В сети X (бывшей Twitter) японская компания Astroscale сообщила об успешных манёврах спутника-инспектора по сближению с космическим мусором — фрагментом ракеты на орбите. Компания отрабатывает технологию захвата и свода в атмосферу ненужного хлама в окружении Земли, чтобы запускам ракет и спутникам ничего не угрожало.

Источник изображений: Astroscale

Спутник ADRAS-J был запущен в космос в конце февраля этого года на ракете-носителе Electron компании Rocket Lab. Основная задача аппарата весом 150 кг заключалась в том, чтобы подойти максимально близко и изучить большой кусок космического мусора — верхнюю ступень японской ракеты H-2A, которая запустила спутник наблюдения Земли GOSAT в 2009 году. Успешная работа ADRAS-J должна была доказать возможность создать в будущем спутники для обслуживания или захвата и свода с орбиты больших фрагментов космического мусора.

Спутник ADRAS-J

«Смотрите, первое в мире изображение космического мусора, полученное в ходе операций сближения во время нашей миссии ADRAS-J», — поделилась своей радостью Astroscale 26 апреля в посте на X, опубликовав соответствующую фотографию.

Вскоре после запуска спутник ADRAS-J прошёл в нескольких сотнях километров от корпуса ракеты, длина которого составляет примерно 11 × 4 м. Затем спутник перешел в «фазу сближения», выполнив несколько маневров, которые сократили расстояние всего до нескольких сотен метров — результат, который компания посчитала важным сохранить для истории.

«На следующем этапе миссия ADRAS-J попытается получить дополнительные изображения верхней ступени с помощью различных операций контролируемого сближения, — пояснили в Astroscale. — Ожидается, что собранные изображения и данные будут иметь решающее значение для лучшего понимания [состояния] обломков и предоставления важной информации для будущих усилий по удалению».

Художественное представление инспекции спутником отработавшей второй ступени

По самым скромным оценкам, на орбите находятся свыше 36 тыс. фрагментов космического мусора размерами больше 10 см и более 130 млн фрагментов менее 1 см. Столкновения наиболее крупных из них способны привести к лавине новых столкновений вплоть до запечатывания орбиты для запусков. Падение на Землю также не сулит ничего хорошего. Даже если вероятность пострадать от упавшего из космоса мусора небольшая, она отнюдь не нулевая.

Китай намерен усилить меры по защите астронавтов от космического мусора. Такое решение было принято после того, как ранее в этом году орбитальная станция «Тяньгун» столкнулась с частичной потерей энергии из-за воздействия космического мусора. Об этом пишет портал Space со ссылкой на китайские государственные СМИ.

Источник изображения: CMSA

В этом году члены экипажа миссии «Шэньчжоу-17» провели два выхода в открытый космос для проведения работ, последний из которых состоялся 1 марта. Тогда же китайские СМИ писали, что на станции произошло незначительное нарушение энергоснабжения, причиной которого стало столкновение с космическим мусором.

На пресс-конференции, которую Китайское агентство пилотируемых космических полётов (CMSA) провело на этой неделе, представители ведомства сообщили, что оба выхода в открытый космос прошли успешно. Также было сказано, что в дальнейшем агентство намерено приложить больше усилий для защиты орбитальной станции и астронавтов от космического мусора.

«Базовый модуль «Тяньхэ» космической станции столкнулся с частичной потерей энергоснабжения из-за воздействия космического мусора на силовые кабели солнечного крыла», — рассказал заместитель главы CMSA Линь Сицян (Lin Xiqiang). Он не уточнил, какой природы были обломки, повредившие силовые кабели. Это могли быть микрометеороиды или же мелкие обломки какого-либо космического аппарата.

«Китай расширил свои возможности по точному прогнозированию орбит космической станции и небольших низкоорбитальных объектов, оптимизировал процедуры предупреждения и предотвращения космических столкновений, а также снизил уровень ложных срабатываний систем оповещения на 30 %», — говорится в сообщении китайского информагентства Синьхуа.

Предстоящие меры включают в себя проведение тщательного обследования «Тяньгун» с внешней стороны с использованием камеры высокой чёткости, размещённой на роботизированном манипуляторе станции. Проверять обшивку станции продолжат астронавты миссии «Шэньчжоу-18», запуск которой в космос запланирована на 25 апреля. Им также предстоит установить усиленную защиту от космического мусора для проходящих снаружи кабелей и критически важного оборудования.

