27 марта Индия провела испытание противоспутниковой ракеты и успешно уничтожила живой спутник, находящийся на низкой околоземной орбите (НОО) на высоте 186 миль над поверхностью Земли. Это означает, что самая большая демократия в мире стала четвертой страной в мире, обладающей противоспутниковыми ракетами (после США, России и Китая). Новость не была встречена тепло: Союз обеспокоенных ученых выступил с заявлением, в котором выразил, ну, обеспокоенность этим испытанием как примером усиления милитаризации космоса. Planet Labs, давний партнер Индийской организации по исследованию сау (космическое агентство Индии), осудила испытание и подчеркнула, что космос должен использоваться в "мирных целях".
Но самая яростная критика прозвучала в понедельник из уст не кого иного, как администратора НАСА Джима Брайденстайна, во время встречи с сотрудниками НАСА в рамках открытой сессии вопросов и ответов. Брайденстайн назвал испытание и поле орбитального мусора, которое оно оставило после себя, "неприемлемым" и сказал: "НАСА должно очень четко понимать, какое влияние оно оказывает на нас... Для нас неприемлемо позволять людям создавать поля орбитального мусора, которые подвергают риску наших людей... Такая деятельность не является устойчивой или совместимой с полетами человека в космос".
Во время сессии вопросов и ответов Бриденстайн объяснил, что НАСА и военные оценили поле мусора на прошлой неделе и определили, что риск столкновения мелких обломков с МКС увеличился на 44 процента в течение 10 дней. (Это произошло вопреки предыдущим комментариям генерал-лейтенанта Дэвида Томпсона, заместителя командующего Космическим командованием ВВС США, который на прошлой неделе заявил, согласно Reuters, что МКС на тот момент не подвергалась риску). Бриденстайн сказал, что НАСА идентифицировало около 400 фрагментов орбитального мусора, образовавшегося в результате события (а по всей вероятности, было произведено в 10 раз больше фрагментов). Только около 60 фрагментов были достаточно большими (не менее 10 сантиметров в диаметре), чтобы их можно было активно отслеживать.
Что же именно означает это "увеличение риска на 44 процента"? Как НАСА пришло к такому числу, и какую опасность это представляет для астронавтов на борту космической станции? НАСА отказалось от комментариев или предоставления эксперта для вопросов, но мы знаем, что оценка угрозы орбитального мусора не является однозначным процессом. Главная проблема "заключается в том, что у нас нет точных знаний о том, где что находится на орбите", - говорит Раймонд Седвик, инженер аэрокосмической отрасли Университета Мэриленда и директор Центра обучения и исследований орбитального мусора. В то время как местоположение работающих спутников, очевидно, известно и отслеживается тем, кто эксплуатирует сам спутник, списанные спутники и обломки должны отслеживаться ВВС, и в зависимости от объекта и датчика, который отслеживает его перемещения, предполагаемое местоположение варьируется в пределах нескольких сотен метров или нескольких километров.
"Если ваша оценка скорости не верна, то [объект] движется быстрее или медленнее, чем вы думаете, поэтому со временем он будет двигаться больше или меньше, чем вы думаете", - говорит Седвик. При орбитальной скорости, скажем, 7500 метров в секунду, ошибка всего в несколько сантиметров в секунду может показаться незначительной, но со временем она будет иметь каскадный характер. Уже через день объект может находиться на расстоянии нескольких километров от того места, где вы ожидаете его увидеть. Этот процесс усугубляют такие факторы, как атмосферное сопротивление и ориентация объекта. И не все объекты измеряются каждый день. В результате вы вряд ли когда-нибудь сможете узнать точное местонахождение объекта в данный момент - вам придется полагаться на широкие оценки.
