22.10.2013

Предложен новый дистанционный способ ликвидации космического мусора

Электростатические методы воздействия на орбитальный мусор куда безопаснее контактных, да и работать использующий их спутник будет значительно дольше, уверяют нас исследователи.

Бомбардировка мусорно-космического обломка пучком электронов придаст ему лёгкий отрицательный заряд, полагает Ганспетер Шауб (Hanspeter Schaub) из Колорадского университета в Боулдере (США). Впрочем, не такой уж и «лёгкий» — до десятков киловольт, пишет Wired.

Придать-то она, конечно, придаст, но как извлечь из этого выгоду? Где то тело с положительным зарядом, к которому устремится «обработанный» обломок? Очевидно, развивает свою мысль инженер, источник такого пучка электронов — спутник-мусорщик — можно и нужно обеспечить положительным зарядом. И тогда, притягивая мусор, он, не соприкасаясь с обломками, отведёт их либо на орбиту захоронения, либо — что более разумно — поближе к Земле, где столкновение с атмосферой замедлит мусор, после чего тот начнёт падать вниз и сгорит.

По мнению г-на Шауба, применение на геостационарных орбитах пучка электронов и положительно заряженного буксировочного спутника более действенно, чем всё, что до сих пор выдумывалось на этот счёт. Сегодня на геостационарной орбите здравствуют 1 200 относительно крупных объектов, но лишь треть из них функционирует. Всё прочее — космические зомби, причём в прямом смысле, так как любое столкновение мёртвых космических аппаратов с ещё живыми приведёт к появлению нового «мертвеца». Впрочем, нет, исходя из имеющегося опыта, коллизия породит не один, а тысячи новых «мёртвых» обломков, радикально увеличивая мусорную группировку в этой локации.

Почему другие способы не столь эффективны, как электростатический? Любой «космический абордаж», включая сближение с обломком, его захват манипулятором и последующую буксировку, хорош только в научно-фантастических операх им. Э. Гамильтона. На практике мёртвые спутники часто вращаются. «Сближение с чем-то вращающимся рискованно: вас могут уничтожить, и это создаст ещё больше обломков», — поясняет специалист.

Применяете ли вы гарпун, захват «арканом» или сетью — любое соприкосновение приведёт к передаче части вращательного момента спутнику-мусорщику и заставит его либо вращаться, либо жечь топливо на противостояние вращению. Предлагаемый исследователем «Геосинхронный ликвидатор крупных обломков» (Geosynchronous Large Debris Reorbiter, GLiDer) лишён этого недостатка: между ним и мусором всегда будет от 15 до 25 метров.

Конечно, чтобы действовать на орбите подольше, разгон должен быть относительно медленным, и тогда GliDer сможет отбуксировать один большой спутник на безопасную орбиту за 2–3 месяца, после чего перестанет посылать электроны обломку, который вернёт себе нейтральный заряд из-за взаимодействия с ионами окружающего пространства. Учитывая время на передислокацию с одной орбиты на другую, планируемая производительность GliDer не превысит трёх спутников в год. Правда, при использовании ионных двигателей такой аппарат сможет активно трудиться годами, вполне окупая свой запуск.

Увы, ничего не будет работать на низких околоземных орбитах, где намусорено тоже изрядно. В отличие от плазмы, на геостационарный орбите близ Земли космос насыщен сравнительно холодными частицами, покидающими земную ионосферу. Всё, что имеет отрицательный заряд, быстро притянет их и станет нейтральным. То есть для низких орбит этот метод очистки, если он там вообще возможен, ещё только предстоит разработать.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Advances in Space Research.

Александр Березин

Источники:

1. compulenta.computerra.ru