Űrtörmelék minden olyan mesterséges objektumra és az űrben található törmelékre vonatkozik, amely már nem működik, nem működik, és soha többé nem szolgálhat hasznos célt, de veszélyes tényező, amely befolyásolja a működő űrjárműveket , különösen a személyzettel rendelkezőket . Bizonyos esetekben a fedélzeten lévő nagyméretű űrtörmelékek vagy veszélyes (nukleáris, mérgező stb. ) anyagokat tartalmazó tárgyak is közvetlen veszélyt jelenthetnek a Földre – ellenőrizetlen pályafutásukkal , tökéletlen égésükkel, amikor áthaladnak a Föld légkörének sűrű rétegein. és a településekre , ipari létesítményekre, közlekedési kommunikációra stb. hulló törmelék .
A Föld-közeli űr „űrtörmelékkel” való eltömődésének problémája, mint tisztán elméleti probléma, lényegében közvetlenül az első mesterséges földi műholdak (AES) felbocsátása után merült fel az 50-es évek végén . Hivatalos nemzetközi státuszát az ENSZ-főtitkár 1993. december 10-i „A világűrtevékenységek környezetre gyakorolt hatása” című jelentése után kapta meg , ahol külön kiemelték, hogy a probléma nemzetközi, globális jellegű. : nincs a nemzeti földközeli tér szennyeződése, a Föld űrtere szennyezett, minden országot egyformán negatívan érint.
A technogén űrszennyezés intenzitásának csökkentését célzó intézkedések szükségessége világossá válik a jövőbeli űrkutatás lehetséges forgatókönyveinek mérlegelésekor. Létezik egy úgynevezett "kaszkádhatás", amely középtávon a tárgyak és az "űrtörmelék" részecskéinek kölcsönös ütközéséből fakadhat. Ha extrapoláljuk a törmelék jelenlegi körülményeit alacsony Föld körüli pályákon (LEO), még ha figyelembe vesszük a jövőben az orbitális robbanások számának csökkentését célzó intézkedéseket (az összes űrszemét 42%-a), valamint az ember által okozott törmelék csökkentését célzó egyéb intézkedéseket, ez a hatás hosszú távon az objektumok számának katasztrofális növekedéséhez vezethet.pályatörmelék a LEO-ban, és ennek következtében a további űrkutatás gyakorlati ellehetetlenüléséhez . Feltételezik, hogy " 2055 után az emberi űrtevékenység maradványainak önreprodukciós folyamata komoly problémává válik" [1] .
2021-ben a Földközeli tér (NES; egy olyan gömb által határolt tér, amelynek sugara megegyezik a Föld és a Hold átlagos távolságával (380 ezer km)) minden magasságában 130 millió objektum volt 0,1–1 cm méretű, ebből 20 millió - alacsony Föld körüli pályán (LEO) 2000 km-es magasságig. Az 1-10 cm méretű tárgyak száma minden magasságban 900 000, a LEO-ban 500 000. A 10 cm-nél nagyobb tárgyak száma a NEO-ban 34 000, ebből 23 000 a LEO-ban [2]
Ezeknek csak kis részét (körülbelül 10%-át) észlelték, követték nyomon és katalogizálták földi radarral és optikai eszközökkel. Például 2013-ban a US Strategic Command katalógusa 16 600 objektumot tartalmazott (többnyire 10 cm - nél nagyobb [3] ), amelyek többségét a Szovjetunió , az USA és Kína hozta létre [4] [5] . Az orosz katalógus, a GIAC ASPOS OKP ( TsNIIMash ) 2014 augusztusában 15,8 ezer űrtörmelék objektumot tartalmazott [6] , és összesen több mint 17,1 ezer objektum volt Föld-közeli pályán (beleértve az aktív műholdakat is), ütközés bármely ami az űrhajó (SC) teljes megsemmisüléséhez vezet [7] .
A követett objektumok körülbelül 6%-a aktív; az objektumok körülbelül 22%-a leállt; 17%-a a hordozórakéta felső és felső szakasza , körülbelül 55%-a pedig hulladék, kilövésekhez kapcsolódó technológiai elemek, robbanások és töredezettségek.
