По данным НАСА, вокруг Земли вращается около 7 тыс. т космического мусора

РБКHi-Tech

Элементы — Космос

Спутник «Маяк» и другие сборщики космического мусора

Текст Анастасия Гайдукова

14 июля с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Союз 2.1а» с 73 спутниками на борту. В их числе спутник «Маяк» — около половины средств на его производство собрано на краудфандинговой платформе Boomstarter.

В стратосфере «Маяк» развернул пирамиду со сторонами около 3,5 м: на трех упругих профилях натянута светоотражающая металлизированная пленка. Авторы проекта обещали, что спутник будет светиться ярче любой звезды на ночном небе, но результат устроил не всех: многие жаловались, что найти спутник на этом небе очень сложно.

Вращение спутника обеспечивает двигатель, работающий на карбонате аммония — разрыхлителе теста. Это очень простой и недорогой спутник: он стоил 3,89 млн руб. Средства на его создание команда изобретателей под руководством Александра Шаенко собирала на сайте проекта — около 200 тыс. руб., на Boomstarter — 1,79 млн руб., еще около 1,9 млн руб. дал спонсор, Рокетбанк. По заявлению команды проекта, «Маяк» будет решать и важные научные задачи, одна из которых — «испытание в реальном полете аэродинамического тормозного устройства, которое в дальнейшем можно будет использовать для сведения с орбиты космического мусора». Как именно аппарат может захватывать мусор, пока не ясно, но в мире есть и другие объекты, которые призваны решить эту проблему.

Brane Craft (в центре) — один из проектов NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), которая поощряет развитие революционных разработок в области освоения космоса

По данным НАСА, вокруг Земли вращается около 7 тыс. т космического мусора: от чешуек краски с космических кораблей и частиц, образующихся в ходе работы двигателей, до гаек, болтов и целых нерабочих аппаратов. Мусор иногда сталкивается с таким же мусором или работающими спутниками. Как в 2009 году, когда списанный «Космос-2251» столкнулся с рабочим (до того момента) Iridium 33: система контроля космического пространства США зарегистрировала более 2100 фрагментов от обоих аппаратов. А если мусора станет так много, что столкновения будут происходить непрерывно и околоземная орбита станет непригодной для использования? Чтобы не допустить такого сценария, называемого «синдромом Кесслера», обсуждаются разные варианты действий, суть которых сводится к двум— утащить мусор подальше от Земли или поближе к ней.

Одеяло и планер

В 2016–2017 годах НАСА выделило $600 тыс. на проект Brane Craft, предложенный Зигфридом Дженсоном из Aerospace Corporation. Его компьютерная модель похожа на кусок линолеума или клеенки с незамысловатым сине-желтым рисунком, а принцип действия прост. Тончайшая мембрана размером 0,9 0,9 м будет улавливать космический мусор, оборачиваться вокруг него, как одеяло, и уносить в атмосферу, где и сгорать вместе с ним.

Сама мембрана Brane Craft напоминает бутерброд: два листа тонкой изолирующей пленки, каптона, между ними — промежуток в 10 микрон, заполненный инертным газом. Планируемая масса аппарата, включая всю техническую начинку, — всего 35 г на 1 кв. м. Это легче любого из существующих космических роботов: один из самых легких космических аппаратов из числа уже работающих на орбите — многозадачный робот CubeSat, который весит около 1 кг. Brane Craft будет работать на солнечных батареях, вся начинка, включая систему управления и коммуникаций, должна «вшиваться» внутрь мембраны, обещает автор проекта.

«Маяк» выполнен в формате Cibessat 3U — сверхмалых спутников, которые выводятся на орбиту в качестве попутного груза

Профессор Колорадского университета Ханспетер Шауб предлагает убирать космический мусор, не прикасаясь к нему, — как раз для того, чтобы избежать «синдрома Кесслера» из-за контактов уборщиков мусора с мусором. Его проект GliDeR — «Планер», или Geosynchronous Large Debris Reorbiter, — предполагает, что космический мусор будет притягиваться к транспортировщику с помощью электрического заряда, как наэлектризованные волосы притягиваются к расческе. В теории GLiDer «выстреливает» в объекты космического мусора пучком электронов, они получают положительный заряд, сам «планер» становится отрицательно заряженным. В результате мусор, как на буксире, тянется за аппаратом на расстоянии 15–25 м.

