Хотите провести незабываемый вечер с вашей возлюбленной в доме вашей мечты? Тогда Вы можете потратить уйму времени на поиск бъявления со словами “аренда коттеджей на сутки” или, не тратя ни секунды, посетить сайт www.dom-v-arendy.ru, где сможете в два щелчка мыши арендовать коттедж или, если пожелаете, целую турбазу!
Рис. 3. Каталогизированные космические объекты
Рис. 4. Космические объекты вместе с геостационарным кольцом. Вид с Северного полюса
Рис. 5. «Срез» каталога КО на фоне Земли
На рис. 3-5 [IADC_, 2006] наглядно, в разных масштабах и ракурсах представлена общая картина современного техногенного засорения ОКП, построенная на основе данных каталога КО СККП США, рис. 5а [AIAA_, 2011] демонстрирует явный «прогресс» в засорении ОКП за 30 лет с 1981 г. по 2011 г. КМ, который приведен на этих рисунках, это лишь очень скромная надводная часть «айсберга».
Рис. 5a. «Срезы» каталогов с интервалом 30 лет
Примерная классификация техногенных космических объектов в околоземном пространстве представлена на рис. 1. Здесь дадим ее краткий обзор.
К функциональным КА, в соответствии с данным во введении определением, будем относить:
• автоматические КА, управляемые с Земли и имеющие определенное, как правило, узкое целевое назначение, и пилотируемые космические корабли;
• временно не функционирующие на данный момент времени резервные КА, находящиеся на орбитах в режиме ожидания;
• пассивные, но функционально полезные КО, например, калибровочные сферы или диполи типа «Пион», ODERACS, орбитальные платформы с уголковыми отражателями и другими настроечными или эталонными устройствами и т. п.
Последнюю категорию точнее было бы назвать «Функциональные КО» (а не КА). Они составляют приблизительно 1/4…1/5 от общего числа КА, находящихся на орбитах (количество тех и других постоянно меняется вследствие запуска новых ИСЗ, схода с орбит и перехода каких-то из одной категории в другую), и всего лишь порядка 5 % от общего числа каталогизированных КО.
Функциональные КО отличаются большим разнообразием размеров, форм, покрытий, определяющих отражательные свойства объекта, орбит функционирования (консервации или ожидания, если это резервные КА) и, конечно же, назначения. Последнее определяет все остальное.
Значительно более обширную популяцию (приблизительно в 4…5 раз) составляют КА, утратившие функциональность (вследствие неустранимой неисправности или полного расхода рабочего ресурса). Таким образом, действующие КА со временем пополняют популяцию КМ. На 5 января 2011 г. общее их число (функциональных и нефункциональных), каталогизированное СККП США, составляло 3380 [Satellite___, 2011а].
Некоторые расхождения в количестве каталогизированных КА могут объясняться тем, что в публикуемые и обмениваемые каталоги КО НАСА не включают аппараты военного назначения.
Рис. 6. Наноспутник GeneSat-1
КА сильно разнятся своими размерами и массой. С одной стороны, это многотонные конструкции, такие как МКС, ОС «Мир» (135 т), «Салют-7» (43 т). С другой стороны, в конструировании космической техники давно уже наметилась тенденция к миниатюризации. Например, в 2006 г. США был запущен, а в августе 2010 г. вошел в плотные слои атмосферы пятикилограммовый наноспутник GeneSat 1 с размерами 10x10x35 см. Он предназначался для изучения влияния микрогравитации на биологические культуры (рис. 2.2.6) [Reentry…, 2010].
Рис. 7. Наноспутник «Швейцарский кубик»
В сентябре 2009 г. Швейцария запустила свой первый ИСЗ с помощью РН Polar Express с индийского полигона. Этот наноспутник под названием «Швейцарский кубик» (рис. 7), изготовленный в Федеральной политехнической школе в Лозанне и предназначенный для изучения ночных атмосферных свечений, имел массу всего 820 г. [Space…, 2010]. К настоящему времени микроспутники есть у США, России, ЕКА, Китая, Франции, Израиля, Великобритании, Индии, Канады, Швейцарии, Турции. В разд. 1 уже говорилось, что в США даже разрабатывается специальная параллельная микро СККП космического базирования (рис. 8), состоящая из наноспутников [US…, 2010].
Рис. 8. Так будет выглядеть микро система контроля космического пространства будущего
К категории крупных КО (обычно более крупных, чем функциональные) относятся ракеты-носители. Если после вывода НОКО на орбите остается лишь одна ступень, то после запуска ВОКО на орбитах могут оказаться и три ступени. Самые крупные первые ступени РН обычно вскоре входят в атмосферу и либо сгорают, либо их крупные обломки падают на Землю. Последние ступени РН могут долго находиться на орбитах.
В процессе запуска, вывода на орбиту, активации и функционирования КА высвобождается множество временных и вспомогательных технологических придатков, уже сыгравших свою роль и более не нужных для дальнейшего активного существования КА. Это заглушки, крышки для линз, временный крепеж, пиротехника, взрывные болты, защитное покрытие кабелей, элементы арматуры, страховочные стяжки (крепления безопасности) солнечных панелей и других раскрывающихся в космосе элементов конструкции и т. п.
Во время пилотируемого полета КК на борту накапливается всякого рода мусор, в том числе и продукты жизнедеятельности экипажа. Все это, во всяком случае раньше, выбрасывалось в открытый космос. И если в последнее время к этому стали относиться более ответственно (контейнеры с бортовым мусором стали возвращать на Землю), то космонавты, работая в открытом космосе, бывает теряют или роняют инструменты, перчатки и даже целые сумки с инструментами, пополняя популяцию КМ.
Довольно много операционных отходов образуется в процессе активного полета КА. В течение первых восьми лет работы орбитальной станции (ОС) «Мир» от нее было отделено более 200 только крупных элементов, которые удалось обнаружить наземными наблюдательными средствами и каталогизировать [Orbital___, 1995]. Опять-таки это только видимая и зарегистрированная часть «айсберга».
Значительную популяцию, широко представленную в ОКП, составляют фрагменты разрушений КО в результате взрывов и столкновений. В нее сейчас входит около 60 % каталогизированных КО и, возможно, большая доля не каталогизированных. Эта популяция охватывает широкий диапазон размеров. При разрушении, особенно при столкновении, образуется, кроме крупных обломков, очень много мелкого КМ, количество которого подсчитать не удается.
Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».