Г.П. Шарапенко, А.В. Пилецкий
06.12.2015 г.

  На главную раздела "Научные работы"


          Недопущение катастрофического засорения космоса с учетом продолжающегося проведения запусков КО требует принятия в ближайшее время активных мер по удалению КО, закончивших миссию и фрагментов техногенного космического мусора (КМ), обращающихся в ОНО.

          В приводимых материалах рассматривается концепция создания постоянно действующей космической системы очистки от техногенного космического мусора области низких орбит, с учетом предложения по ограничению продолжительности пребывания КО, закончивших миссию и особенностей эксплуатации такой системы.

          1. Введение


          В результате интенсивного освоения околоземного космического пространства (ОКП) количество космических аппаратов (КА), ступеней ракет, обтекателей и других объектов искусственного происхождения, прекративших своё применение по функциональному назначению, к настоящему времени существенно возросло. Засорение области низких орбит (ОНО) – высотой до 2000 км, вызванное пребыванием космических объектов на орбитах, их столкновениями с другими объектами и фрагментами техногенного мусора, привело и продолжает приводить к образованию большого количества более мелкого мусора. В результате сложилась ситуация, когда популяция техногенного космического мусора спонтанно нарастает (каскадный эффект).

          Моделирование возможного развития процесса засорения ОНО, с учетом роста интенсивности проведения запусков космических объектов (КО), позволило определить прогноз начала катастрофического засорения космоса, который возможен уже в ближайшие десятилетия.

          Наиболее засоренными, согласно наблюдениям, приведенным в [1,2], были выявлены орбиты высотой 500, 700 и 1500 км.

          Недопущение катастрофического засорения космоса с учетом продолжающегося проведения запусков КО требует принятия в ближайшее время активных мер по удалению КО, закончивших миссию и фрагментов техногенного космического мусора (КМ), обращающихся в ОНО.

          В то же время, удаление объектов КМ из всей ОНО – в пределах высоты 2000 км, – задача сложная, дорогостоящая, которая может быть реализована лишь в течение длительного времени.

          В приводимых материалах рассматривается концепция создания постоянно действующей космической системы очистки от техногенного космического мусора области низких орбит, с учетом предложения по ограничению продолжительности пребывания КО, закончивших миссию и особенностей эксплуатации такой системы.

          2. Ограничение продолжительности пребывания КО в ОКП после завершения миссии


          Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения ОКП, содержащиеся в национальном стандарте РФ [3], разработанном на основе Руководящих принципов по предупреждению образования космического мусора  Межагентского комитета по космическому мусору (МККМ) [4], определили порядок завершения их функционирования после окончания миссии.

          Согласно этим требованиям, все КО, завершившие функционирование на орбите, должны быть уведены на орбиту, продолжительность пассивного баллистического существования на которой, за счет действия остаточной атмосферы, не должна превышать 25 лет, или уведены в зону захоронения на высоту, превышающую 2000 км.

          Обеспечение 25-летней продолжительности пассивного баллистического существования КО возможно следующими способами:

          - эксплуатацией КО на орбите, срок баллистического существования на которой (после окончания миссии) не превышает 25 лет;

          - удалением активными средствами (за счет увеличения запаса топлива в штатной двигательной установке (ДУ) или введения дополнительной ДУ) КО на орбиту, срок баллистического существования на которой  не превышает 25 лет;

          - удалением КО пассивными средствами – путем увеличения его баллистического коэффициента до значения, обеспечивающего пребывание КО в ОНО в течение 25 лет;

          - захватом КО другим космическим средством (в том числе, пилотируемым) с последующим уводом в плотные слои атмосферы.

          Уводу в зону захоронения (на высоту, превышающую 2000 км) подлежат, после завершения миссии, космические объекты, в составе которых имеются токсичные или радиоактивные продукты.

          Условие ограничения по продолжительности пребывания космических объектов в ОНО после окончания миссии требует, при разработке, принятия соответствующих дополнительных конструктивных мер или решений, которые приводят к существенному увеличению начальной массы и стоимости выводимых в ОНО КА.

          Такими мерами, применительно к КА, могут быть:

          - введение в состав КА дополнительной ДУ или увеличение топливного ресурса штатной ДУ для торможения – при уводе КА в плотные слои атмосферы, или для разгона – при уводе КА в зону захоронения;

          - введение в состав КА надувного тормозного устройства (НТУ) – в обеспечение увода КА в плотные слои атмосферы;

          - применение гарпуна с буксирным тросом, отстреливаемого из другого КА, с последующим им уводом КА, завершившего миссию, в плотные слои атмосферы или в зону захоронения.

          При более глубоком анализе становится ясно, что указанный 25-летней срок баллистического существования является слишком большим и практически не влияет на очистку ОНО от техногенного космического мусора. В связи с этим, допустимый срок продолжительности пребывания КО после завершения миссии предлагается снизить  за счет введения специальной космической системы очистки ОНО от космического мусора.

          Предложенный в «Руководящих принципах…» [4] принцип удаления космического мусора в зону захоронения, как и создание такой зоны, являющейся местом свалки космического мусора, можно рассматривать в качестве временной меры, которая определяется низким уровнем развития космической техники конца двадцатого – начала двадцать первого века.

          Представляется целесообразным очистку от космического мусора осуществлять специальной космической системой в пределах ОНО.

 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить