Источники засорения космоса. Часть I

Не секрет, что употребление алкогольных напитков, продаваемых в современных супермакетах, не только вредно для организма, но и, чего уж там греха таить, опасно для жизни. Именно поэтому я настоятельно рекомендую купить самогонный аппарат всем тем, кто считает, что застолье невозможно без ‘огненной воды’.
Разжиться надежным и качественным самогонным аппаратом Вы сможете на сайте www.samo-gon.ru!


061212 1819 1 Источники засорения космоса. Часть I

 

Специалистам хотелось бы иметь как можно более полное и точное описание всей популяции КМ и различных ее фракций. Без этого невозможно проводить обоснованную политику освоения космоса и осуществлять космическую деятельность эффективно и безопасно. К сожалению, достаточно полные и надежные характеристики этой быстро меняющейся среды пока получить практически невозможно. Информация об этих характеристиках нужна, чтобы оценить степень сегодняшней и будущей опасности космических миссий со стороны КМ. Имеющиеся характеристики среднеразмерной и мелкой популяций КМ основаны на весьма ограниченном объеме выборочных измерений и экстраполяции этих данных на неисследованные орбитальные области. Таким образом, оценки общей популяции КМ довольно неопределенны. Более того, оценки самих границ этой неопределенности также не отличаются достаточной точностью.

 

Источники техногенного засорения ОКП весьма разнообразны, но все они связаны с освоением космоса человеком. Естественные метеороиды не создают серьезной опасности для грамотно спроектированных КА. Тем более что они, придя извне, быстро проходят через ОКП, сгорая в плотных слоях атмосферы, либо (в редких случаях) достигают поверхности Земли. Техногенные КО, будучи запущены с Земли на орбиты вокруг нее, остаются на этих орбитах длительное время, создавая постоянную угрозу (пропорциональную времени их орбитального существования) для действующих КА, объектов на Земле и ее населения, а также прочие негативные эффекты.

 

061212 1819 3 Источники засорения космоса. Часть I

На фотографии запечатлена вторая стадия отделения ступени от КА

 

КМ образуется и при запуске КА (как пилотируемого, так и автоматического), выводе его на орбиту и в процессе его функционирования. Такой КМ называется сопутствующим миссии КА.

 

Наиболее мощный источник образования КМ — разрушение КО. Оно включает три основных вида: взрывы КА и РН (намеренные или самопроизвольные); столкновения КО и деградация их поверхности под воздействием агрессивной космической среды (так называемое «старение» КО, или «возрастная» деградация).

 

В отдельную категорию можно выделить аэродинамическое разрушение, которое часто происходит с КО на высокоэллиптических орбитах в области перигея при достижении им достаточно низкого положения (например, 75…100 км). Этот вид разрушения, при котором обычно теряются солнечные батареи и другое навесное оборудование, может сопровождаться взрывом. Однако образующиеся при этом фрагменты в своем большинстве оказываются короткоживущими.

 

Все эти источники следует учитывать по разной степени их влияния на общее засорение ОКП. Причем в перспективе степень влияния может (и, скорее всего, будет) радикально изменяться. Например, когда столкновения КО при достижении критической плотности КМ в некоторых областях орбит перерастут в фазу каскадного эффекта (он же синдром Кесслера), самым мощным источником образования нового КМ станут именно столкновения.

 

При этом не обязательно ждать начала цепной реакции столкновений. Уже в ее преддверии столкновения становятся доминирующим источником образования КМ в низкоорбитальной области. Имеющаяся информация свидетельствует об увеличении частоты столкновений. И это только по зарегистрированным случаям.

 

Если сравнивать взрыв и столкновение с точки зрения перспективного состояния космической среды, то столкновение опаснее. Средняя относительная скорость столкновений в космосе составляет 10 км/с, но бывает и большей. Эти скорости относятся к категории сверхзвуковых. Их особенность — образование огромного количества мелкого КМ, гораздо большего, чем при взрыве. На рис. 1 показаны результаты взрыва полуторатонной ступени РН и сверхзвукового столкновения такого же по массе объекта с небольшим обломком [Potter, 1993].

 

061212 1819 4 Источники засорения космоса. Часть I

Рис. 1. Сравнение выхода фрагментов различных размеров в результате взрыва и сверхзвукового столкновения

 

Если текущий темп накопления КМ сохранится, то уже к середине нашего столетия в некоторых диапазонах низких орбит плотность КМ достигнет критического уровня и начнется каскадный эффект. Это предсказание Кесслер сделал в 1991 г. Сегодняшние прогнозы еще серьезнее, и они более достоверны, так как за 20 лет накоплено много фактических данных о текущей засоренности ОКП, главное — о ее динамике.

 

По мнению ряда экспертов, каскадный эффект уже начался, по крайней мере, на высотах 900.1000 км, а также в пределах некоторых популяций мелкой фракции КМ [Назаренко, 2010; Kessler et al., 2010; Potter, 1993]. Ниже эти процессы и классы результирующего КМ будут рассмотрены подробно.

 

Во время работы твердотопливного реактивного двигателя образуются и выбрасываются из сопла мелкие частицы продуктов горения, например, окиси алюминия. В течение одного только 1993 г. в космосе работало около 30 твердотопливных ракетных двигателей. Размеры этих частиц по теоретическим расчетам обычно не превышают 10 мкм. Зато их количество, выбрасываемое за цикл работы двигателя, может достигать 1020 [Mulrooney, 2004; Orbital___, 1995]. Частицы выбрасываются с большой относительной скоростью (до 4 км/с, в среднем 1,5…3,5 км/с в зависимости от размера частиц) в широком секторе направлений, что существенно сказывается на увеличении области их дальнейшего орбитального существования. Большинство из них быстро входят в атмосферу, другие (более крупные) переходят на эллиптические орбиты. Последние представляют вполне определенную опасность для космических аппаратов. На рис. 2 показан кратер на иллюминаторе шаттла от удара такой частицы.

 

061212 1819 5 Источники засорения космоса. Часть I

Рис. 2. Кратер на иллюминаторе шаттла миссии STS-50 от удара частицы, выброшенной из сопла твердотопливного двигателя

 

Кусочки краски и другого рода покрытий, отделяющиеся в результате старения поверхности, обычно крупнее частиц окиси алюминия и составляют в среднем сотни микрон в диаметре. Они имеют гораздо меньшую начальную относительную скорость и первое время остаются на орбитах «родительских» КО.


Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».


Найти на unnatural: Источники засорения космоса Часть
Автор: admin | 12 Июнь 2012 | 276 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100