Мусор на орбите заставит человечество задыхаться от космических успехов

Возможно, какие-нибудь грустные инопланетяне не сейчас, но лет через 30-50, при подлете к Земле посмотрят на вращающиеся на разной высоте горы мусора и подумают - нет, не пробъемся... И улетят восвояси.
А пока никто прилетал, предлагаю обсудить как человечество замусорило не только свою планету, но и пространство вокруг нее. И поныне с каждым годом на орбите становится всё больше того, чего не должно быть там по измерению — количества мусора . Это не просто абстрактная проблема, это реальная угроза для международной космической деятельности, безопасности спутников и даже жизни экипажа МКС.

Что такое космический мусор и откуда он берётся?

Космический мусор — это совокупность нефункционирующих объектов, находящихся на околоземной орбите. Среди них — старые спутники, ступени ракет-носителей, осколки от столкновений и разрушенных фрагментов, покрытия, болты, частицы краски и другие обломки. По данным НАСА, на орбите находится более 36 000 крупных объектов размером свыше 10 см , около 1 миллиона объектов от 1 до 10 см и сотни миллионов микроскопических частиц. Их скорость может достигать 28 000 км/ч , а потому даже самый маленький фрагмент наносит серьезный вред.
Источники мелких (и не очень) мусорных неприятностей многообразны. Прежде всего, это активное освоение космоса, начавшееся с образа XX века. За последние семь направлений было произведено более шести тысяч запусков, и каждый из них оставил их после себя. 

К этому относятся испытания противоспутниковых вооружений, таких как Индия в 2019 году, произошедшие уже на орбите, например, классический случай Иридиум-Космос в 2009 году, отказы от спутниковых и ракетных ступеней, а также неконтролируемый вывод аппаратов из эксплуатации. Всё это складывается в тревожную картину, которая с каждым годом всё становится сложнее.
Каждый новый запуск увеличивает количество ошибок. Даже если спутник успешно выполняет свою функцию, пока он выходит из здания или перестаёт контролироваться. Если его не вывести на «кладбищенскую» орбиту или не отправить сгореть в атмосферу, он превратится в опасный объект, который может стать главной цепочкой катастрофы.

А человечество и не думает останавливаться. Впереди - создание баз на Луне и Марсе и активный космо-туризм. Во всяком случае - так нам обещают.
Сейчас орбиту заполонил не столько мусор, сколько вполне функционирующие аппараты, один только Starlink выводит свои спутники тысячами ежегодно, и не стоит забывать о его конкурентах. Самое потрясающее, что, например, в России и по сей день владельцы, арендаторы и операторы космических аппаратов не обязаны представлять в Роскосмос детальные сведения о собственных спутниках — как работающих на орбите, так и готовящихся к старту. С 2026 года должны будут. Но мы и да 2026 года.
Вы задумайтесь! Сколько там всего летает и чье оно - неизвестно!

Кто уберёт за нами в космосе?

Вопрос об ответственности за уборку мусора остается открытым. В отличие от земного мусора, за которым следуют муниципальные службы или экологические организации, в космосе такой системы пока нет. Здесь царит пространство, где законы природы работают безжалостно, а правовые нормы ещё не догнали технологии. Сейчас этим занимаются НАСА и ЕКА (Европейское космическое агентство), которые разрабатывают технологии по устранению мусора. Роскосмос работает над проектами по ликвидации последствий старых спутников, а частные компании, такие как SpaceX, внедряют стандарты «умного» поведения на орбите. Также существуют соглашения, регулирующие выводы спутника с орбиты после окончания срока службы. Однако эти усилия пока скорее символичны. Нет единой правовой базы, обязывающей государства и частные структуры организовать утилизацию окружающей среды. И если сегодня ситуация ещё будет контролироваться, то через несколько допущений она может выйти из-под контроля.

Представьте себе ситуацию, при которой еще одно спутниковое наблюдение или невозможно запустить из-за высокого риска запуск одного из миллионов объектов на орбите. Представьте себе, как МКС или какой-либо пилотируемый корабль оказывается в зоне плотного мусорного облака, избежать которого невозможно. Представьте, как мы теряем доступ к космическим технологиям, которые стали нашим бытом: GPS, телекоммуникации, метеоразведка, спутниковое телевидение, интернет. Всё это возможно, если мы не начнем действовать уже сейчас.

Проблема накопления мусора

С каждым годом количество объектов на орбите растёт экспоненциально. Специально разработанная концепция спутниковых группировок (констелляций), таких как Starlink от SpaceX, OneWeb и других. Если в последние годы тысячи новых спутников будут запускаться без каких-либо правил, мы можем создать ситуацию, при которой орбита станет слишком опасной для полётов. Потенциальный эффект катастрофы был предсказан в 1978 году учёным Дональдом Кесслером — это так называемый «синдром Кесслера». Цепочка столкновений создает новые обломки, которые, в свою очередь, вызывают новые последствия. В результате орбита может повернуться в зону невозвращения. Такая картина напоминает лавину: чем больше объектов, тем выше вероятность аварии. Чем больше аварий — тем больше обломков. Чем больше обломков — тем труднее контролировать ситуацию. И в один момент мы можем потерять возможность безопасно использовать околоземное пространство. А ведь именно оно стало современной цивилизацией.