Накануне NASA сообщило, что насквозь пробивший жилой дом во Флориде объект идентифицирован как элемент крепления поддона для аккумуляторов с МКС. Происшествие случилось 8 марта 2024 года после входа 2,6-т блока отработанных батарей с МКС в нижние слои атмосферы между Кубой и Мексикой. Вопреки уверениям NASA, космический мусор полностью в атмосфере не сгорел и даже привёл к опасному инциденту.

Источник изображений: NASA

Блок отработанных никель-металлогидридных аккумуляторов сбросили с МКС в марте 2021 года. Безопасно вернуть на землю отработавшие своё аккумуляторы на спускаемых аппаратах возможности не было. На этот счёт у NASA есть модели и данные наблюдений, которые позволяют рассчитать вероятность полного уничтожения космического мусора в атмосфере. Модели и данные постоянно обновляются, чтобы понимать степень угрозы падения обломков на землю. Согласно расчётам, элементы блока аккумуляторов не должны были долететь до поверхности Земли, но что-то пошло не так.

Как сообщил житель городка Неаполь в штате Флорида, Алехандро Отеро (Alejandro Otero), Некий предмет прошил его дом насквозь от крыши до пола первого этажа «едва не угодив в его сына». Официальные представители NASA отреагировали на его заявление только после поднятой в социальных сетях шумихи. Объект были изъят и отправлен для проведения экспертизы. 15 марта NASA сообщило, что предмет действительно является частью крепежа поддона с аккумуляторами с МКС. Это цилиндр из жаропрочного материала инконель размерами 10 × 4 см и массой 700 граммов.

Поддон с блоком старых аккумуляторов сброшен с МКС в марте 2021 года

Происшествие позволит NASA уточнить модели сгорания в атмосфере объектов космического мусора. По примерным подсчётам, на орбите находится свыше 36 тыс. обломков и частей космических аппаратов размерами больше 10 см и более 130 млн размерами до 1 см. Уточнить модели расчёта сгорания мусора в атмосфере тем более важно, что согласно новым правилам на землю с орбиты должны будут сводиться как разгонные ступени сразу после запуска ракет-носителей, так и отработавшие своё спутники. Поэтому частота входа в атмосферу космического мусора многократно увеличится и вопрос безопасности граждан и имущества становится достаточно актуальным. Кстати, пострадавшему гражданину из Флориды никто пока не предложил механизм компенсации на проведение ремонта жилья.

Домовладелец из Флориды Алехандро Отеро (Alejandro Otero) сообщил, что предмет, похожий на фрагмент космического мусора, врезался в крышу его дома и пробил два этажа. Предположительно, это часть трёхтонного аккумуляторного блока МКС, который, по мнению NASA, должен был полностью сгореть при входе в атмосферу. К счастью, инцидент обошёлся без жертв. Отеро в конечном итоге удалось связаться с NASA, агентство в настоящий момент ведёт расследование.

Источник изображения: everypixel.com

В 2021 году с МКС был сброшен гигантский 2,9-тонный блок отработанных батарей, который несколько недель назад вошёл в плотные слои атмосферы над Мексиканским заливом. По расчётам NASA, блок должен был полностью сгореть, но отдельные его фрагменты всё же достигли земной поверхности и один из них врезался в жилой дом Отеро, о чём он 15 марта сообщил в своём аккаунте в социальной сети X, сопроводив свой пост фотографиями неопознанного вредительского объекта. Похоже, что в своём сообщении он допустил грамматическую ошибку во фразе «Almost hit my son» («Чуть не попал в моего сына»).

Источник изображений: Alejandro Otero

«Привет! Похоже, один из этих кусков не попало в Форт-Майерс и приземлился в моём доме. Проломил крышу и прошёл 2 этажа. Почти попал в моего сына. Можете ли вы помочь мне связаться с NASA? Мои сообщения и электронные письма остались без ответа».

