Самыми необходимыми бытовыми устройствами в летний период по праву считаются кондиционеры! Если Вы все еще не обзавелись этим спасительным от летнего зноя устройством, то настоятельно рекомендую Вам обратить внимания на продукцию компании mitsubishi electric, отличающуюся высоким качеством и надежностью в работе.
Вы можете приобрести кондиционеры Мицубиси Электрик прямо сейчас на сайте kievclimate.com.

В мае 1962 года Сергей Павлович подписал эскизный проект по ракете-носителю H1, состоящий из 29 томов и 8 приложений. Задачи, ею решаемые, были представлены в общем виде. Королев вынужден был маскировать нашу работу по марсианской экспедиции, поскольку Министерство обороны не было заинтересовано в создании сверхтяжелых носителей, да и межпланетные полеты ему были не нужны. А так как без одобрения военных трудно было утвердить проект на экспертной комиссии, Королев в одном из пунктов предлагал в их интересах: «…вывод тяжелых автоматических и пилотируемых станций боевого назначения, способных длительно существовать на орбитах и позволяющих производить маневр для одновременного вывода на орбиту большого количества ИСЗ военного назначения». Это именно то, что спустя почти 20 лет США начали воплощать в программе СОИ. Наши военные специалисты, глядя на американцев, тоже увлеклись этой затеей, хотя в те времена она их не заинтересовала.

Были и другие причины для маскировки марсианского проекта. Королев опасался его необъективной критики со стороны оппонентов в вышестоящих организациях. Опасения эти были не беспочвенными. В апреле 1962 года Н.С. Хрущев подписал постановления, по которым разработка тяжелых носителей поручалась М.К. Янгелю и В.Н. Челомею, а работы Королева по созданию HI ограничивались эскизным проектом. Правда, назначение ракеты не отменялось — продолжала действовать формулировка постановления 1960 года: «…предназначенной для выведения на околоземную орбиту тяжелого межпланетного корабля весом 60-80 т». Но Королев решил «не дразнить гусей».

Летом предполагалось представить эскизный проект экспертной комиссии под председательством президента Академии наук СССР М.В. Келдыша, разделявшего взгляды Королева, и Сергей Павлович готовился впервые обнародовать свои сокровенные и весьма далеко идущие планы по марсианской экспедиции. Он дал указание своему заместителю С.С. Крюкову: «Вместе с М.В. Мельниковым определить потребный вес для полета ЭРДУ для решения главных задач: Луна, Марс, Венера (то есть ТМК)». Приписка в скобках говорит о том, что Королев собирался осваивать и Луну, но только с помощью ТМК.

Рис. 1. Содержание проспекта «План освоения Марса и Венеры».

Рис. 2. Черновик таблицы «План освоения Марса и Венеры»

Рис. 3. Текст записки Королева. Июнь 1962 года

В начале июня 1962 года главный конструктор дал нам указание подготовить «План освоения космического пространства», и мы тут же приступили к работе (рис. 1). Была составлена большая таблица — «План освоения Марса и Венеры», черновик которой сохранился в секретной тетради (рис. 2). Там были указаны четыре этапа освоения: первые полеты автоматических аппаратов к планетам, исследование планет с их помощью, облеты планет человеком и дистанционное зондирование с орбиты, а также экспедиции на планеты. Для каждого этапа задачи разбивались по годам, определялись средства для их решения, аппараты, эскизы их компоновки, схемы и время полета, типы ракет-носителей и двигательной установки для выведения на межпланетную траекторию, стартовый вес на околоземной орбите и весовые характеристики на этапах полета. Был подготовлен проспект «Плана освоения…», содержавший в основном описание и обоснование содержания таблицы. При его подготовке я высказал Тихонравову сомнения по поводу перспектив создания ЭРДУ и они по его совету были отражены в проспекте. Проспект был представлен Королеву для ознакомления. Вернувшись от Королева, Михаил Клавдиевич показал мне написанную главным конструктором записку, которая имела принципиальное значение. Ее текст сохранился в моей рабочей тетради. Но прежде одна деталь — текст написан в тетради не рукой Королева (рис. 3). Тогда почему это мысли Королева, а не владельца тетради? Такой вполне резонный вопрос мне задавали после одного из докладов. Объяснение простое. Королев чаще всего писал записку на отдельном листке и прикалывал его к документу. На этот раз, возможно, соблюдая режимные требования и учитывая содержание записи, а может, не желая оставлять стратегически важные мысли на неучтенных листочках, он изложил весьма важные соображения по плану освоения космического пространства на обороте моего секретного черновика. Черновик в дальнейшем мог быть уничтожен, и Тихонравов просто хотел сохранить письменное мнение Королева по вопросам, как я потом убедился, кардинальным для нашей дальнейшей работы. Не имея под рукой своей секретной тетради, он попросил меня переписать текст в мою.