Так продолжается до тех пор, пока мусор не накопит из окружающего пространства определенное количество заряженных частиц, достаточное для того, чтобы заряд снова стал нейтральным. Как только это произойдет, мусор отцепится от буксира и продолжит движение в открытый космос (предполагается, что за это время GLiDer успеет отвезти мусор так далеко, что сила притяжения Земли уже не будет действовать). Минус подобного способа — это очень долго. На то, чтобы как следует наэлектризовать мусор, может уйти два-три месяца. Можно сократить этот срок, стреляя по мусору более сильными зарядами, но в этом случае есть риск, что отцепить его в нужный момент будет большой проблемой.

Гекконы, лед и пыль

В марте 2006 года на сайте Стэндфордского университета появилось сообщение об успешном испытании робота-геккона StickyBot. Он мог карабкаться по любой гладкой и отвесной поверхности: в официальном видео, например, он довольно уверенно взбирался по обыкновенному стеклопакету. При этом робот не использовал ни присоски, ни клей: лапки «липкого бота» покрыты крошечными волосками — диаметром почти вдвое меньше, чем диаметр эритроцитов. Между этими волосками и поверхностью возникает межмолекулярное притяжение, в науке известное как силы Ван-дер-Ваальса (их используют и настоящие, живые, гекконы). В отличие от присосок волоски могут «приклеиваться» практически к любым, а не только к идеально гладким поверхностям. Именно поэтому живой геккон одинаково успешно взбирается по стеклу и шершавым стволам деревьев. Кроме того, присоски работают благодаря разнице давления, то есть бесполезны в космосе, а силы Ван-дер-Ваальса действуют и в безвоздушном пространстве. Поэтому тот же принцип использовала команда Аарона Парнесса при проектировании робота-мусорщика Gekko Gripper («захват геккона»).

Технологии робота-геккона StickyBot могут применяться в безвоздушном пространстве

Проект спонсирует Center Innovation Fund (CIF), одно из подразделений НАСА. Устройство прошло несколько испытаний, самым зрелищным из которых был полет на истребителе с воссозданием условий невесомости: тогда исследователям удалось захватить гекконом-манипулятором и без труда поднять 113-килограммовый «объект» — одного из своих коллег. Предполагается, что управляемый с Земли робот, оснащенный таким манипулятором, может искать и собирать на орбите для сжигания в верхних слоях атмосферы особенно крупные и опасные части космического мусора.

Есть еще более экзотические предложения. Гурудас Гангули из Исследовательской лаборатории ВМФ США предлагает вывести на орбиту аппарат, который будет выпускать в космос облака вольфрамовой пыли. Как объяснял Гангули, если выпускать такую пыль в направлении, противоположном траектории движения мусора, можно вызвать замедление мусора, его опускание вместе с облаком все ниже и, как следствие, сгорание в атмосфере. Автор проекта замечает, что можно собирать дозированные облака пыли в местах скопления мусора и таким образом «подметать» космос.

А Джеймс Холлопетер из GIT Satellite предлагает отправить на орбиту вместо пыли из вольфрама обычную воду. Попав в космический минус 270, вода кристаллизуется, будет тормозить мусор и опускать его в атмосферу так же эффективно, утверждает он. По его расчетам, если НАСА возьмет на себя всю бумажную работу, тестирование проекта будет закончено через 18 месяцев.