Как видно из этого сообщения, сначала Отеро самостоятельно (и безуспешно) пытался связаться с NASA. Затем ему удалось связаться с известным астрофизиком Джонатаном Макдауэллом (Jonathan McDowell). Поскольку место и время происшествия совпадали с расчётными данными входа в атмосферу аккумуляторного блока с МКС, Макдауэлл сообщил об этом представителям NASA, после чего остатки рукотворного метеорита и обломки дома Отеро были отправлены на анализ.

Согласно расчётам, у космического мусора с МКС практически нет шансов поразить человека на Земле, но растущая плотность населения и увеличение количества сходящего с орбиты космического мусора могут сделать подобное происшествие вполне реальным. К счастью, в описываемом случае обошлось без человеческих жертв, хотя Отеро придётся оплатить приличный счёт за ремонт своего дома, а перспективы получения страховки или компенсации от NASA весьма туманны. К тому же, вряд ли на сегодняшний день существуют законодательные нормы, применимые в данной ситуации.

Как и ожидалось, на этих выходных в атмосферу Земли вошёл блок Exposed Pallet 9 (EP9), состоящий из отработанных аккумуляторных батарей, которые использовались на Международной космической станции. Этот объект весом 2630 кг был сброшен с орбитальной станции в 2021 году и с тех пор кружил на орбите нашей планеты. Скорее всего, он полностью сгорел в атмосфере, но не исключено, что отдельные элементы достигли поверхности планеты.

Источник изображения: NASA

Представитель Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США Сандра Джонс (Sandra Jones) заявила, что ведомство «провело тщательный анализ» мусора, находящегося в EP9 и пришло к выводу, что он безопасно войдёт в атмосферу Земли. Отмечается, что это был самый массивный объект, когда-либо выброшенный за пределы орбитальной станции. Блок EP9 вошёл в атмосферу в то время, когда он пролетал между Мексикой и Кубой. «Мы не думаем, что какая-то часть уцелела при входе в атмосферу», — добавила Сандра Джонс, комментируя данный вопрос.

Европейское космическое агентство (ESA) также отслеживало траекторию полёта EP9. В опубликованном ранее на этой неделе заявлении ведомства говорилось, что вероятность того, что какая-то часть космического мусора не сгорит в атмосфере и упадёт на человека «очень низкая». При этом ESA допускало, что «некоторые части могут упасть на Землю». По подсчётам астрофизика Джонатана Макдауэлла (Jonathan McDowell), около 500 кг мусора должно было упасть на поверхность Земли.

По данным ESA, риск того, что какая-то часть космического мусора упадёт на человека примерно в 65 тыс. раз ниже, чем риск поражения молнией. Скорее всего, вероятность такого исхода действительно крайне мала, поэтому NASA и отправило 2,5-тонный блок в неконтролируемый полёт. Это случилось 11 марта 2021 года и с тех пор отработанные аккумуляторы находились на орбите Земли, облетая планету примерно каждые 90 минут. Под воздействием разреженной атмосферы на низкой околоземной орбите скорость блока постепенно замедлялась, пока наконец на этой неделе гравитация не втянула его обратно в атмосферу.

Блок EP9, в состав которого входили шесть новых литий-ионных аккумуляторных батарей, доставил на МКС японский корабль HTV. Позднее астронавты с помощью роботизированного манипулятора заменили ими устаревшие никель-водородные батареи. Девять старых аккумуляторов разместили на платформе EP9 и через некоторое время роботизированный манипулятор отправил их в свободный полёт. Отметим, что такой способ утилизации не свойственен для NASA. Дело в том, что программу кораблей HTV свернули в 2020 году, а ни один другой грузовой корабль не был предназначен для того, чтобы забрать со станции платформу с батареями. Из-за этого было принято решение утилизировать аккумуляторы в ходе неконтролируемого полёта, который неизбежно завершится входом в атмосферу Земли.

Европейские учёные предложили адаптировать популярные ИИ-алгоритмы систем машинного зрения для анализа сделанных при помощи радаров снимков околоземного пространства и обнаружения на них миниатюрных частиц космического мусора.

Источник изображения: nasa.gov

Исследователи провели эксперимент, применив существующие нейросети, используемые в системах машинного зрения, для анализа данных с европейского радара TIRA — это 47-метровая радиотарелка, которая помогает наблюдать за околоземным пространством и получать изображения, на которых производится поиск космического мусора.

