвигать объекты по нужному вектору, но и стабилизировать их позицию, например, для проведения ремонтно-восстановительных манипуляций.
Авторами второй концепции стали специалисты из Японии. Они предложили спутник, оснащенный магнитным модулем. Общая масса агрегата составляет около 200 килограммов, а после выполнения основных операций он должен войти в атмосферу и сгореть вместе с мусором.
Схема применения такого космического “пылесоса” предполагает его прикрепление к достаточному крупному спутнику, вышедшему из строя, с дальнейшей отправкой в атмосферу. Маршрут прорабатывается заранее и, в идеале, должен проходить сквозь основные мусорные скопления обломков, за счет чего магнит будет притягивать все новые и новые элементы для дальнейшей утилизации.
Обе разработки выглядят достаточно перспективными. Главная задача специалистов – продолжать их совершенствование, доработку и предлагать действительно функциональные, эффективные образцы. С учетом постоянно обостряющейся проблемы космического мусора, затягивать с ее решением нельзя!