По словам Седвика, это означает, что угрозы для МКС зависят от неопределенности. У вас может быть кусок космического мусора, ближайший путь которого к МКС составляет 10 километров, и вы знаете его местоположение с точностью до 100 метров. Круто, беспокоиться особо не о чем. Но в другом сценарии вы можете предсказать, что ближайшее приближение объекта к МКС составит 4 километра. Это все еще достаточно безопасно, но неопределенность этого прогноза может быть плюс-минус 2 километра, то есть существует статистически значимый шанс, что объект может подойти ближе, чем на 2 километра, и меньший шанс, что он может быть еще ближе. Для НАСА это может быть слишком близко к комфорту - особенно когда на кону человеческие жизни - поэтому имеет смысл перевести МКС на более высокую орбиту и создать большее расстояние между космическим кораблем и обломками. (Такой маневр все равно периодически проводится, так как атмосферное сопротивление заставляет МКС падать со временем, поэтому агентство просто запланировало бы ускорение раньше, чем обычно).
Вот здесь и появляется значение "44 процентов" Брайденстайна: До индийского противоспутникового испытания в окрестностях было некоторое количество обломков объектов, представлявших некую статистически значимую угрозу (вроде того, что описано во втором примере выше). После испытания количество таких объектов увеличилось на 44 процента. "На 44 процента больше поводов для беспокойства", - говорит Седвик.
Основное беспокойство после индийского испытания вызвало то, что 24 из 60 отслеживаемых объектов находились за пределами апогея МКС (самой удаленной точки орбиты космической станции). Со временем они будут утянуты вниз гравитацией и начнут угрожать МКС более остро. "Это ужасно, ужасно - создать событие, которое пошлет обломки в апогее, находящемся выше Международной космической станции", - сказал администратор НАСА.
С этим неприятно иметь дело, но маловероятно, что это создаст непосредственную угрозу для МКС. Бриденстайн далее сказал, что все это в конечном итоге рассеется благодаря нахождению обломков на НОО. Это последствие не приближается к опасности, созданной китайским испытанием противоспутниковой ракеты в 2007 году, в результате которого образовалось 4 000 отслеживаемых фрагментов, а каталог орбитального мусора увеличился на 36 процентов. Администратор отметил, что НАСА и другие организации, отвечающие за информирование мира о космической обстановке, все еще пытаются преодолеть последствия этого события 12 лет спустя, поскольку более 3 000 таких объектов все еще находятся на орбите.
Это даже не учитывает угрозу от не отслеживаемого мусора. Космическая станция имеет защиту от мусора размером с пулю для бейсбольного ружья и меньше, но любой астронавт, вышедший в открытый космос, обнаружит, что его скафандр разорван в случае попадания. Все, что больше мрамора (включая многие не отслеживаемые куски мусора размером менее 10 сантиметров), двигаясь со скоростью тысячи метров в секунду, может пробить защитную оболочку МКС и нанести ущерб.
Отчасти Бриденстайн и другие космические чиновники обеспокоены тем, что это событие может послужить стимулом для проведения новых противоспутниковых испытаний и создания новых полей мусора, о которых следует беспокоиться. "Когда одна страна делает это, другие страны чувствуют, что они тоже должны это делать", - сказал он. Хотя эти опасения реальны, они также игнорируют тот факт, что такие страны, как США и Россия, проложили путь для этого оружия во время холодной войны. США перехватили спутник еще в 2008 году, а Россия за последние четыре года провела пять испытательных полетов новой противоспутниковой ракеты. Объявление администрацией Трампа о создании Космических сил только усугубило опасения по поводу милитаризации земной орбиты. Гонка вооружений быстро набирает обороты.
И в настоящее время нет никаких действий по устранению орбитального мусора - только планы по улучшению наших возможностей по его обнаружению. Где-то в этом году мы должны увидеть запуск Space Fence - системы, поддерживаемой ВВС, которая должна дать США возможность отслеживать сотни тысяч новых фрагментов орбитального мусора размером менее 10 сантиметров.
Но повышение осведомленности - это только одна часть решения. Нам нужны способы выведения спутников из строя, которые ограничат разрушения и мусор. Седвик говорит, что одним из способов может быть распыление краски на солнечные батареи космического аппарата - более сложная задача, но она, по крайней мере, позволит вывести аппарат из эксплуатации без создания космической шрапнели. Среди других фантастических идей - гигантский космический мусоросборник, который пока нереален, но, возможно, в будущем станет реальностью. Как бы то ни было, нам нужно найти решение как можно скорее, пока мы не превратили орбиту нашей планеты в невесомую свалку.