Авторы проекта попытались заменить стандартные алгоритмы анализа данных TIRA нейросетями семейства YOLO, которые применяются для поиска движущихся объектов на снимках. Версии нейросетей YOLOv5 и YOLOv8 обучили при помощи массива из 3000 снимков околоземного пространства и проверили их эффективность на примере 600 изображений с радаров, на которых были от одного до трёх частиц космического мусора.

Обе нейросети корректно обнаружили от 85 % до 97 % частиц размером от сантиметра при минимальном числе ложных срабатываний. Результат оказался выше того, что демонстрирует стандартный алгоритм TIRA. Учёные сделали вывод, что системы машинного зрения могут успешно применяться для поиска космического мусора в околоземном пространстве и для его отслеживания в реальном времени. Это поможет снизить число инцидентов, связанных с попаданием частиц космического мусора в работающие орбитальные аппараты.

По оценкам экспертов, на орбите Земли могут находиться более 170 млн частиц космического мусора.

Согласно расчетам, сегодня в атмосферу Земли войдёт нерабочий европейский спутник дальнего зондирования Земли (ДЗЗ) ERS-2. По расчётам, вход состоится в 19:32 по московскому времени, с точностью +/- 4,61 ч. Вес спутника достигает 2,5 т. Часть его компонентов долетит до поверхности Земли. Куда именно упадут обломки, никто не знает. Они могут упасть куда угодно между 80° северной и южной широты. Фактически обломки могут упасть везде, кроме полюсов нашей планеты.

Художественное представление спутника ERS-2. Источник изображения: Airbus

Спутник ERS-2 и его близнец ERS-1 стали прародителями всех последующих европейских спутников ДЗЗ. Это были самые передовые аппараты для своего времени. Благодаря наблюдениям с помощью этих платформ, мы узнали об опасной динамике таяния полярных шапок и ледников, о которых до этого учёные ничего не знали. Также спутники передавали данные о землетрясениях и их последствиях, об уровне океанов и морей, о состоянии озоновых дыр и многое другое.

Спутник ERS-2. Источник изображения: Airbus (ранее Dornier)

Спутник ERS-2 был запущен в космос в 1995 году. Из эксплуатации его вывели в 2011 году. На оставшемся в баках топливе орбиту аппарата снизили с 780 до 570 км. Ожидалось, что это сведёт его с орбиты в течение следующих 25 лет. Спутник ERS-1 снизить не удалось. Произошла поломка и он остался на высоте 700 км, что означает спуск в атмосферу Земли в течение следующих 100 лет.

По заявлению представителей ЕКА, останки аппарата ERS-2 не будут содержать токсичных или радиоактивных компонентов, которые долетят до поверхности Земли. Наиболее вероятными останками, долетевшими до поверхности, окажутся фрагменты топливных баков и антенна, выполненная из термостойкого углеродного волокна.

На днях ракета-носитель Electron компании Rocket Lab вывела в космос экспериментальный японский спутник ADRAS-J компании Astroscale для инспектирования космического мусора. Спутник отработает методы сближения с мусором и измерения его орбитальных параметров, чтобы потом разработать стратегию свода объектов с орбиты.

Художественное представление инспекции спутником отработавшей второй ступени. Источник изображения: Astroscale

Спутник ADRAS-J в сборе впервые был представлен широкой общественности в сентябре 2023 года. Размеры спутника составляют 0,8 × 0,8 × 1,2 м, вес — 150 кг. На борту ADRAS-J размещено несколько камер высокого разрешения и лазерные дальномеры. С помощью этих инструментов аппарат должен определить орбитальные параметры цели и безопасно с ней сблизиться. Целью миссии станет верхняя секция ракеты-носителя H-IIA № 15, которая была запущена Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в 2009 году и в настоящее время перемещается вокруг Земли со скоростью около 8 км/с на орбите с параметрами 622×557 км и наклонением 98,2° к экватору.

Спутник ADRAS-J

Ракета-носитель Electron компании Rocket Lab успешно стартовала утром 18 февраля 2024 года с площадки в Новой Зеландии и примерно через час завершила выведение спутника ADRAS-J на орбиту с высотой 600 км. Спутник активировался и вышел на связь с Землёй. В дальнейшем аппарат должен приблизиться к верхней ступени японской ракеты H-IIA длиной 11 метров и массой в 3 т. Маневрирование растянется на несколько месяцев. Свод ступени с орбиты в программу эксперимента не входит. Для этого будет создаваться другой аппарат, но контракт на эту разработку пока не заключён.

