Синдром Кесслера: когда человечество окажется заперто на Земле

Космос – уже давно не пустое место, а окрестности нашей планеты превратились в свалку металлолома. Обломки спутников и ракет хаотично движутся со скоростью 8 километров в секунду. Действующим аппаратам постоянно приходится от них уклоняться. И с каждым годом ситуация только усугубляется.

Неужели в обозримом будущем дорога в космос для человечества окажется закрыта? Подробнее рассказали в программе "Загадки человечества" с Олегом Шишкиным на РЕН ТВ.

Системы уклонения на спутниках

Вокруг Земли вращаются более 17 тысяч спутников, из которых около 14 тысяч – действующие. Что касается космического мусора – от мельчайших фрагментов до отработавших ступеней ракет – счет идет на десятки миллионов.

Поэтому современные спутники и станции оснащают системами уклонения. Они регулярно маневрируют, чтобы не столкнуться друг с другом и ворохом обломков, несущихся по орбитам с огромной скоростью.

"Люди, которые этим занимаются, уверенно называют цифру – 40 уклонений в год. Это очень много. Может быть, это максимальная цифра, но это реальная опасность", – указал ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт.

Космический мусор весом с Эйфелеву башню

70 лет назад околоземное пространство напоминало безбрежный океан, и космические корабли там были редкими гостями. Новую эру в истории человечества в 1957-м открыл Советский Союз с первым искусственным спутником.

"При запуске спутников первая ступень ракеты обеспечивает выход на высоту 10 километров, а затем падает в океан. Вторая ступень непосредственно доставляет груз на орбиту. Долгие годы эти отделяемые части оставались там, превратившись в космический мусор. Это была стандартная практика. Сейчас международные правила требуют, чтобы вторые ступени принудительно возвращались в атмосферу и там сгорали", – объяснил сотрудник Европейского космического агентства Рудигер Йен.

К началу 1970-х годов общее количество аппаратов на орбите достигло 130, но никому и в голову не приходило, что в окрестностях нашей планеты станет так тесно. Технологии развивались. Телевидение, связь, навигация, наблюдение за погодой, военные нужды, исследовательские миссии – всем был нужен космос. Переломный момент произошел в 2020-м, когда спутники начали запускать целыми созвездиями – десятками, сотнями, тысячами.

"По некоторым оценкам, общая масса космического мусора на околоземной орбите уже достигла 10 тысяч тонн. Для сравнения: примерно столько же весит Эйфелева башня, включая металлическую конструкцию, фундамент, лифты и все установленное на ней оборудование", – отметил старший эксперт французского Центра космических исследований Кристоф Бонналь.

Орбита забита спутниками

Ближний космос оказался переполнен, поэтому понадобились четкие правила размещения объектов в околоземном пространстве. Так, российские навигационные спутники расположены на высоте 19 тысяч километров, американские – на 1000 километров выше, а над ними, с большим запасом, – европейские.

Космические державы договариваются между собой, координируют запуски и следят за тем, чтобы траектории аппаратов не пересекались. Но на некоторых высотах разойтись становится все труднее.

"Сейчас фактически геостационарная орбита – 36 тысяч километров примерно от удаления земной поверхности, экваториальная, то есть она лежит в плоскости земного экватора. И сейчас она практически полностью забита искусственными спутниками связи", – рассказал научный сотрудник отдела космической динамики Институт космических исследований РАН Владислав Зубко.

Полеты в космос будут закрыты?

Главная угроза, связанная с теснотой на орбите, называется "синдром Кесслера" – в честь сотрудника NASA. Еще в 1978 году Дональд Кесслер предположил, что наращивание спутниковых группировок рано или поздно приведет к неизбежным столкновениям. И после каждого такого космического ДТП образуются мириады осколков, которые, в свою очередь, станут причиной новых столкновений. Этот процесс будет нарастать в геометрической прогрессии. И со временем планету полностью окружат обломки.

"Если прогнозировать, что будет дальше, то, получается, нарастание количества частиц до того уровня, который делает космические полеты просто невозможными. Мы к этому идем", – обратил внимание ученый РАН Эйсмонт.

Ученые говорят: при самом пессимистичном сценарии полеты в космос станут невозможны уже через 10 лет. Окна для запусков ракет сужаются, безопасный старт требует все более сложных расчетов.

Первое столкновение на орбите случилось в 2009-м – космическое пространство тогда не поделили российский и американский спутники связи. В результате 2000 крупных обломков разлетелись в разные стороны.

Второе произошло через 11 лет: китайский метеорологический аппарат врезался в фрагмент российской ракеты, который к тому времени уже 25 лет носился вокруг Земли.

"Образовались тысячи осколков. Если все будет идти так, как сейчас, то космос для нас будет закрыт. Вопрос: когда? Но что будет закрыт – это совершенно точно", – считает Натан Эйсмонт.

Космические аварии

В декабре 2022 года крошечный фрагмент космического мусора – не более миллиметра в диаметре – пробил радиатор корабля "Союз", пристыкованного к станции. К счастью, тогда все обошлось. Поврежденный "Союз" отправили домой без экипажа, а на помощь прислали новый корабль.

Сама станция совершает до 16 маневров уклонения в год, чтобы избежать катастрофических последствий. Наземные и спутниковые службы отслеживают опасные объекты величиной от 10 сантиметров. Но зарегистрировать каждую песчинку, каждый маленький обломок просто невозможно.

"Это не какая-то система видит объект космического мусора и начинает проводить действия для уклонения. Это специалисты в ЦУПе, которые реально считают орбиты, траектории этих обломков космического мусора, определяют положение МКС, ориентацию, просчитывают, как она, где, в каком месте", – обратил внимание ученый РАН Зубко.

Есть и другая проблема – созвездия космических аппаратов мешают работе астрономов. Во время наблюдения за небом обсерватории делают тысячи фотографий. Пролетая над телескопом, спутники отражают солнечный свет, оставляя на снимках яркие белые полосы. Эти дефекты перекрывают слабые сигналы звезд и порой полностью портят изображение. С такими помехами можно проглядеть приближение к планете потенциально опасных объектов.

"Конечно, движущиеся объекты, попадая в кадр экспозиции звездного неба, будут определенным образом вносить некие шумы в измерения, которые проводят астрономы. Прежде всего, мы говорим о научных измерениях, например, наблюдении за астероидами, планетами или спутниками планет", – подчеркнул Владислав Зубко.

Как очистить околоземное пространство

На заре космической эры ученые считали, что околоземный мусор и отработавшие свой срок аппараты исчезнут сами собой – сгорят в атмосфере. Но оказалось, на это могут уйти столетия. Последние поколения спутников оснащены системами планового схода с орбиты. А что делать со всем остальным?

"Есть разные предложения – в том числе запускать специальные аппараты, которые будут этот мусор собирать, хотя бы крупные фрагменты. Почему это не работает соответствующим образом? Потому что это очень дорого", – пояснил ученый РАН Эйсмонт.

Работа по очистке околоземного пространства только начинается. Масштабы и сложность уборки настолько велики, что ни одна страна, а тем более частная компания не сможет самостоятельно решить эту проблему. Так что придется договариваться, иначе человечество окажется заперто на Земле.

Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен. Знание" мессенджера "МАКС"