Как среди звёзд отличить искусственные космические объекты, находящиеся на геостационарной орбите? При телескопических наблюдениях астрономы обычно включают часовой механизм, который компенсирует суточное вращение Земли и заставляет телескоп неотрывно «смотреть» на выбранную звезду. При мониторинге космических объектов и их фрагментов на геостационарной орбите, неподвижных относительно Земли, часовой механизм отключается. Поэтому на ПЗС-кадрах геостационарные спутники регистрируются в виде точек, а звёзды выглядят чёрточками.
Время существования пассивных космических аппаратов на самых низких орбитах — несколько десятков лет. Под действием сопротивления воздуха и земного притяжения все спутники на низких орбитах в своё время входят в плотные слои воздуха и ярко вспыхивают подобно болидам. Наиболее массивные из них падают на поверхность Земли. Куски космического мусора размером более метра в среднем падают на её поверхность не реже одного раза в неделю, фрагменты меньшего размера — ежедневно. К сожалению, точно предупредить о времени и месте их падения специалисты пока не могут.
Из-за того, что густонаселённые районы на нашей планете составляют лишь малую долю её поверхности, землянам пока везёт. Например, в 1978 г. «Космос-594» рухнул в тайге на севере Канады, а через год обломки американской космической станции «Скайлэб» выпали в пустынях Австралии. Однако большую опасность представляют аппараты с радиоизотопными источниками электрической энергии.
В 1964 г. в ходе неудачного запуска навигационного спутника США с ядерными источниками энергии радиоактивные материалы рассеялись над Индийским океаном. Обычно же такие спутники к концу периода активного использования в целях безопасности переводят на орбиты высотой около 1000 км, где атмосфера практически отсутствует, и потому аппараты могут оставаться там многие сотни лет — до тех пор, пока ядерные энергетические устройства перестанут представлять радиационную опасность.
Проблема загрязнения космоса признана многими международными организациями, например Международным астрономическим союзом. Помимо всего прочего, космический мусор становится все более существенной помехой для астрономических наблюдений. Например, на каждом четвёртом снимке, полученном космическим телескопом «Хаббл», регистрируются техногенные обломки. Проблема загрязнения ежегодно обсуждается на сессиях Комитета ООН по мирному использованию космического пространства и его подкомитетов. Специалисты пришли к выводу, что прежде всего необходимо сделать более экологичной космическую деятельность, свести к минимуму рост засоренности околоземного пространства. Придётся более тщательно определять требуемое количество ракетного топлива, чтобы после выполнения разгонных и коррекционных операций баки становились почти сухими. В противном случае, как мы уже говорили, перегрев остатков топлива или срабатывание пироболтов могут стать причиной взрыва. На спутнике должен быть запас рабочего тела (например, сжатого газа) для изменения орбиты спутника после исчерпания его ресурса. Возможны два варианта заключительного маневра. Первый — перевод спутника на такую орбиту, чтобы не позже чем через 25 лет он затормозился в атмосфере. Второй вариант — перевод спутника на высокую орбиту космической «свалки». В последние годы крупные аппараты по завершении их миссии сразу сводят с орбиты и затопляют в южной части Тихого океана, уже прозванной «кладбищем космических кораблей».
Существуют проекты эффективного воздействия на опасные кометы или астероиды эшелонами масс крупного космического мусора, скопившегося на околоземных орбитах. Если суммарная масса собранного техногенного мусора составит около 1000 т, то энергия его удара о поверхность опасного объекта может быть сопоставима с энергией ядерного взрыва мощностью от 1 до 10 Мт.
Космический телескоп «Хаббл» — автоматическая обсерватория, выведенная на орбиту Земли в 1990 г.
ГЛАВА VI.
ВСЕМИРНАЯ СЛУЖБА КОСМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Человечество располагает научными, техническими и технологическими возможностями для создания эффективных средств защиты от космической угрозы. На рубеже восьмидесятых — девяностых годов учёные предложили политикам и общественности использовать потенциал военно-промышленного и космического комплексов для создания щита, способного укрыть земную цивилизацию от факторов космической опасности. Первые шаги в этом направлении были сделаны в последнее десятилетие XX в.
Защита земной цивилизации и самой жизни на нашей планете от космических угроз — задача сложная, многоплановая, долговременная и чрезвычайно дорогая. Последствия космического удара могут породить катастрофу регионального и даже глобального масштаба.
Активная защита.
Варианты базирования средств системы перехвата опасных космических объектов
Специалисты рассматривают различные возможности размещения средств космической защиты. В целях большей безопасности система должна иметь несколько эшелонов.
Первый, самый удалённый эшелон предлагается разместить в окрестностях точек либрации системы Солнце — Земля. Точками либрации называют точки, в которых тело малой массы может находиться в состоянии относительного равновесия по отношению к двум другим небесным телам. Второй эшелон специалисты предлагают развернуть вблизи точек либрации системы Земля — Луна, а также на самой Луне.
Третий — также космический эшелон — могут составить специально оснащённые искусственные спутники Земли, находящиеся как на низких, так и на высоких орбитах, вплоть до геостационарных (на высоте около 36 000 км). Четвёртый — последний — эшелон развёртывается на поверхности Земли.
Каждый из эшелонов должен иметь в своем составе комплекс для дальнего обнаружения и определения орбит ОКО, средства воздействия на опасные объекты, а также системы обеспечения работоспособности элементов космической защиты и управления ими.
В чем преимущество размещения средств космической защиты в области точек либрации систем Солнце — Земля и Земля — Луна?
В системе Земля — Луна они расположены в плоскости обращения Луны вокруг Земли и занимают относительно неё неизменное положение. Таких точек существует 5. Из них три (LI, L2, L3) лежат на прямой, соединяющей Землю и Луну, а две другие — L4, L5 — на лунной орбите. Расстояние от Земли до точек либрации LA и L5, как и до Луны, равно 384 000 км. Эти точки — частные решения задачи движения космического объекта под действием притяжения Земли и Луны.
Точки L4 и L5 образуют с Луной и Землёй два равносторонних треугольника. Их называют треугольными точками либрации. Французский математик и астроном Лагранж в конце XIX в. показал, что положение малого тела, помещённого в треугольные точки, будет устойчивым. Более того, тело, выведенное из этих точек, обязательно вернётся назад.