В 2021 году компания Astroscale провела испытания в космосе системы магнитного захвата мусора. Это была миссия ELSA-d. Непосредственно сводом мусора с орбиты займутся спутники проекта ELSA-m. Также компания рассчитывает создать спутниковую платформу для ремонта и дозаправки спутников на орбите.

Что касается ракеты Electron, то для неё это был второй запуск после простоя в несколько месяцев. Ракета потерпела аварию в сентябре 2023 года, и полёты возобновились только в декабре после расследования инцидента. Всего Electron совершила свыше 40 стартов и считается надёжным инструментом для вывода в космос относительно небольшой полезной нагрузки.

«Роскосмос» сообщил, что сегодня в 18:07 двигатели пристыкованного к служебному модулю «Звезда» корабля «Прогресс МС-24» включились на 316,5 секунды. Это было необходимо для выполнения манёвра, в ходе которого российский транспортно-грузовой корабль увел Международную космическую станцию (МКС) от возможного столкновения с космическим мусором. Как результат, средняя высота орбиты станции увеличилась на 900 м.

Источник изображения: «Роскосмос»

За время работы МКС высота орбиты станции корректировалась 350 раз. Из этого числа «Прогрессы» выполняли коррекцию 196 раз. Совершивший работу двигателями грузовик прибыл на станцию 25 августа 2023 года. На сегодняшний день корабль совершил несколько коррекций высоты МКС, как по уклонению от космического мусора, так и для создания условий для приёма других кораблей. В частности, «Прогресс МС-24» совершит ещё один запуск двигателей для установления орбиты для встречи в начале декабря грузового корабля «Прогресс МС-25». Его запуск ожидается 1 декабря.

Космический мусор стал одной из причин ускоренного износа станции, хотя серьёзных столкновений удаётся избегать. Наземные и космические системы слежения за космическим мусором не способны выявлять объекты менее 1 см в поперечнике. Но это фактически пули, летящие с космическими скоростями, и они могут наделать бед ничуть не меньших, чем более увесистые обломки.

Проблема космического мусора выходит за рамки обеспечения безопасности космических программ. Специальное исследование показало, что сгорающие в атмосфере части ракет и спутников ощутимо загрязняют атмосферу Земли, что будет иметь последствия с пока ещё непонятным эффектом.

Источник изображения: Pixabay

Обязательный в дальнейшем свод отработавших свой срок спутников с орбиты позволит держать дорогу в космос открытой и обеспечит более-менее безопасную орбитальную работу космическим аппаратам и миссиям. Но ещё никто не пытался оценить, к чему приведёт регулярное сжигание тысяч тонн разнообразного металла в верхних слоях атмосферы. Лишь сейчас группа учёных под руководством физика Дэниела Мерфи (Daniel Murphy) из Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) провела исследование, которое заставляет серьёзно задуматься о последствиях сжигания космического мусора для экосистемы Земли.

«В настоящее время тугоплавкий материал в стратосферных частицах представлен в основном железом, кремнием и магнием из естественного метеоритного источника, — сообщают учёные в новой работе, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. — Однако в ближайшие 10–30 лет прогнозируется резкое увеличение количества материала, образующегося при входе в атмосферу разгонных блоков ракет и спутников. В результате количество алюминия в частицах стратосферной серной кислоты, как ожидается, станет сравнимым с метеоритным железом или даже превысит его, что приведет к неизвестным последствиям для включений и зарождения льда».

В ходе эксперимента высотный самолёт-лаборатория NASA WB-57 с помощью бортового прибора Particle Analysis by Laser Mass Spectrometer (PALMS) проанализировал более полумиллиона аэрозольных частичек из стратосферы. Аэрозоли в стратосфере в основном представляют собой капли серной кислоты, образующейся при окислении карбонилсульфида, который встречается в атмосфере как в естественных условиях, так и в качестве загрязнителя. В каплях аэрозолей могут присутствовать следы металлов и кремния, полученных при попадании в атмосферу метеоров, поверхность которых испаряется при падении. Но для учёных стало сюрпризом, что они обнаружили в стратосферном аэрозоле следы около 20 металлов, часть из которых были явно не метеорного происхождения.

