Синдром (эффект) Кесслера — теоретическое развитие событий на околоземной орбите, когда космический мусор, появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников, приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Впервые такой сценарий детально описал консультант НАСА Дональд Кесслер в 1978 году.
Появление и исчезновение космического мусора
Каждый спутник, космический зонд или пилотируемая миссия может стать источником космического мусора. По мере роста количества спутников на орбите и устаревания существующих риск лавинообразного развития синдрома Кесслера всё возрастает.
К счастью, взаимодействие с атмосферой на низких околоземных орбитах, которые используются чаще всего, постепенно уменьшает количество мусора. Столкновения летательных аппаратов с мусором на меньших высотах также не столь опасны, поскольку при этом любые тела теряют скорость, а с ней — и свою кинетическую энергию, а затем, как правило, сгорают в плотных слоях атмосферы.
На высотах, где нагрев в результате торможения об атмосферу незначителен (от 700 до 1000 километров), время жизни космического мусора значительно возрастает. Слабое влияние атмосферы, солнечного ветра и притяжения Луны могут постепенно привести к снижению его орбиты, но на это может потребоваться не одна тысяча лет.
По моделям NASA, на низкой околоземной орбите (высота 200—2000 км) уже с 2007 года было достаточно крупного мусора и спутников для начала синдрома. Согласно расчётам, в среднем каждые пять лет будут происходить крупные столкновения, даже при условии полного прекращения космических запусков, а количество мусора будет расти.
В феврале 2009 года произошло первое в истории столкновение спутников: российский военный спутник связи Космос-2251 столкнулся с американским спутником связи Iridium 33.
В марте 2021 года произошло второе столкновение спутников: китайский метеоспутник «Yunhai 1-02» столкнулся с обломком российской ракеты-носителя «Зенит-2», запускавшей разведывательный спутник «Целина-2» в 1996 году.
15 ноября 2021 года Россия испытала противоспутниковое оружие, сбив недействующий спутник «Целина-Д». Это породило 1,5 тысячи относительно крупных (поддающихся отслеживанию) обломков и сотни тысяч более мелких. Орбиты части обломков пересекают орбиту МКС. Космонавты и астронавты вынуждены были срочно эвакуироваться на борт космических кораблей для возможной экстренной отстыковки и возвращения на Землю. МКС удалось избежать столкновения с мусором, однако обломки могут оставаться на орбите годами и, возможно, десятилетиями.
Серьёзность
Коварство синдрома Кесслера заключается в «эффекте домино». Столкновение двух достаточно крупных объектов приведёт к появлению большого количества новых осколков. Каждый из этих осколков способен в свою очередь столкнуться с другим мусором, что вызовет «цепную реакцию» рождения всё новых обломков. При достаточно большом количестве столкновений или взрыве (например, при столкновении между старым спутником и космической станцией или в результате враждебных действий) количество лавинообразно возникших новых осколков может сделать околоземное пространство совершенно непригодным для полетов.
Предложения по сокращению замусоренности космоса
Предлагается уже на этапе проектирования спутников и верхних ступеней ракет предусматривать средства их удаления с орбиты — торможения до скорости входа в плотные слои атмосферы, где они сгорят, не оставляя опасных крупных частей, либо перевод на «орбиты захоронения» (значительно выше орбит ГСО-спутников).
Также разрабатываются экспериментальные методы для изменения орбит элементов космического мусора, например, с помощью мощного наземного лазера непрерывного действия или лазеров космического базирования.
В культуре
- «Гравитация» — художественный фильм, изображающий столкновения станций и космического мусора
- «Planetes» — манга и сериал о сборщиках космического мусора
См. также
Литература
- D. J. Kessler, B. G. Cour-Palais. Collision Frequency of Artificial Satellites: The Creation of a Debris Belt. // Journal of Geophysical Research, Vol. 83, No. A6, pp. 2637—2646, June 1, 1978.
- Donald J. Kessler, et al. The Kessler Syndrome: Implications to Future Space operations (англ.) // 33rd ANNUAL AAS GUIDANCE AND CONTROL CONFERENCE. — 2010. — Iss. February. Архивировано 13 декабря 2016 года.
Ссылки
- Столкновения в космосе становятся все более вероятными — новости космоса, астрономии и космонавтики на ASTRONEWS.ru. astronews.ru. Дата обращения: 9 мая 2020.