27.02.2013

Космическая пыль может выводить из строя спутники, не оставляя механических повреждений

Многочисленные загадочные поломки спутников, живущих на околоземных орбитах, могут объясняться воздействием плазмы, в которую превращается космическая пыль, сталкивающаяся с космическими аппаратами.

Адъюнкт-профессор Стэнфордского университета (США) Сигрид Клоуз (Sigrid Close) предположила новый механизм, ответственный за выход из строя космических спутников.

Сегодня множество поломок спутников почти никак не объясняются. Хотя считается, что виноваты в этом как космическая радиация, нарушающая работу электроники, так и малые метеориты, прохождение которых около Земли трудно зарегистрировать в силу тёмной окраски и ничтожных размеров.

У Сигрид Клоуз есть третий виновник. Профессор задалась вопросом: что будет, если небольшая частица космической пыли, которую даже метеоритом-то трудно назвать, попадёт в спутник на скорости, близкой к 60 км/с. Расчёты показали, что при таком столкновении высокая скорость и небольшая масса частиц космической пыли приведёт к образованию из них облачка квазинейтрального газа из ионов и электронов, известного как плазма.

Такая плазма, теоретизирует г-жа Клоуз, может создавать электромагнитный импульс (ЭМИ) — один из поражающих факторов молнии или близкого ядерного взрыва. Конечно, мощность такого импульса крайне мала. Поэтому поломка спутника возможна лишь тогда, когда частота продуцируемого плазмой ЭМИ совпадёт с частотой, на которой спутник осуществляет связь. Последний случай убедительного ЭМИ, вероятно, имел место во время падения чебаркульского метеора, когда взрыв мощностью до 500 килотонн временно заблокировал работу сотовой связи в Челябинске и окрестностях.

Для проверки своей теории г-жа Клоуз провела несколько экспериментов. Частицы пыли, имеющие скорость в 60 км/с, при попадании в мишени, напоминающие по конструкции спутники, действительно создавали плазму (или квазинейтральный газ), состоящую из ионов и электронов. И эта плазма и впрямь излучала в радиодиапазоне.

К слову, сей механизм вполне может объяснить известную историю с Olympus-1. «Олимпус» прекратил работу во время метеорного потока Персеид, но поиски импульса (который неизбежно возник бы при столкновении с метеором) не увенчались успехом, напоминает исследовательница. То есть то, что его «ударило», не было достаточно большим, чтобы его можно было обнаружить по механическому воздействию. И всё же самый большой и дорогой гражданский спутник начала 1990-х был эффективно выведен из строя — причём без механического воздействия — одним ЭМИ, уверена Сигрид Клоуз, пытающаяся сейчас договориться с НАСА о проведении эксперимента, который подтвердит её выкладки в космических условиях, на борту МКС.

И если она права, то такая пыль (имеем мы право порассуждать об этом?) может быть очень эффективной в качестве противоспутникового оружия. Разогнать сверхмалые частицы тёмной пыли до 72 км/с можно и нынешними средствами, а вот обнаружить их в космосе пока нечем. При этом преднамеренный обстрел спутников частицами, порождающими при столкновении плазму, по последствиям будет неотличим от естественных процессов. Напомним: существующие образцы противоспутникового оружия основаны на ракетах, тайное применение которых в околоземном пространстве весьма затруднительно...

Александр Березин

Источники:

1. compulenta.computerra.ru