Ezen objektumok többsége nagy dőlésszögű pályán van, amelyek síkjai metszik egymást, így kölcsönös áthaladásuk átlagos relatív sebessége körülbelül 10 km/s . A hatalmas mozgási energia készlet miatt ezeknek az objektumoknak az aktív űrhajóval való ütközése károsíthatja vagy akár letilthatja azt. Példa erre a mesterséges műholdak: Kosmos-2251 és Iridium 33 ütközésének első esete , amely 2009. február 10-én történt; ennek eredményeként mindkét műhold teljesen összeomlott, és több mint 600 törmelék keletkezett.
A Föld körüli pályák azon területei, amelyeket leggyakrabban űrhajók működésére használnak, eldugultak leginkább. Ezek a LEO, a geostacionárius pálya (GSO) és a napszinkron pályák (SSO).
Különféle becslések léteznek a fő űrszemét-országok "hozzájárulására". A Glex-2021 űrkutatással foglalkozó konferencián (Szentpétervár, 2021. június 14-18.) az egyik jelentésben két lehetőség adott az ilyen értékelésekre. Egyikük szerint Kína hozzájárulása 40%, az USA 25,5%, Oroszország 25,5%, más országok 7%. A második lehetőség szerint Oroszország részesedése 39,7%, az Egyesült Államok 28,9%, Kína pedig 22,8% [2] (mindkét számítást anélkül végezték, hogy figyelembe vették volna egy orosz rakétaelhárító 2021-es tesztelését).
Az 1 cm-nél nagyobb átmérőjű űrszemét ellen (alacsony és közepes pályán) gyakorlatilag nincs hatékony védekezés [8] , azonban már a Mir , a Tiangong sorozatba tartozó ISS és orbitális állomások megalkotásakor a testük többrétegű, így a találatok "szemétellenes" páncélokká válnak.
A 600 km-nél hosszabb pályákon (ahol a fékezés légköri tisztító hatása nincs hatással) az űrszemét megsemmisítésére az emberiség technikai fejlettségének jelenlegi szintjén még nem dolgoztak ki hatékony gyakorlati intézkedéseket. Bár többen fontolgatták például olyan műholdprojekteket, amelyek erőteljes lézersugárral [9] elpárologtatják a törmeléket , vagy ionsugárral változtatják pályájukat [10] [11] (ilyen a kivetített orosz űrszonda, a " Liquidator "), aminek lelassítja a törmelék bejutását a légkörbe részleges vagy teljes égéssel, illetve geostacionárius pályán lévő eszközök esetén ártalmatlanító pályára vigye, vagy földi lézerek [12] [13] [14] ( Lézerseprű ), vagy olyan eszköz, amely összegyűjti a szemetet a további feldolgozáshoz. Ugyanakkor sürgető feladat az űrrepülések biztonságának biztosítása a Földközeli űr (NES) technogén szennyezésének körülményei között, valamint a Földön lévő objektumok veszélyének csökkentése az űrobjektumok sűrű rétegekbe való ellenőrizetlen bejutása során. a légkörből és a Földre esésük gyorsan növekszik.
Az „űrszemét” problémájának megoldására irányuló nemzetközi együttműködés a következő kiemelt területeken fejlődik:
Az Egyesült Államok Szövetségi Kommunikációs Bizottsága (FCC) megköveteli a műholdakat alacsony földi pályára bocsátó vállalatoktól, hogy a küldetés befejezésétől számított 25 éven belül ártalmatlanítsák azokat; 2022-ben új szabályokat vezettek be, amelyek előírják, hogy 5 éven belül megsemmisítik őket [15] .
2002-ben az Ügynökségközi Űrtörmelék Bizottság javaslatokat terjesztett elő és iránymutatásokat dolgozott ki, amelyek hozzájárulnak a pályán lévő törmelék megelőzéséhez. . Számos tanulmány kimutatta, hogy évente körülbelül öt nagy tárgyat kell eltávolítani, hogy elkerüljük a törmelék mennyiségének folyamatos növekedését a további ütközések és robbanások miatt. .
Néhány országban most bevezetik az aktív törmelékmentesítési (ADR) technológiákat. 2020-ban az Európai Űrügynökség megbízta az első aktív űrszemét-eltávolító missziót a Clean Space program keretében a Vespa adapter (a Vega könnyű rakéta 2013-ban az űrbe bocsátott másodlagos raktér-adapter) deorbitálására. Japán egyszerre több projektet hajt végre a különféle ADR-missziókhoz szükséges technológiák fejlesztésére [2] .
