Околоземные объекты, запущенные человеком. Польза и опасность.

Ближайшее околоземное пространство не менее плотно насыщено различными объектами, чем можно встретить на пути до ближайших планет. Но объекты эти - созданы человеком. Спутники, различные части ракет, участвовавших в запусках, и оставшиеся на орбите, а также всевозможный космический мусор, будь то старые не функционирующие спутники, обломки, и даже утерянные детали и инструменты самими космонавтами при выполнении работ во время выхода из МКС. Некоторые из этих объектов могут нести серьезную опасность.
Узнать подробностиДжеймс Йодер - начинающий инженер в сфере электрической и компьютерной техники Техасского университета в Остине. Пользуясь данными проекта www.space-track.org, и собственными навыками программирования, он создал страницу со свободным доступом stuffin.space - интерактивную карту, с функционалом для поиска и наблюдения за местоположением большинства околоземных объектов. Интерфейс создан с возможностью не только наблюдать общую картину, но и использовать фильтр по группам, и поиск по именам. Так, например, можно увидеть отдельно несколько спутников, принадлежащих группе Глонасс.



Или найти орбиту конкретного из них, или с другой группы. Так же не составит труда отследить, например, параметры движения модуля "Заря", пристыкованного к МКС и находящегося на орбите уже почти 20 лет. В таблице параметров траектории указана высота орбиты - 407 км, и скорость движения - 7.67 км/с, а также, что полезно - текущий период обращения, составляющий 92.68 минуты, что позволяет, например, спрогнозировать положение станции в нужное время в будущем.



За 20 лет модуль "Заря" передал свои первоначальные функции более новым и совершенным модулям, оставив за собой надежное выполнение функций склада и хранилища топлива, а также пространства для выполнения некоторых научных экспериментов.
Если убрать фильтрацию, и взглянуть на общую панораму, то можно заметить, что объектов чрезвычайно много. Плотность их растет ближе к планете, как и скорость движения.



Разумеется это далеко не все из существующих, например вряд ли можно увидеть тут аппараты военного назначения, или мелкие объекты из группы околоземного космического мусора. Мусор представляет большую опасность, его с каждым годом становится все больше, и это обстоятельство уже ставит задачи разработки систем для борьбы с ним и предотвращения накопления. Скорости движения объектов вокруг Земли варьируются в широком диапазоне от 1-2 км/с до 8 км/с, а их размеры зачастую таковы, что отследить их перемещение просто невозможно. Это накладывает дополнительные сложности в проектировании аппаратов различного назначения, и модулей самой МКС, чтобы обеспечить защиту экипажа и оборудования. Стенки спутников и модулей МКС, как правило, покрыты пластинами стали и толстыми алюминиевыми подложками, но и это не всегда может спасти ситуацию. Если объект, частица мусора, мала, но имеет размеры от 3-5 миллиметров, она уже представляет опасность. Причина тому - очень высокие скорости, с которыми могут встретиться частицы мусора и МКС. На таких скоростях материал из которого состоит частица мусора уже не сильно влияет на повреждения, и даже пластиковые частицы могут нести существенную угрозу. Ниже представлены последствия таких попаданий частиц мусора на скоростях до 8 км/с в алюминиевые и стальные элементы защиты станции. Повреждения выглядят очень убедительно. Хорошо видно, что тонкие листы защиты были прошиты насквозь, а толстые алюминиевые листы-подложки толщиной до 10 см получают повреждения, требующие в итоге их полной замены. Перед листом находится сравнительный образец из пластика, который нанес это повреждение.



Иллюминаторы модулей МКС, состоящие из нескольких слоев особо прочного стекла, так же подвержены риску. Астронавт Тим Пике из Европейского космического агентства публиковал снимок повреждения поверхности иллюминатора после столкновения с некой частицей на высокой скорости. К счастью размер повреждения составил только 7 мм и не привел к значительному разрушению стекла и угрозе разгерметизации.



Глядя на разрушительную силу мелких объектов на космических скоростях, можно представить себе какую угрозу будет нести обломок размером в 10-15 см, на скоростях до 8 км/с ударяющий в жилой модуль станции, или в важный спутник связи. Скорей всего спутник будет уничтожен, а модуль МКС получит критические повреждения, которые, как минимум, поставят под сомнение возможность восстановления модуля, и в худшем случае могут привести к летальному исходу находящихся в модуле членов экипажа.