Проблема космического мусора, окружающего нашу планету, становится с каждым днём всё более актуальной. Объекты, витающие над Землёй на низкой орбите, могут упасть на её поверхность с печальными для людей последствиями. Чтобы этого не произошло, учёные предлагают использовать статическое электричество для того, чтобы вывести космический мусор сначала на более высокую орбиту, а затем вытолкнуть его в открытый космос.
Идея основывается на принципах работы так называемых электростатических сил, которые возникают, когда электроны скапливаются вокруг какого-либо объекта. Бомбардировка куска космического мусора электронами сообщит ему слабый отрицательный заряд в пару десятков киловольт — это приблизительно равно тому напряжению, который возникает в свече зажигания автомобиля. Затем положительно заряженный беспилотный космический аппарат сможет отбуксировать отходы чем-то вроде "притягивающего луча".
Острая необходимость в избавлении от космического мусора возникла по незнанию. В эпоху первых космических путешествий люди думали, что область вокруг Земли может поглотить практически неограниченное количество отходов. Поэтому все списанные в утиль спутники, использованные ступени ракет и прочие довольно крупные объекты инженеры со спокойной совестью оставляли в космосе.
В результате мир приближается к синдрому Кесслера — моменту, когда окружающий нас космический мусор сделает ближний космос практически непригодным для исследования.
Методика использования статического электричества для избавления от отходов применима далеко не ко всем окружающим Землю объектам. Разработана она преимущественно для того мусора, который находится на геостационарной орбите, то есть в 36 тысячах километров над поверхностью планеты. В этой зоне находится около 1200 крупных объектов, лишь треть из которых работает на благо человечества.
"Беда в том, что большинство из этих объектов постоянно вращаются вокруг своей оси. Если к ним приблизится какой-либо другой объект, то он может расколоться на части и получится ещё больше мусора", — поясняет аэрокосмический инженер и автор новой методики Ханспетер Шауб (Hanspeter Schaub) из университета Колорадо.
В отличие от большинства способов борьбы с космическим мусором, предполагающих физический контакт (ударить их чем-то вроде гарпуна, захватить специальным лассо или сеткой), технология Шауба бесконтактна. Для операции в космос будет запущен специальный аппарат GLiDer (подробную информацию о нём можно почитать в этом PDF-документе), который будет стрелять пучком электронов по крупным готовым к утилизации объектам.
Таким образом кусок мусора получит слабый электростатический заряд, тогда как аппарат GLiDer приобретёт слабый положительный заряд. Поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу, объект последует за аппаратом как будто на буксире. При этом расстояние между телами составит от 15 до 25 метров.
Задействованные силы будут не слишком мощными, поэтому куски космического мусора будут медленно набирать скорость. По расчётам учёных, лишь через два или три месяца скорость будет достаточной для перемещения объектов на более высокую орбиту и дальнейшего их освобождения.
Когда пучок электронов будет выключен, мусор начнёт накапливать ионы и другие заряженные частицы из окружающего пространства с целью достичь нейтрального состояния. Тогда его можно будет отцепить с невидимого буксира и выбросить в открытый космос.
Таким образом аппарат GLiDer сможет выводить с орбиты по три объекта в год, а значит, для удаления 1200 кусков космического мусора потребуется очень много времени.
Как мы уже упомянули, данная технология предназначена исключительно для удаления мусора с геостационарной орбиты. Но что делать с объектами на низкой околоземной орбите, которых также немало, пока непонятно.
Непригодность методики Шауба объясняется некоторыми естественными явлениями. Солнце выпускает заряженную плазму, которая разлетается по всей Солнечной системе. На геостационарной орбите её больше всего, там она рассеяна и обладает сравнительно высокой температурой. Плазма на низкой околоземной орбите находится под воздействием ионосферы нашей планеты, из-за чего она становится плотнее и холоднее. Здесь, ближе к Земле, всё, что получает заряд, очень быстро накапливает частицы с противоположным зарядом и вновь обретает нейтральное состояние. То есть о буксировке при помощи статического электричества таких обломков не может быть и речи.
Понимая эти недостатки, Шауб предлагает не отказываться полностью от контактных методов выведения мусора в открытый космос. О разработанной им методике можно почитать в статье, опубликованной в журнале Advances in Space Research.
Также по теме: Космический "пылесос" начнёт работу в 2018 году Космический мусор собираются сбрасывать в атмосферу при помощи гарпунов и газа Космический мусор затопили в Тихом океане Глобальное потепление угрожает падениями спутников и космического мусора Физики обосновали реальность фантастического притягивающего луча