Фото: Предоставлено пресс-службой компании Маяк , из архива пресс-службы

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Культурный гид Культурный гид

Что почитать о синтетической биологии, квантовой физике и социальной истории ИИ

РБК
Десять цветов Десять цветов

Самые древние и почитаемые традиционные ремесла – часть культурного кода Мьянмы

Вокруг света
Она вышивает мечты Она вышивает мечты

Самая яркая звезда на небосклоне высокой моды Поднебесной — талантливая Гуо Пей

Y Magazine
Жизнь в магнитном поле Жизнь в магнитном поле

Как изучают незаметные для органов чувств магнитные эффекты

Наука и жизнь
Если на месте не сидится Если на месте не сидится

Все существа, начиная с самых первых, неустанно пытались обрести движение

Наука и жизнь
Революция со счастливым концом Революция со счастливым концом

Рубеж XIX и XX веков отмечен бурными событиями в целом ряде наук

Знание – сила
Растениеводы в поисках маржи Растениеводы в поисках маржи

На чем смогут заработать аграрии в 2025 году

Агроинвестор
«Сейчас период повышения внутренней эффективности» «Сейчас период повышения внутренней эффективности»

Дмитрий Фосман — о перспективах развития экспорта и работе по привлечению кадров

Агроинвестор
«Картинки» натуралиста «Картинки» натуралиста

Что отражено в русских названиях птиц из семейства куликов?

Наука и жизнь
Островский – революция в русском театре Островский – революция в русском театре

Гончаров, известный трилогией на букву «О», был интересным и метким критиком

Знание – сила
Лидеры немного замедлились Лидеры немного замедлились

Топ-25 игроков увеличили выпуск комбикормов на 2,8%

Агроинвестор
Когда медицинские практики прошлого у нас в крови… Когда медицинские практики прошлого у нас в крови…

На протяжении почти 2000 лет для лечения болезней использовалось кровопускание

Знание – сила
Беззубый театр. Беседа на спорные темы Беззубый театр. Беседа на спорные темы

Продолжение статьи худрука Марка Розовского о современном театре

Знание – сила
Индейка на взлете Индейка на взлете

Российское производство мяса индейки выросло почти на 4%

Агроинвестор
Кочевая кузница Кочевая кузница

Путешествие в край шаманов за секретами якутских мастеров

Вокруг света
Искоренить фальсификат Искоренить фальсификат

Методики проверки, испытаний, идентификации продукции нужно совершенствовать

Агроинвестор
Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики

Как перовскитные солнечные элементы сделают энергетическую систему экологичнее?

Наука и техника
В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз

Сравнительная анатомия – старая наука, интеллектуальный опыт которой очень богат

Знание – сила
Керосиновая история Керосиновая история

Жизнь в послевоенном социализме делится на «время керосина» и «время газа»

Знание – сила
Новый поход ветеранов Троянской войны Новый поход ветеранов Троянской войны

Филистимляне и троянцы против египетских фараонов

Знание – сила
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Одной из тем обсуждения в научной фантастике ХХ века была космическая экспансия

Наука и жизнь
Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум

И спустя 200 лет пьесы Дениса Фонвизина остаются интересны и востребованы

Знание – сила
Лингвистические фантомы Лингвистические фантомы

Как в русском языке появляются псевдоанглицизмы

Наука и жизнь
Учимся понимать наши растения Учимся понимать наши растения

Легко прочитать, как именно надо ухаживать за цветком, но почему именно так?

Наука и жизнь
Китайское техно Китайское техно

Краткая история технологического идеализма

ТехИнсайдер
Система Юпитера: Ганимед и Каллисто Система Юпитера: Ганимед и Каллисто

Что делает Ганимед и Каллисто очень интересными космическими телами?

Наука и техника
Пережившие века Пережившие века

Обережные символы и представления о прекрасном, вшитые в традиционные ремесла

Вокруг света
Липецк: за рулем и пешком Липецк: за рулем и пешком

Как в Липецкой области мастера восстанавливают связь между прошлым и настоящим

Вокруг света
Апрель: «нашествие» хохлаток Апрель: «нашествие» хохлаток

Хохлатки-эфемероиды — радостный вскрик пробуждающейся природы

Наука и жизнь
Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика? Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика?

Чем интересна перспектива использования ядерного двигателя в космосе?

Наука и техника
Открыть в приложении