Космический мусор


Космический мусор (также известный как космический мусор , космическое загрязнение , [1] космический мусор , космический мусор или космический мусор ) — это несуществующие искусственные объекты в космосе, в основном на околоземной орбите , которые больше не выполняют полезную функцию. К ним относятся заброшенные космические аппараты — нефункционирующие космические аппараты и заброшенные ступени ракет-носителей — обломки, связанные с миссией, и особенно многочисленные на околоземной орбите обломки осколков в результате разрушения заброшенных корпусов ракет и космических аппаратов. В дополнение к заброшенным искусственным объектам, оставленным на орбите, другие примеры космического мусора включают фрагменты от их распада, эрозии и столкновений .или даже пятна краски, затвердевшие жидкости, выбрасываемые космическими кораблями, и несгоревшие частицы твердотопливных ракетных двигателей. Космический мусор представляет опасность для космического корабля. [2]

Космический мусор, как правило, представляет собой отрицательный внешний эффект — он создает внешние издержки для других из-за первоначальных действий по запуску или использованию космического корабля на околоземной орбите — издержки, которые обычно не учитываются и полностью не учитываются в затратах [3] . [4] пусковой установкой или владельцем полезной нагрузки. [5] [1] [6] Некоторые участники космической отрасли проводят измерения, смягчение последствий и возможное удаление мусора . [7]

По состоянию на январь 2021 года Сеть космического наблюдения США сообщила о 21 901 искусственном объекте на орбите над Землей, [8] включая 4 450 действующих спутников. [9] Однако это только те объекты, которые достаточно велики, чтобы их можно было отслеживать. По состоянию на январь 2019 года на орбите находилось более 128 миллионов фрагментов мусора размером менее 1 см (0,4 дюйма), около 900 000 фрагментов мусора размером 1–10 см и около 34 000 фрагментов размером более 10 см (3,9 дюйма). вокруг Земли. [7] Когда мельчайшие объекты искусственного космического мусора (крапинки краски, твердые частицы выхлопных газов ракет и т. д.) группируются с микрометеороидами , космические агентства иногда называют их вместе MMOD .(Микрометеороид и орбитальный мусор). Столкновения с обломками стали опасны для космических кораблей; мельчайшие объекты наносят ущерб , подобный пескоструйной очистке , особенно солнечным панелям и оптике, такой как телескопы или устройства слежения за звездами , которые не могут быть легко защищены баллистическим щитом . [10]

На высоте менее 2000 км (1200 миль) над Землей обломки плотнее метеорных тел ; большинство из них - это пыль от твердотопливных ракетных двигателей, обломки поверхностной эрозии, такие как чешуйки краски, и замерзший хладагент от RORSAT (спутников с ядерными двигателями). [ править ] Для сравнения, орбита Международной космической станции находится в диапазоне 300–400 километров (190–250 миль), в то время как два самых последних события с крупным мусором — испытание китайского противоспутникового оружия в 2007 году и столкновение спутника в 2009 году — произошли на высоте 800 до 900 километров (от 500 до 560 миль) над уровнем моря. [11] МКС имеет защиту Уиппла .сопротивляться урону от малых MMOD; однако известных обломков с вероятностью столкновения более 1/10 000 можно избежать, маневрируя станцией.

Космический мусор начал накапливаться на околоземной орбите сразу после первого запуска искусственного спутника Земли в октябре 1957 года. Тест Паскаля Б 1957 года . [12] [13] После запуска спутника Североамериканское командование воздушно-космической обороны (НОРАД) приступило к составлению базы данных ( Каталог космических объектов ) всех известных запусков ракет и объектов, достигших орбиты: спутников, защитных экранов и разгонных блоков. ракеты-носители . Позже НАСА опубликовало [когда? ]модифицированные версии базы данных вдвухстрочном наборе элементов,[14]и, начиная с начала 1980-х годов, система электронныхдосок объявленийпереиздала их. [15]


Созданное компьютером изображение, показывающее расположение, но не относительные размеры космического мусора, которое можно увидеть с высокой околоземной орбиты . Двумя основными полями мусора являются кольцо объектов на геостационарной околоземной орбите (ГСО) и облако объектов на низкой околоземной орбите (НОО).
Диаграмма Габбарда почти 300 обломков после распада пятимесячной третьей ступени китайской ракеты-носителя Long March 4 11 марта 2000 г.
Камеры Бейкера-Нанна широко использовались для изучения космического мусора.
Объекты на околоземной орбите, включая осколки. Ноябрь 2020 г. НАСА: ОДПО
Ожидается, что Vanguard 1 останется на орбите в течение 240 лет. [56] [57]
Дрейфующее тепловое одеяло, сфотографированное в 1998 году во время STS-88 .
Отработавшая верхняя ступень ракеты Delta II , сфотографированная спутником XSS 10
Орбита 2020 СО
Известные орбитальные плоскости обломков Fengyun -1C через месяц после разрушения метеорологического спутника китайской противоспутниковой системой.
Микрометеороид оставил эту воронку на поверхности лобового окна космического корабля " Челленджер " на STS-7 .
Нижнее правое крыло космического корабля " Дискавери " и плиты системы тепловой защиты, сфотографированные на STS-114 во время маневра R-Bar, когда астронавты осматривают TPS на наличие повреждений во время подъема.
Спейс шаттл Endeavour сильно повлиял на его радиатор во время STS-118 . Входное отверстие составляет около 5,5 мм (0,22 дюйма), а выходное отверстие в два раза больше.
Воздействие обломков на солнечные панели « Мира » ухудшило их работу. Повреждение наиболее заметно на панели справа, обращенной к камере с высокой степенью контрастности. Серьезные повреждения меньшей панели внизу вызваны столкновением с космическим кораблем «Прогресс».
Официальные лица Саудовской Аравии осматривают разбившийся модуль PAM-D в январе 2001 года.
Центр длительной экспозиции (LDEF) является важным источником информации о мелком космическом мусоре.
Пространственная плотность космического мусора на НОО по высоте, согласно отчету НАСА для Управления ООН по вопросам космического пространства за 2011 г. [164]
Пространственная плотность космического мусора по высоте по данным ESA MASTER-2001, без мусора от китайского ASAT и событий столкновения 2009 г.
Чистое пространство Один