В частности, содержание в стратосферных аэрозолях лития, алюминия, меди и свинца превысило ожидаемое от испарения метеоров. Уровень превышения и соотношение тех или иных металлов в пробах, по мнению специалистов, соответствует пропорциям из практики изготовления космических аппаратов. Более того, обнаруженные в пробах ниобий и гафний совсем не встречались в метеоритах, тогда как в ракетах и спутниках они есть. В целом группа обнаружила, что около 10 % стратосферных аэрозолей определенного размера содержат частицы испарившихся космических аппаратов.

Это может иметь несколько последствий для Земли и атмосферы. Присутствие таких частиц может повлиять на процесс превращения воды в лёд в стратосфере, а также будет оказывать влияние на размер частиц стратосферного аэрозоля. Посторонние вещества также могут вызывать повышение уровня солей в аэрозольных частицах и изменять преломление света в стратосфере. Это окажет влияние на инсоляцию, что также повлечёт за собой определённые последствия. Если дальше всё будет развиваться бурными темпами, то лет через 40 содержание земных металлов в стратосферных аэрозолях сравнится с металлами метеорного происхождения и к чему это приведёт, необходимо думать уже сейчас.

Японцы оказались удивительно прозорливыми, когда начали изучать древесину в качестве замены алюминию в корпусах спутников.

SpaceX выступила с опровержением доклада Федерального управления гражданской авиации (FAA), представленного Конгрессу США, в котором утверждается, что спутники Starlink несут угрозу из-за рисков падения на Землю их несгоревших в атмосфере обломков после завершения эксплуатации. Компания направила FAA письмо с требованием исправить отчёт, устранив «неточные оценки в отношении Starlink».

Источник изображения: Starlink.com

FAA направило в Конгресс США доклад, который основан на исследовании, проведённом некоммерческой исследовательской группой Aerospace Corporation. В документе сообщается о потенциальных опасностях, связанных с использованием крупных группировок спутников, таких как Starlink. Согласно докладу, к 2035 году при росте группировки до намеченных размеров существует риск ранения или гибели одного человека раз в два года из-за падения несгоревшего в атмосфере обломка спутника Starlink. Вероятность того, что самолёт будет сбит в результате столкновения с падающим космическим мусором к 2035 году может составить 0,07 % в год.

В письме от 9 октября, направленном SpaceX также в Министерство транспорта и руководителям комитетов по ассигнованиям Сената и Палаты представителей США, компания SpaceX раскритиковала выводы, сделанные в докладе, назвав утверждения о риске травм и гибели людей, связанных со спутниками Starlink, «нелепыми, неоправданными и неточными».

SpaceX указала, что оценки количества космического мусора FAA основаны на исследовании NASA 23-летней давности. Последнее касалось спутников, которые были изготовлены компанией Iridium из материалов, отличных от используемых в космических аппаратах Starlink. Спутники SpaceX спроектированы таким образом, чтобы полностью сгореть при повторном входе в атмосферу. В письме компании SpaceX также сообщается, что за период с февраля 2020 года было cведено с орбиты 325 спутников Starlink и все они полностью сгорели в атмосфере.

В докладе регулятора Конгрессу США утверждается, что «более 85 % ожидаемого риска для людей на Земле и авиации от возвращения с орбиты обломков в 2035 году» исходит от спутников Starlink. В свою очередь, SpaceX заявила, что «это утверждение не имеет под собой никаких оснований».

SpaceX также раскритиковала FAA и Aerospace Corporation за «игнорирование других спутниковых систем, таких как Amazon Project Kuiper, OneWeb или любой из систем на низкой околоземной орбите, разрабатываемых и развёртываемых Китаем».

На орбите Земли летает огромное количество космического мусора, оставшееся от предыдущих запусков ракет, а также отработавших своё спутников. Если с этим ничего не делать, однажды это может закрыть дорогу в космос. В США регулятор уже ввёл правила по обязательному своду с орбиты первых ступеней ракет, а на днях опубликовал черновик правил для утилизации верхних ступеней.

Источник изображения: NASA

Как предлагает Федеральное агентство гражданской авиации США, которое также выдаёт лицензии на космические полёты, операторам космических пусков с его лицензией необходимо будет утилизировать верхние ступени ракет одним из пяти возможных способов: контролируемо спустить в атмосферу, перевести на орбиту захоронения, отправить подальше от Земли, в течение 5 лет организовать последующую охоту, захват и утилизацию ступени самостоятельно или по контракту или обеспечить неконтролируемый сход ступени с орбиты.

В последнем случае операторам даётся 25 лет на планирование схода, но эти сроки могут быть пересмотрены в сторону сокращения до 5 лет, поскольку проблема космического мусора становится всё острее и острее, а компоненты ракеты никто не изготавливает с прицелом на длительную эксплуатацию. Так, допустимое условно низкое качество компонентов ракет может привести к быстрому разрушению верхних ступеней, а это лишь умножит космический мусор.

Черновик предложений FAA подлежит 90-дневному публичному обсуждению. После этого регулятор сделает обязательными те или иные действия по новым правилам утилизации верхних ступеней ракет-носителей.

По состоянию на июль 2023 года, сообщил регулятор, количество орбитальных объектов размером 10 см и более достигает 23 000. Объектов размерами от 1 до 10 см на орбите находится около 500 тыс. и там более 100 млн объектов размерами от 1 до 10 мм.

Японская компания Astroscale Japan провела 7 сентября встречу с прессой, на которой продемонстрировала космический аппарат ADRAS-J (Active Debris Removal by Astroscale-Japan), предназначенный для использования в операциях по удалению космического мусора с орбиты Земли. Его демонстрационный запуск с космодрома в Новой Зеландии должен состояться в конце этого финансового года.

Источник изображений: Mainichi/In Tanaka

Размеры спутника составляют 0,8 × 0,8 × 1,2 м, вес — 150 кг. После запуска на орбиту он должен приблизиться на расстояние до нескольких десятков метров к останкам верхней секции ракеты-носителя H-IIA № 15, которая была запущена Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в 2009 году и в настоящее время перемещается вокруг Земли со скоростью около 8 км/с.

ADRAS-J оснащён несколькими мощными камерами и лазерными дальномерами, которые позволят точно определить положение и движение космического мусора и безопасно приблизиться к ним. Однако убирать фрагменты мусора спутник не будет, он лишь отработает технологию точного сближения. Но компания уже разрабатывает и систему для очистки орбиты.

Astroscale Japan занимается разработкой технологии удаления космического мусора, включая останки ракет и спутников, срок эксплуатации которых истёк. В будущем компания планирует разработать технологию захвата обломков космического мусора с помощью роботизированной руки и отправки их в атмосферу Земли, где они сгорят.

«Проблема космического мусора — это неотложная проблема. Мы надеемся, что эта техническая демонстрация приблизит нас к её решению», — заявил Эйджиро Атараси (Eijiro Atarashi), руководитель проекта в Astroscale Japan.

Компания TransAstra заключила с NASA контракт на $850 тыс. на создание прототипа мешка для улавливания на орбите космического мусора. В планах разработчика продвинуться намного дальше сбора и сжигания мусора в атмосфере Земли. Вместе с компанией ThinkOrbital он планирует создать на орбите заводской комплекс по ремонту и переработке собранного мусора во что-нибудь полезное.

Выгрузка мусора из мешка на орбитальную платформу для переработки. Источник изображения: TransAstra / ThinkOrbital

Строго говоря, мешок для сбора космического мусора придумали в NASA. Сделано это было в рамках программы Asteroid Redirect Mission по доставке околоземного астероида на орбиту Луны для изучения. В NASA разработали два варианта захватов: с помощью мешка с надувными рёбрами жёсткости для придания ему объёмной формы, и с помощью жёстких манипуляторов ферменного типа. Компания TransAstra взялась за деньги NASA развить идею надувного мешка до наземного демонстрационного прототипа и, если всё пройдёт хорошо, возможно доведёт проект до испытаний в космосе.

Демонстратор мешка, созданный в 2021 году

Небольшие по объёму мешки помогут собирать кубсаты, а большие будут способны захватить обломок ракеты массой до 50 тыс. т. Сбор космического мусора мешками упростит задачу по очистке орбиты от смертельно опасного хлама. Захват в мешок не потребует особой коррекции орбит и точных манёвров на сближение с останками кораблей. Всё что нужно, это двигаться горловиной мешка как сачком в сторону мусора. Наконец, мешок можно перемещать вслед за сборщиком мусора до тех пор, пока он не наполнится, вместо расходного с точки зрения потребления топлива свода мусора с орбиты для каждого пойманного фрагмента.

В сотрудничестве с компанией ThinkOrbital идея собирать космический мусор в мешок заиграла новыми красками. Компания ThinkOrbital мечтает построить на орбите заводской комплекс по вторичной переработке мусора на месте. По расчётам компании, хранение и повторное использование космического оборудования позволит в шесть раз снизить затраты по сравнению с транспортировкой отдельных объектов на достаточно низкую высоту для быстрого возвращения в атмосферу Земли. Кроме того, при повторном использовании на 82 % снижаются затраты на топливо и на 40 % сокращается время, необходимое для уборки обломков.

Корабль «Рабочая пчела» в работе

Для сбора космического мусора в надувные мешки планируется создать корабль-уборщик TransAstra Worker Bee. «Рабочая пчела» будет собирать мусор и доставлять его на платформу ThinkPlatform. Планируемый диаметр платформы составит 37 м, а объём — 4 тыс. м³. Оборудование платформы будет диагностировать, ремонтировать или утилизировать собранный мусор.

«Данное исследование показывает, что мы можем и должны творчески переосмыслить подход к устранению обломков, — заявил Ли Розен, соучредитель ThinkOrbital и полковник ВВС США в отставке. — Это важно не только для развития космических исследований и индустриализации, но и для нашей национальной обороны».

В 2026 году Европейское космическое агентство (ЕКА) планировало запустить миссию ClearSpace-1, в рамках которой с орбиты собирались свести оставшийся там фрагмент ракеты Arianespace Vega, запущенной ещё в 2013 году. Но возле этого фрагмента внезапно возникло новое скопление обломков космического мусора, сообщили в 18-й эскадрилье космической обороны Космических сил США, которая отслеживает движение спутников.

Источник изображения: esa.int

Конический объект VESPA (VEga Secondary Payload Adapter) — это адаптер полезной нагрузки, соединявший космический корабль с ракетой-носителем. Объект диаметром около 2 м и массой около 113 кг остался от ракеты Vega, которая в 2013 году стартовала с космодрома Куру во Французской Гвиане и помогла вывести на орбиту спутники Proba-V, VNREDSat-1 и ESTCube-1. О новом скоплении космического мусора возле адаптера ЕКА сообщили 10 августа — оно, вероятно образовалось из-за «сверхскоростного удара небольшого неотслеживаемого объекта». Этот объект не был зафиксирован системами слежения, и мы уже, вероятно, никогда не узнаем, был он искусственным или имел естественное происхождение.

«Этот инцидент с фрагментацией подчёркивает актуальность миссии ClearSpace-1. Самая значительная угроза, которую представляют крупные объекты космического мусора, состоит в том, что они распадаются на скопления более мелких объектов, каждый из которых может нанести значительный ущерб действующим спутникам», — заявили в ЕКА. Дальнейшее наблюдение Космическими силами США, а также станциями в Германии и Польше показало, что «основной объект остался нетронутым, и его орбита значительных изменений не претерпела», а вероятность повторного столкновения оценивается как «незначительная».

Миссия по удалению космического мусора реализуется швейцарским стартапом ClearSpace. Аппарат ClearSpace-1 должен отправиться на орбиту на лёгкой ракете Arianespace Vega-C. Предполагается, что он сблизится с VESPA, произведёт его захват и сведёт с орбиты — сейчас адаптер находится на высоте 660 км. На данный момент неизвестно, насколько сильно новое скопление мусора повлияет на реализацию миссии, но точно можно сказать, что оно её не облегчит.

На зачистку орбиты космического мусора потребуется время. За 70 лет освоения космоса на околоземное орбите скопились 36 500 объектов размером более 10 см, подсчитали в ЕКА. Если добавить к ним объекты размером от 1 мм, то их число вырастет до невероятных 330 млн.