Реальные угрозы - не умозрительные, а на основе уже случившегося

Ну вот например - повреждение модуля МКС. В июле 2021 года российский модуль «Наука» произвел аварийный запуск, после чего его двигатель начал работать неконтролируемо, чуть не перевернув станцию. Хотя происшествие обошлось без жертв, он показал, что какое-то место может занять неконтролируемое оборудование. Кроме того, в 2022 году один из метеоритных щитов МКС был поврежден микрометеоритом. А в 2023 году произошел случай, когда космический мусор повредил радиатор одного из модулей. Такие повреждения требуют срочного ремонта и создают риск для жизни экипажа.
На МКС регулярно проводятся манёвры уклонения от надежных объектов. Экипаж готовится к возникновению ситуации. Но не всегда обеспечивается своевременное реагирование.

Или - авария аппарат «Космос-482». Этот советский аппарат, запущенный в 1972 году для исследования Венеры, так и не достиг своей цели. После аварии второго двигателя он остался на околоземной орбите. Сегодня этот объект считается одним из самых крупных и сложных фрагментов мусора. Он дрейфовал по орбите, тихий, вроде бы забытый, но смертельно опасный. Весной он, наконец, сошел с орбиты и благополучно упал не кому-то на голову, а в безлюдном месте.

Космические агентства и частные компании вынуждены тратить ресурсы на маневры уклонения. МКС регулярно корректирует орбиту, а спутники расходуют топливо, сокращая срок службы. По данным ESA, до 10% стоимости миссии уходит на защиту от мусора. Рост числа обломков увеличивает риски для новых проектов, повышая страховые тарифы и затраты на разработку защитных систем. Без активной очистки орбиты экономические потери будут только расти.
Риски от мусора не гипотетичны. Они реальны и уже происходят. 

Самые громкие случаи столкновений

Один из первых и наиболее известных случаев произошел в 2009 году, когда спутник связи Иридиум-33 столкнулся с давно нефункциональным советским аппаратом Космос 2251. Это была первая в истории встреча двух спутников, закончившаяся катастрофой. Удар, произошедший на высоте почти восьмисот километров, оставил после себя более двух тысяч крупных обломков, которые до сих пор порывают продолжать дрейфовать на орбите, создавая тяжелые внешние устройства. Три года спустя, в 2012 году, китайский метеорологический спутник «Фэнъюнь-1С» был умышленно задействован в выполнении противоспутникового оружия. Этот акт стал одним из самых передовых достижений в области создания экологических отходов. В результате образовалось более трех тысяч крупных обломков, многие из которых остались на орбите сегодня. 

Необходимость глобальных стандартов

Еще одна история произошла в 2021 году, когда два коммерческих спутника — от компаний SpaceX и OneWeb — с трудом вышли из строя на низкой орбите. Этот случай показал, что современные даже системы наблюдения могут неэффективно реагировать. Это важный вопрос, но мы лишь в начале пути. В мире необходимо заключить соглашение, обязательное для всех стран и компаний, чтобы избежать хаоса на орбите.

На сегодняшний день ключевую роль в координации усилий играют Организация Объединенных Наций (ООН) и Межагентский координационный комитет по космическому мусору (IADC).

Роль ООН и IADC ООН через Комитет по использованию космического пространства в мирных целях (COPUOS) разрабатывает международные нормы, регулирующие деятельность в космосе. IADC, созданный в 1993 году, объединяет ведущие космические агентства (NASA, ESA, Роскосмос и др.) и координирует сбор данных, моделирование угроз и разработку мер по снижению засоренности орбиты.

Кто и как планирует решить вопрос?

Сегодня мы стоим на границе новых этапов освоения космоса. Частные компании запускают спутники быстрее, чем когда-либо, а государства всё чаще рассматривают космос как поле боя. Но если мы не научимся сохранять нашу орбиту в нынешнем состоянии, то мы можем потерять доступ к космосу навсегда. У нас есть время и технологии, чтобы изменить ситуацию. Вопрос только в том — найдём ли мы политическую революцию и международное соглашение, чтобы действовать сообща.
Пока все проекты находятся на стадии тестирования, но в ближайшие 5–10 лет они могут стать основой для глобальной системы очистки околоземного пространства.

Кто и как планирует решить вопрос?

Правда, с глобальными системами есть существенная проблема. По климату договориться не могут. По вырубке лесов не могут. По ядерным программам не могут. А по космическому мусору договорятся?
Сдается мне, соберется какое-нибудь Биг-20 или Биг-50, ладно уж и проведут конференцию, а Иран, КНДР и Пакистан покрутят пальцем у виска и будут по возможности плодить мусора столько, сколько потребуют их программы и испытания.
Даже не борьба с космическим мусором сама по себе, а шумиха вокруг нее набирает обороты. 

: ✅ 🕸️ 🎯 🛰️ 📊

Пока более или менее работает "глобальное наблюдение", о котором мы упоминали выше. Требуется объединить сети наземных радаров и датчиков наружного освещения для постоянного обнаружения ошибок. В США эта обязанность — ведение космического ограждения, в Европе — программа SST.
Космос — это не свалка. Это общее состояние человечества. И сохранить его чистоту — наш долг перед будущими поколениями.
Без перехода от рекомендаций к обязательным нормам человечество рискует столкнуться с необратимым засорением околоземного пространства уже в ближайшие десятилетия. Критически важно успеть создать эффективную правовую систему до наступления "точки невозврата".

• Несмотря на прогресс, на попытки договориться правовая система имеет серьезные недостатки:  

• Добровольный характер большинства норм
• Отсутствие единого международного контрольного органа
• Сложность привлечения к ответственности
• Быстрое устаревание правил в условиях технологического прогресса