Великобритания намерена очистить околоземное пространство от вышедших из строя спутников. Национальное космическое агентство (UK Space Agency, UKSA) заключило контракт на 61 млн фунтов стерлингов (около 81 млн долларов) с компанией ClearSpace UK. В рамках проекта планируется разработать, построить и испытать два специальных космических аппарата, которые удалят с орбиты два неработающих британских спутника. Миссии намечены на период с 2029 по 2032 год.
Проект призван не только устранить существующую угрозу для действующих космических аппаратов, но и продемонстрировать технологии, которые в будущем могут стать основой целой отрасли по обслуживанию спутников и очистке космоса.
Почему космический мусор становится всё опаснее?
По данным Европейского космического агентства (ESA), вокруг Земли вращаются от 35 000 до 50 000 фрагментов космического мусора размером более 10 см. Среди них — до 3500 неработающих спутников. И это только наиболее крупные объекты: значительно меньшие обломки также представляют серьёзную угрозу.
На первый взгляд может показаться, что космос настолько огромен, что несколько десятков тысяч объектов не способны создать серьёзную проблему. Однако значительная часть космического мусора сосредоточена в относительно узких диапазонах орбит, где работают спутники связи, навигации, метеорологические аппараты и другие системы.
Кроме того, объекты движутся с огромной скоростью. Даже крошечный фрагмент краски, столкнувшийся со спутником при движении навстречу ему, способен повредить оборудование. При столкновении крупных объектов последствия могут оказаться гораздо серьёзнее.
Особую опасность представляет так называемый каскадный эффект. Если два объекта сталкиваются, они могут распасться на множество обломков. Те, в свою очередь, способны повредить другие спутники, породив новые фрагменты мусора. Постепенно этот процесс может сделать отдельные орбитальные области крайне опасными для космических полётов.
Поэтому борьба с космическим мусором предполагает не только отслеживание опасных объектов, но и физическое удаление наиболее проблемных из них.
Как Великобритания собирается убирать спутники с орбиты?
Для реализации проекта UKSA выбрало компанию ClearSpace UK, которая займётся разработкой двух специализированных космических аппаратов. Их запустят с космодрома SaxaVord на Шетландских островах к северу от Шотландии.
Целями станут два британских спутника на низкой околоземной орбите. Их названия пока не раскрываются. Оба аппарата вышли из строя и больше не реагируют на команды с Земли.
Главная особенность миссии — возможность автономно сближаться с неработающими спутниками и захватывать их с помощью роботизированных манипуляторов.
Автономная навигация и роботизированный захват
После выхода на орбиту аппарат-уборщик должен будет самостоятельно определить своё положение относительно цели, рассчитать траекторию сближения и выполнить необходимые манёвры. Для этого предусмотрена система автономного управления, навигации и контроля — Guidance, Navigation and Control (GNC).
На заключительном этапе сближения космический аппарат воспользуется технологиями компьютерного зрения, чтобы распознать спутник и уточнить его положение. Затем роботизированные манипуляторы захватят объект.
Такая операция существенно отличается от обычного сближения двух управляемых космических аппаратов. Неработающий спутник не способен самостоятельно корректировать свою орбиту или помогать в манёврах, поэтому аппарат-уборщик должен справиться с задачей практически в одиночку.
После захвата включатся двигатели космического буксира. Они изменят траекторию движения спутника и направят его на контролируемый вход в атмосферу Земли. В результате объект должен сгореть в плотных слоях атмосферы.
Таким образом, вместо того чтобы оставлять неисправный спутник на орбите на десятилетия, его планируют целенаправленно вывести из космического пространства.
Зачем нужны такие миссии?
Удаление старых спутников — лишь одна из мер, необходимых для обеспечения безопасности околоземного пространства. В последние годы космические агентства и операторы спутников уделяют всё больше внимания отслеживанию обломков, предупреждению о возможных столкновениях и предотвращению появления нового мусора.
Конструкцию космических аппаратов также совершенствуют, стремясь уменьшить количество отделяющихся фрагментов и исключить потенциально опасные элементы. Например, особое внимание уделяют аккумуляторам и двигательным системам, которые при определённых обстоятельствах могут стать источником дополнительных обломков.
Важную роль играет и ответственность государств за космические объекты, находящиеся под их юрисдикцией. Вопросы международной ответственности за деятельность в космосе регулируются международными договорами, включая Конвенцию об ответственности 1972 года. Поэтому утилизация отработавших аппаратов важна не только с технической, но и с правовой точки зрения.
Британская программа должна помочь проверить, насколько эффективно можно удалять неработающие спутники с помощью специализированных аппаратов. Если технология окажется успешной, её смогут использовать в будущих коммерческих проектах.
От уборки мусора — к обслуживанию спутников
Разрабатываемые аппараты потенциально пригодятся не только для удаления космического мусора. Они создаются с учётом перспективного направления ISAM — обслуживания, сборки и производства объектов непосредственно на орбите.
Речь идёт о технологиях, которые в будущем позволят космическим аппаратам сближаться со спутниками, проводить их обслуживание, помогать в сборке крупных конструкций и выполнять другие операции без необходимости возвращать оборудование на Землю.
Такие возможности могут изменить подход к эксплуатации космической техники. Например, вместо полной замены спутника при некоторых неисправностях можно будет отремонтировать его или заменить отдельный компонент. А специализированные буксиры смогут перемещать аппараты между орбитами и удалять объекты, которые больше не нужны.
Пока всё это требует дальнейшей разработки и испытаний. Однако британская миссия станет важным шагом на пути к созданию практических технологий орбитального обслуживания.
У миссии пока нет названия
На момент публикации программа ещё не получила официального названия. UK Space Agency даже объявило конкурс, предложив публике придумать подходящее имя для миссии.
Министр по космическим вопросам Великобритании Лиз Ллойд (Liz Lloyd) отметила, что космический мусор представляет собой серьёзную и растущую проблему. По её словам, страна намерена использовать собственные технологические возможности, чтобы внести вклад в международные усилия по очистке орбиты.
От успешной работы спутников зависит множество привычных нам услуг: связь, прогнозирование погоды, навигация и системы безопасности. Поэтому устранение неработающих аппаратов — не просто наведение порядка в космосе, а защита инфраструктуры, от которой зависит современная жизнь.
Британский проект пока ограничивается двумя спутниками, но его значение может оказаться гораздо шире. Если автономный захват и управляемое сведение аппаратов с орбиты удастся надёжно отработать, подобные технологии могут стать важным инструментом борьбы с космическим мусором во всём мире.