Mivel még nem találtak gazdaságilag életképes módszert az űrszemét eltávolítására az űrből, ezért a közeljövőben a törmelékképződést kizáró ellenőrzési intézkedésekre kell helyezni a hangsúlyt: a technológiai elemek repülését kísérő orbitális robbanások megelőzésére, az elhasználódott szennyeződések eltávolítására. űrrepülőgépek ártalmatlanító pályára , fékezés a légkör ellen , stb .
Számos eszköz létezik a Föld-közeli pályák megfigyelésére, hogy tárgyakat keressünk rajta. Radarra és optikaira oszthatók. Az orbitális objektumok észlelése az univerzális űrkutató eszközök vagy védelmi rendszerek kiegészítő funkciója is lehet. Számos speciális eszköz is létezik. A Szovjetunióban és az USA -ban hatékony eszközöket hoztak létre a világűr követésére. Számos speciális műszer létezik Európában és más országokban is. Számos nemzeti program is létezik a Föld-közeli objektumok nyomon követésére és az űrszemét elleni küzdelemre. Az ügynökségek közötti űrszemét-koordinációs bizottságot hoztak létre tevékenységeik koordinálására .
A Szovjetunióban létrehozták az Űrirányító Rendszert , amely még ma is karbantartja az orbitális objektumok katalógusát a korai figyelmeztető rendszerek és a Föld-közeli űrre specializált megfigyelőállomások adatai alapján. Az űrszeméttel 1985 -ben kezdtek foglalkozni a Honvédelmi Minisztériumban és az ország Tudományos Akadémiáján . Már 1990- ben megszerezték az első gyakorlati becsléseket, és kidolgozták a Földközeli tér szennyezettségének matematikai modelljét. Az országban először 1992- ben hoztak létre szabványos kezdeti adatok (SID) projektet az űrpályás járművek létrehozásával kapcsolatos munkák támogatására.
Oroszország 2016–2025-ös szövetségi űrprogramja magában foglalja a geostacionárius pályákról származó szemét "tisztító" létrehozását 2025-ig (amelyben 2014-ben akár 1000 nem működő objektum található). A tervek szerint hat hónapon belül minden „ felszámoló ” legfeljebb 10 tárgyat helyez át a temetési pályára [7] .
2015-ben az orosz figyelmeztető rendszer veszélyes helyzetekre vonatkozó adatai szerint több mint 17 000 mesterséges eredetű űrobjektum található a Föld-közeli űrben . Ebből 1336 aktív , a többi űrszemét [16] .
A korai figyelmeztető rendszereken kívül az orbitális objektumok keresését és azonosítását a Krona speciális űrobjektumok rádió-optikai felismerő komplexuma , valamint az Arkhyz optikai megfigyelőállomás , a G. S. Titov Altai Optikai és Lézerközpont , valamint a Okno optikai-elektronikai komplexum .
Az Egyesült Államokban számos program létezett a Föld-közeli űr megfigyelésére, katonai és polgári egyaránt, például Project Space Track , Space Defense Center , Space Detection and Tracking System . A NASA Orbital Debris Program Office áll a legközelebb az űrszemét témához . Munkájuk részeként számos eszközt készítettek, köztük speciális eszközöket is. Például NASA Orbital Debris Observatory , Large Zenith Telescope és mások.
Az Egyesült Államok Űrfigyelő Hálózata egy aktív szolgáltatás, amelyet a Föld körüli pályán lévő objektumok pályáinak nyomon követésére hoztak létre. Több centiméter átmérőjű nyomon követett objektumok.
Az Európai Űrügynökség égisze alatt számos műszer működik a Föld-közeli űr megfigyelésére. Ilyen például az ESA Space Debris Telescope , TIRA (System) , EISCAT .
Általánosságban elmondható, hogy az űrszemét problémájának, mint minden összetett és sürgető problémának, több dimenziója van: tudományos, műszaki, jogi, környezetvédelmi stb. Annak ellenére, hogy ez a téma számos nemzeti kutatóközpont, űrügynökség figyelmét felkelti, és rendszeresen Különböző mélységgel megvitatták a nemzetközi szervezetek számos bizottsága és bizottsága, mint például a Nemzetközi Asztronautikai Szövetség (IAF), a Tudományos Szakszervezetek Nemzetközi Tanácsának Űrkutatási Bizottsága (COSPAR), a Nemzetközi Távközlési Unió (ITU), a Nemzetközi Űrintézet törvény (ICJ) és mások, úgy tűnik, hogy a közelmúltban két nemzetközi szervezet közös, összehangolt tevékenysége a probléma "műszaki" és "politikai és jogi" dimenziójában minőségileg új szintre emelte a megértést. Ezek az Ügynökségközi Űrszemét Koordinációs Bizottság és az Egyesült Nemzetek Világűr Békés Felhasználásával Foglalkozó Bizottságának Tudományos és Műszaki Albizottsága (STCS UN COPUOS).
Az Ügynökségközi Űrtörmelékek Koordinációs Bizottságát ( IADC 1993-ban hozták létre, és egy kormányközi fórum az orbitális törmelékekkel kapcsolatos kutatási tevékenységek koordinálására. Olaszország, Franciaország, Kína, Kanada, Németország, India, Japán, Dél-Korea, az USA, Oroszország, Ukrajna, Nagy-Britannia űrügynökségeiből, valamint az Európai Űrügynökségből áll. A bizottság fő célja a tagországok űrügynökségei közötti információcsere az űrszemét tanulmányozásával kapcsolatban [2] .
1983-ban egy kis homokszem (körülbelül 0,2 mm átmérőjű) súlyos repedést hagyott az űrsikló nyílásán (körülbelül 0,4 mm átmérőjű bemélyedés). [17] Összesen több mint 170 ütközési nyomot találtak az ablakokon a transzferjáratok során, és több mint 70 ablakcserére volt szükség a járatok között [18] .
1996 júliusában körülbelül 660 km-es magasságban egy francia műhold ütközött a francia Arian rakéta harmadik fokozatának töredékével . [19]
2006. március 29., 03:41 ( MSK ) az Express-AM11 műhold lezuhant : külső hatás következtében a hőszabályozó rendszer folyadékköre nyomásmentes lett; az űrhajó jelentős dinamikus impulzust kapott, elvesztette az űrbeli tájékozódást, és ellenőrizetlen forgásba kezdett . [20] Az előzetes adatok szerint a balesetet "űrszemét" okozta. A bizottság következtetései megerősítették a történtek kezdeti változatát [21] .
2009. február 10- én az amerikai Iridium műholdas kommunikációs vállalat 1997 - ben pályára állított kereskedelmi műholdja ütközött az 1993 -ban felbocsátott és 1995 -ben leszerelt orosz katonai kommunikációs műholddal , a Kosmos-2251 -el .
2020. szeptember 9-én olyan információ jelent meg a médiában , hogy az orosz Express-80 kommunikációs műhold egy esetleges űrtörmelékkel való ütközés következtében megsérült a geotranszferről a geostacionárius pályára történő végső beillesztés során [22] [23] .
Amikor egy műhold ütközik törmelékkel, gyakran új törmelék keletkezik (az úgynevezett Kessler-szindróma ), ami az űrszemét ellenőrizetlen növekedéséhez vezet. A NASA modelljei szerint alacsony Föld körüli pályán (200-2000 km magasságban) 2007 óta elég nagy törmelék és műhold van a szindróma kialakulásához. A számítások szerint átlagosan ötévente lesznek nagyobb ütközések, még az űrrepülések teljes leállása esetén is, és megnő a törmelék mennyisége [24] .
1968 és 1985 között az USA és a Szovjetunió műholdellenes fegyvereket tesztelt . 1990 - re a nyomon követett szemét mintegy 7%-a 12 ilyen tesztből származott [18] .
2007. január 11- én 865 km-es magasságban egy kínai műholdellenes rakéta megsemmisítette a lejárt szavatosságú Fengyun-1C kínai műholdat , és frontálisan ütközött vele. Ennek eredményeként sok új törmelék jelent meg. Az US Space Surveillance Network mintegy 2,8 ezret tudott katalogizálni belőlük, ezzel 7 ezerre növelve az alacsony Föld körüli pályán lévő nagy törmelékek katalógusát [25] [26] . 2017-ben a Kosmos-2504 nevű orosz katonai űrhajó egy kilométeren belül repült ezektől a törmelékektől [27] [28] .
2008. február 20- án 250 km-es magasságban egy amerikai SM-3 rakéta megsemmisített egy hibásan működő amerikai kémműholdat , tartályaiban körülbelül 400 kg mérgező hidrazinnal (és a minősítés feloldásának veszélye miatt is). A pálya alacsony magassága miatt a legtöbb töredék nagy valószínűséggel viszonylag gyorsan került a légkörbe.
2009. február 10- én, körülbelül 790 kilométeres magasságban Szibéria északi része felett rögzítették az első esetet, amikor két mesterséges műhold ütközött az űrben. Az 1993 -ban felbocsátott és leszerelt Kosmos-2251 kommunikációs műhold ütközött az amerikai Iridium műholdas kommunikációs vállalat kereskedelmi műholdjával . Az ütközés következtében mintegy 600 nagy darab töredék keletkezett, amelyek többsége a korábbi pályáján marad [29] [30] . Az amerikai szolgálatoknak mintegy 1,8 ezer töredéket sikerült katalogizálniuk [26] .
2018. február 28-án összeomlott a Titan IIIC rakéta ( NSSDC_ID 1969-013B) felső fokozatú Transtage SSN (Space Surveillance Network) 3692. száma. Ennek eredményeként 61 új űrszemét objektum került a geotranszfer pályákon (23-53 ezer km) [31] .
2018. augusztus 30-án az Atlas-5 rakéta (NSSDC_ID 2014-055B) Centaurus SSN #40209 felső fokozata összeomlott. Ennek eredményeként 491 új űrtörmelék objektum jelent meg, a geotranszfer pályákon (5270-43240 km) lévő törmelék mennyisége azonnal negyedével nőtt [32] .
2021. november 15-én az orosz rakétaelhárító rendszer (feltehetően A-235 ) tesztjei során megsemmisült a Szovjetunió által 1982-ben felbocsátott, inaktív , Cselina -D típusú Kosmos -1408 elektronikus és elektronikus hírszerző műhold. Az eredmény egy űrszemétfolyam volt, amely valószínűleg veszélyt jelentett a Nemzetközi Űrállomásra [33] [34] . A törmelékmezőn való második és harmadik áthaladáskor az ISS legénysége űrhajókba menekült, hogy az állomással való törmelék ütközése esetén gyorsan visszatérhessen a Földre [35] . A keletkező törmelék más, alacsony Föld körüli pályán lévő műholdakra is veszélyt jelent [36] . A nyomon követett törmelékek száma körülbelül 1500.
Az alacsony Föld körüli pályán lévő nagy objektumok fokozatosan lelassulnak, és egy idő után belépnek a légkörbe. Egyes töredékeik elérik a bolygó felszínét. [37] Kisméretű űrszemét tárgyak szinte naponta, nagyobb tárgyak havonta többször esnek a légkör sűrű rétegeibe. Nicholas Johnson (NASA) szerint szinte minden évben egyes műholdak vagy rakéták töredékei érik el a felszínt [38] [39] .
2015. november 13- án lezuhant az egyik rakétadarab, amely korábban részt vett a holdprogramban . 1-2 méter nagyságú és 0,1 g / cm³ sűrűségű töredék került a légkörbe az Indiai-óceánban , Srí Lanka partjaitól körülbelül 60 kilométerre . Egyes vélemények szerint ez volt az első olyan eset, amikor űrszemét tért vissza a Földre egy magas elliptikus pályáról , amelynek apogeusa körülbelül kétszerese a Hold és a Föld közötti távolságnak. [40] [41] [42] . A WT1190F objektum november 13-án bejutott a Föld légkörébe, ahol biztonságosan kiégett [43]
A tudománytörténészek rámutatnak arra, hogy a pályán keringő, törmeléknek tekintett objektumok valószínűleg érdekesek lehetnek a jövő űrrégészei számára , ezért meg kell őrizni őket [44] . Ugyanakkor kozmológiai időskálán ennek a törmeléknek a nagy része viszonylag gyorsan (évezer éven belül [45] ) elhagyja a bolygó pályáját.
![]() | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
Környezetszennyezés | |
---|---|
szennyező anyagok | |
Légszennyeződés |
|
Vízszennyezés |
|
Talajszennyezés | |
Sugárökológia |
|
Más típusú szennyezés |
|
Szennyezés-megelőzési intézkedések | |
Államközi szerződések | |
Lásd még |
|