Стол Тихонравова был завален документами, и я пристроился на краю стола — писать было неудобно. По этой причине из четырехсот страниц моей секретной рабочей тетради только одна страница с текстом записки Королева написана по диагонали. Так что эти принципиально важные мысли, письменно изложенные главным конструктором в очень напряженный момент работы (перед представлением эскизного проекта ракеты-носителя H1 экспертной комиссии, где он собирался впервые официально представить марсианскую программу), действительно принадлежат Королеву, хотя написаны и не его рукой.

Теперь по существу содержания:

«1. В первую очередь Луна, Марс.

2. Венеру изучать сравнительно в небольшой степени перед посадкой.

3. Перелет человека на планеты должен быть сделан:

а) в минимальное время,

б) с минимальной затратой средств.

Это обеспечивается минимальным комплексом кораблей.

4. Задачи освоения Луны и Марса различны.

5. Первая задача — проектирование корабля для большой экспедиции с возвращением.

6. Это возможно:

а) на базе сборки, б) с ЭРДУ, в) с ЗБТК.

7. Для безопасности полета рассматривать два случая:

а) после посадки невозможен старт,

б) при подлете невозможна посадка.

8. Облетный вариант не нужен.

9. Нужно дублировать следующие трудности:

а) Нет ЭРДУ — вариант с жидкостными двигателями.

б) Нет ЗБТК — вариант с запасами.

в) Сборка — ….

По пункту в):

1. Возможно, потребуется облет не по соображениям науки и техники.

2. Идти на риск посадки на Марс без возвращения на том же корабле (экспедиция из минимального числа людей ждет следующий корабль). Таким образом: Можно делать облетный, но он должен быть элементом сборного!!!

Нужно проектировать элементы».

Записка содержит принципиально важные указания. Во-первых, Королев подтверждает предпочтение марсианской экспедиции перед лунной (пл. 5, 6: для полета па Луну ЭРДУ и ЗБТК не нужны). Во-вторых, Королев дает прямое указание разрабатывать марсианский комплекс в расчете на жидкостные ракетные двигатели, а не на электрореактивные (пункт 9а — « Нет ЭРДУ — вариант с жидкостными двигателями»).

Как видим, утопая в текучке бесконечных проблем по ракетам, пилотируемым кораблям и автоматам, Королев все-таки лично участвовал в непосредственном проектировании экспедиции на Марс и находил очень важные решения для ее быстрейшего осуществления. Жаль, что оценить их важность могли только Тихонра-вов, Максимов, я и пара инженеров из нашей группы.

В нашем современном мире скепсиса большая часть населения не поверит в НЛО, даже если увидит его собственными глазами, поэтому не удивляйтесь, если после ваших слов: «Меня похищали зеленые человечки» Вас отправят прямиком в психбольницу.
Однако не все люди столь категоричны и ограничены в своем мышлении, да и уфология уже давно считается официальной наукой, которую поддерживают многие известные ученые.
Я бы хотел порекомендовать Вам посетить сайт ufocomm.ru, где Вы найдете не только множество интереснейших материалов об НЛО, но и много новых друзей, которые так же как и Вы верят, что мы не одиноки во Вселенной.

Разработку марсианского проекта в варианте с применением ЯЭРДУ на раннем этапе проектирования Королев поручил Борису Андреевичу Адамовичу. Не являясь сторонником подобной схемы, Адамович все же выполнил задание и подготовил первый вариант марсианской экспедиции с ЯЭРДУ, хотя заниматься его совершенствованием ему уже не пришлось. Королев предпочел и утвердил летом 1962 года вариант с ЖРД. В 1963 году по инициативе Королева для решения проблем по данному проекту был образован Институт медико-биологических проблем, куда и был направлен Борис Андреевич в качестве заместителя директора и главного конструктора комплекса систем жизнеобеспечения для марсианского корабля. Дальнейшая разработка собственно электрореактивного двигателя была поручена Королевым его заместителю — Михаилу Васильевичу Мельникову.

Сверхтяжелая ракета-носитель Н1

Учитывая, что перспектива создания такой двигательной установки в обозримом будущем неясна, сектор Максимова, перед которым была поставлена эта задача, начал с облетного варианта тяжелого межпланетного корабля (ТМК). ТМК создавался как комплекс средств, обеспечивающих многолетний межпланетный полет экипажа из трех человек в условиях замкнутого изолированного пространства. Выводить его на околоземную орбиту предполагалось одной ракетой Н1 вместе с разгонным блоком на жидкостных двигателях.

После разгона с ОИСЗ и полета к Марсу, войдя в его гравитационное поле, ТМК изменял свою траекторию для возвращения на Землю. Большого научного и технического смысла в этой баллистической эквилибристике не было. Но связка ТМК с разгонным блоком позволяла выполнить полет в околосолнечном пространстве и без посещения Марса, по траектории облета Луны или на орбите ее спутника без создания специальных дорогостоящих облетных программ.

Рис. 1. Первые компоновочные схемы ТМК

Основное наше внимание было направлено, в первую очередь, на поиск оптимальной компоновки ТМК (рис. 1). Главным фактором, определявшим облик и конструкцию, являлась длительная невесомость. Бороться с ней пытались путем создания искусственной тяжести за счет вращения корабля вокруг центра масс. Жилые и часто посещаемые отсеки старались разместить на максимальном удалении от центра вращения. Разумным тогда представлялось расстояние в 10-12 метров.

Следующим важным фактором была необходимость обеспечения экипажа пищей, водой и воздухом, запасы которых для трех человек на 2-3 года полета имели неприемлемые весовые характеристики. Снизить их можно было только за счет воспроизводства на борту. Для этого разрабатывался специальный замкнутый биолого-технический комплекс (ЗБТК), призванный обеспечить круговорот веществ, потребляемых и выделяемых экипажем, по существующей в наших земных условиях схеме. Немало разделов в моей тетради посвящено именно ЗБТК.

Основой процесса круговорота веществ в ЗБТК являлся фотосинтез, поэтому была спроектирована оранжерея, где предполагалось выращивать картофель, сахарную свеклу, рис, бобовые, капусту, морковь, салат и другие культуры. Растения планировалось размещать на компактных стеллажах, разумеется, не в земле, а на гидропонике, корни же помещать в специальные капсулы, к которым подводится питательный раствор. Проводились многочисленные расчеты по определению оптимальной площади оранжереи. Она выбиралась из условия получения наилучших весовых характеристик самой оранжереи и элементов корабля, вес которых зависел от ее площади. На каком-то этапе проектирования она достигала 60 м². В состав ЗБТК также входили хлорельный реактор, ферма с животными — кроликами или курами, от которых впоследствии отказались, и система утилизации отходов с запасами реактивов. По вопросам растениеводства проводились консультации с ведущими сельскохозяйственными специалистами страны, в частности, с ленинградским профессором Мошковым, который выращивал до 400 кг помидоров в год на одном м² огорода. Сергей Павлович придавал большое значение разработке оранжерее, видя в ней главную возможность для снижения веса корабля и увеличения за счет этого числа членов экипажа. Наши сельскохозяйственные академики охотно обсуждали возникающие проблемы с Николаем Протасовым.

Для освещения растений использовали естественное солнечное излучение. От искусственного отказались из-за низких весовых характеристик элементов солнечных батарей. В условиях пониженной освещенности у Марса необходимая для освещения растений площадь солнечного потока достигала сотен метров. Ввести такой поток внутрь корабля через прозрачные стенки его корпуса, как в обычной огородной теплице, не представлялось возможным, прежде всего, по тем же весовым соображениям. Поэтому была придумана весьма сложная система питания оптическим излучением Солнца (ПОИС), основными элементами которой являлись концентраторы цилиндрической формы, расположенные вдоль корпуса корабля с двух сторон под определенным углом. При ориентации их на Солнце отраженный и сжатый ими солнечный поток в концентрированном виде вводился через щелевые иллюминаторы, расположенные вдоль корпуса, внутрь корабля, где распределялся между потребителями.

Совместить вращение корабля с его постоянной солнечной ориентацией во время полета также оказалось непросто. Конкретные решения по этим двум проблемам порождали третью — весовую. Вращение корабля, необходимое для создания искусственной тяжести, нужно было организовать в плоскости расположения концентраторов солнечной энергии, которые должны были сохранить постоянную ориентацию на Солнце. При полете ось вращения корабля будет сохранять свое положение в пространстве и постепенно отклоняться от направления на Солнце. Для соблюдения нужной ориентации плоскость вращения корабля должна постоянно поворачиваться на Солнце. Для выполнения таких поворотов вес топлива для двигателей мог достигать 15 тонн, что потребовало бы дополнительного использования нескольких ракет H1.

Марсианский пилотируемый космический комплекс (МПКК) представляет собой второе направление в проекте С.П. Королева. Его главными отличиями, как отмечалось выше, были разгон комплекса с околоземной орбиты к Марсу и возвращение на Землю с использованием жидкостных ракетных блоков, а торможение для перехода на орбиту спутника Марса — без использования тормозного ракетного блока, за счет многократных погружений в марсианскую атмосферу. Эта схема стала формироваться летом 1962 года.

Предварительный вариант, представленный Королеву, выглядел иначе. Для его разгона к Марсу с околоземной орбиты и последующих маневров планировалось использовать электрореактивную двигательную установку с ядерным реактором (ЯЭРДУ). В ней в результате ядерной реакции горючее (окислитель при этом не требуется) превращается в высокотемпературный газ, истечение которого из сопла с очень высокой скоростью создает тягу. ЭРДУ (электроракетная двигательная установка) создает значительно меньшую по сравнению с ЖРД (жидкостный ракетный двигатель) тягу, но за счет длительного включения, постепенно наращивая скорость и раскручивая комплекс в течение нескольких месяцев на околоземных орбитах, может обеспечить его разгон к Марсу. Таким же образом предполагалось выполнять операции при переходе на орбиту спутника Марса и при старте с нее.

Привлекательность ЭРДУ заключалась в том, что она обладает более высокими энергетическими характеристиками, чем ЖРД. Так, по удельному импульсу (параметр, определяющий количество топлива, необходимого для разгона объекта до определенной скорости) ЭРДУ превосходит ЖРД в 200-300 раз и потому не требует гигантских запасов топлива.

Королев верил в то, что человечество сможет превратить безжизненные марсианские пустыни в плодородные поля — создать планету-рай

Королев на начальных этапах работы не сдерживал инженерной фантазии и творческих поисков, в результате чего у наших разработчиков, не обремененных нудными весовыми расчетами, на поверхности красной планеты появлялись эскадры стотонных сооружений с шестиметровыми колесами. Они разъезжали по планете на тысячи километров и перевозили ракеты возвращения. Ответ на вопрос, как они попадают на Марс, был прост — с помощью ЭРДУ. Возможность не придерживаться жестких весовых ограничений и в дальнейшем соблазняла многих специалистов, поэтому вариант с ЭРДУ служил мифической палочкой-выручалочкой всех марсианских проектов прошлого века.

Однако инъекции фантастики принесли свои плоды. Они побудили энтузиазм и понимание, что прежде чем говорить о многотонных марсианских внедорожниках, нужно спроектировать средства доставки к Марсу их экипажей.

В девятом проектном отделе ОКБ-1, которым руководил Михаил Клавдиевич Тихонравов, решение этой задачи с июля 1960 года было поручено сектору Г.Ю. Максимова, группе В.К. Алгунова, куда я пришел из КБ СА. Лавочкина. Основной костяк группы — молодые специалисты: Николай Протасов, Виолетта Губанова, Лидия Крупенская, Лев Петров, Рева Кангильдиев, Владимир Ходаков, Вячеслав Никитин. Позднее присоединились Бирюкова, Кирсанов, Буданов, Роксанов, Стаськова. Более опытный Н. Протасов занимался проблемами жизнеобеспечения, остальные — текущими вопросами по мере их появления. Привлекались сотрудники и из других групп нашего сектора: Лидия Солдатова, Александр Луговой, Олег Тихонов, Владислав Борзенко, Иван Трофимкин, а также специалисты из других подразделений: баллистики Валерий Кубасов и Георгий Гречко (будущие космонавты), аэродинамик Виктор Миненко, материаловед Владимир Никитский, а по системам жизнеобеспечения Евгений Церерин, Юрий Жук и Петр Васильевич Флеров — друг Королева со времен их общего увлечения планеризмом.

Начальник группы Вячеслав Алгунов был отцом троих маленьких детей. Его жена Галина Алгунова также работала в нашей группе. Будучи скульптором по образованию, она проектировала интерьеры жилых отсеков, а также изготавливала все памятные медали и вымпелы, доставлявшиеся на Луну, Марс и Венеру первыми автоматическими космическими аппаратами. Жили они без родителей, поэтому при всей своей добросовестности и желании, Алгунову трудно было справляться с обязанностями руководителя, и мое появление в группе он воспринял с удовлетворением. В силу сложившихся обстоятельств, я оказался основным исполнителем по проекту: разрабатывал компоновку, состав и весовую сводку по кораблю и экспедиции. Прежде чем появиться на кульмане или в отчете, черновые технические проработки появлялись в моей совершенно секретной рабочей тетради. В ходе их анализа выявлялся перечень новых работ, которые фиксировались в другой, несекретной рабочей тетради с предложениями по срокам. Алгунов определял исполнителей, согласовывал с ними сроки, записывал эти работы в ежемесячные планы отдела и контролировал их выполнение. Такая организация была эффективной в течение всех четырех лет.

Отличались продуктивностью и совещания у Глеба Юрьевича Максимова. К сожалению, они проходили не часто — в тот период в группах Льва Дульнева и Николая Береснева нашего сектора были сосредоточены все основные проектные работы по нашим первым автоматическим аппаратам. Королев придавал им большое значение — они позволяли «прощупать» проблемы реального межпланетного полета. При полетах автоматов к Марсу, Венере и Луне практически отрабатывались элементы будущей межпланетной экспедиции. Неудачные запуски давали бесценный опыт, а удачные — еще и большой политический эффект.

Из-за постоянной занятости Максимова автоматами мне приходилось часто обсуждать многие вопросы с М.К. Тихонравовым, который регулярно встречался с Королевым и обсуждал с ним детали проекта. Иногда после таких бесед Михаил Клавдиевич приглашал меня и, прохаживаясь вокруг большого круглого стола, начинал увлеченно фантазировать, видимо, под впечатлением от недавней встречи. Чувствовалось, что и для Сергея Павловича обсуждение наших проработок по марсианскому проекту было своеобразной отдушиной в череде бесконечных повседневных проблем по ракете HI, по «Востокам» и автоматам.

Постоянное взаимодействие с Тихонравовым служило большим стимулом в нашей работе. Было ясно, что главный конструктор, несмотря на свою занятость, внимательно следит за ней, и мы не варимся в собственном соку, а движемся в нужном направлении под его неусыпным контролем и руководством. Меня эти беседы с Михаилом Клавдиевичем очень вдохновляли. Занимаясь проектом практически круглые сутки и уходя домой в 10-11 часов вечера (полтора часа дороги в один конец из Подлипок до дома в Москве), я просыпался утром и хватал карандаш, чтобы успеть записать свежую мысль, пока она не исчезла безвозвратно.

Дело даже не в том, что я осознавал значимость выполняемой мной работы. В то время я об этом даже не думал. Это сейчас осознавая грандиозность замыслов Королева на фоне всего последующего в нашей космонавтике, я иногда пытаюсь осмыслить интересное стечение обстоятельств. В 1933 году двадцатишестилетний Сергей Королев — руководитель ГИРДа, расположенного у Красных ворот, запуская вместе с Михаилом Тихонравовым первые советские жидкостные ракеты, мечтал о межпланетном полете. В этом же году в пятистах метрах от ГИРДа, на Покровке, родился мальчик. Через три десятка лет он оказался за кульманом, на котором мечта Королева и Тихонравова обретала реальные черты межпланетного корабля. Удивительно и то, что обе тетради — совершенно секретную, содержащую черновые расчеты по всем принципиальным техническим вопросам проекта, и несекретную, с ежемесячными планами всех исполнителей за весь период работы, мне удалось сохранить. Они являются единственным неопровержимым документальным доказательством того, что именно экспедиция на Марс, а не «лунная гонка» была главной целью всего творчества Королева.

Многие независимые модели будущей популяции КМ подтверждают, что каскадные столкновения уже происходят на околоземных орбитах [Назаренко, 2010; Kessler, 1991; Kessler, Cour-Palais, 1978; Kessler et al., 1993, 2010; Potter, 1993; Rex, Eichler, 1993; Rossi et al., 1993; Su, 1993; Talent, 1992].

Эти модели в своей основе имеют различные методологии, различаются ключевыми исходными данными и параметрами, такими как начальная популяция, количество и распределение осколков, образующихся при взрыве и столкновении. Однако их прогоны дают схожие результаты. Все они предсказывают «более чем линейный» (скажем прямо, экспоненциальный) рост популяции КМ в области низких орбит на следующее столетие.

Рис. 6. частота столкновений с частицами различных размеров на высотах 900…1000 км

Еще в 1993 г. Э. Поттер [Potter, 1993] привел свидетельства уже начавшегося каскадного процесса в некоторых областях орбит, в частности, на высотах между 900 и 1000 км. Результаты наблюдений, анализа, расчета и моделирования указывают на значительный рост частоты столкновений в этом диапазоне высот. На рис. 6 в логарифмическом масштабе дано сравнение количества столкновений в год с частицами размером от 1 мм до 1 см в 1990 и 2020 гг.

По мнению некоторых экспертов [Назаренко, 2010], каскадный эффект уже начался для малоразмерной фракции. Э. Поттер [Potter, 1993] считает, что для крупных КО каскадный эффект пока не наблюдается, но конструкторы уже вынуждены бронировать КА. Достаточно взглянуть на возвращенные на Землю экспонированные в космосе поверхности, посмотреть историю зарегистрированных столкновений, результаты прогнозирования засоренности космоса и эти опасения становятся убедительными. Практически в каждом номере периодического (ежеквартального) журнала НАСА «Orbital Debris Quarterly News» публикуются сообщения об очередных столкновениях в космосе.

Каскадный процесс столкновений не обязательно будет охватывать полностью все ОКП. Орбитальная область, в которой он начнется, должна отвечать определенным требованиям:

• достаточно высокая плотность КО;

• не очень сильные атмосферные возмущения;

• достаточно высокие скорости столкновений.

Смысл второго требования — количество выбывающих из данной области КО не должно снижать плотности потока км в ней. Перечисленные условия обеспечивают достаточно большое число высокоэнергетических столкновений.

Коль скоро каскадный процесс столкновений начался, его нельзя остановить снижением частоты запусков новых КА и даже их прекращением, поскольку этот процесс самодостаточен и поддерживает сам себя. Если в орбитальную область, где начался цепной процесс столкновений, прекратить приток новых масс извне, количество столкновений начнет снижаться, но не ранее чем через сотни и тысячи лет. В то же время, несмотря на то, что большинство крупных объектов постепенно разрушатся, и из-за резко возросшего количества осколков, вероятность столкновений действующих КА с км может оказаться очень высокой.

После начала каскадного процесса при достижении некоторой критической плотности засоренности ОКП его развитие поддерживается тремя главными факторами: большим количеством образующихся при столкновении осколков (из-за высокой энергии столкновений даже при небольшой массе одного из участвующих в нем КО); высокой скоростью осколков, которая не только квадратично усиливает энергию столкновений, но и позволяет им за короткое время «пронизывать» гигантское пространство, тем самым повышая вероятность столкновения; орбитальной замкнутостью КМ в ОКП, из-за чего продукты разрушения (т. е. «размножившийся» км) в основной своей массе остаются в ОКП, увеличивая вероятность дальнейших столкновений.

Некоторые продукты разрушения из-за большого разброса начальных орбитальных параметров могут покинуть окрестность Земли, но такая возможность нарушает замкнутость ОКП лишь теоретически и не может считаться определяющей в рассматриваемом процессе. Тем более что пока эти частицы будут избавляться от земного притяжения, они смогут успеть еще неоднократно столкнуться с КМ или с действующими КА.

Рис. 7. «Автору» каскадного эффекта Дональду Кесслеру вручают награду имени Джерома Ледерера «Пионер космической безопасности» 2008 г. международной ассоциации оценки достижений в области космической безопасности (Don Kessler wins the Jerome Lederer — Space Safety Pioneer Award, 2008)

Итак, главной потенциальной опасностью со стороны КМ представляется мрачная перспектива развития каскадного эффекта, который приведет к практической невозможности использования ОКП в исследовательских, хозяйственных, коммерческих, военных и других целях. При этом может сильно пострадать экологическая обстановка на Земле. Возможно, это уже не перспектива, а реальность. Катастрофические столкновения действующих КА CERISE в 1996 г. и «Иридиума-33» с «Космосом-2251» в 2009 г. свидетельствуют о начале «синдрома Кесслера» [Liou, 2011a] (рис. 7).

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

Холодные глубины и сказочные красоты космического пространства, сотрясаемые взрывами сверхновых и освящаемые светом бесчисленных галактик, не могут не вселять ужас и восхищение в сердца всех жителей крошечной планеты по имени Земля.
Именно поэтому в наше неспокойное время многие стали задумываться, что происходит после смерти… Существует ли Вознесение, растворяется ли энергия наших душ космическом вакууме или за смертью следует одно бескрайнее НИЧТО?
Получить ответ на этот вопрос Вы сможете только на сайте www.bcoreanda.com.

Космический аппарат НАСА UARS

10 ноября 2007 г. случился довольно загадочный инцидент. Спутник НАСА для исследования верхней атмосферы UARS (Upper Atmosphere Research Satellite), после успешного выполнения своей 14-летней миссии в 2005 г. был пассивирован (топливные баки опустошены и аккумуляторы разряжены) и переведен на более низкую орбиту захоронения с целью сокращения срока существования. В течение последующих двух лет его высота постепенно снижалась, как вдруг 10 ноября 2007 г. от 5,7-тонной конструкции неожиданно отделилось, по крайней мере, четыре фрагмента (с умеренной скоростью). Два из них упали на Землю в конце ноября, остальные оставались на орбите до конца года. По мнению оператора, взорваться спутник не мог, поскольку был полностью пассивирован, если не считать мизерного количества сжатого газа в баллончике. Единственной объяснимой причиной разрушения могло быть столкновение с небольшим ненаблюдаемым элементом КМ [Two…, 2008].

Через день после этого инцидента США провели первый пуск РН «Дельта-IV» в 2007 г. Предыдущий ее полет в 2006 г. закончился незапланированным разрушением второй ступени с образованием 60 фрагментов.

На этот раз вторая ступень РН также произвела две дюжины обломков размером более 10 см. как и в предыдущем случае, образование фрагментов не помешало РН успешно выполнить свою функцию — вывести полезный груз на запланированную орбиту.

В марте 2008 г. по неизвестной причине взорвался российский «Космос-2421» (точнее, в марте — июне этот КА испытал три последовательных взрыва — 14 марта, 28 апреля и 9 июня [ISS Maneuvers…, 2008; The Multiple., 2008]) с образованием 506 фрагментов, 90 % которых имели размеры от 5 до 20 см. Взрыв произошел всего лишь в 60 км над МКС. К счастью, основная масса осколков уже сгорела в атмосфере к началу 2009 г. (рис. 6).

Рис. 6. КА «Космос-2421»

В течение нескольких месяцев многочисленные обломки и осколки от разрушения «Космоса-2421» проходили близко от МКС, и каждый раз приходилось планировать маневры ухода от столкновений, которые отменялись лишь, когда уточненные вероятности столкновений опускались ниже «красного» порога 0,0001. Один маневр (27 августа) пришлось совершить при расчетной вероятности столкновения 0,014 (расчетный промах 1,6 км). Его осуществили с помощью пристыкованного в то время к МКС Европейского автоматического модуля (АММ) «Жюль Верн». За два часа до предполагаемого столкновения включили его двигатели с целью замедления движения станции (на 1 м/с), чтобы чуть-чуть снизить среднюю высоту орбиты станции, предварительно повернув МКС на 180° относительно первоначальной «нормальной» ориентации.

Это был восьмой маневр за полетную программу МКС [ISS Maneuvers., 2008; ISS Crew…, 2009; The Multiple…, 2008; Orbital…, 2008].

Модель облака космического мусора, образующегося при разрушении космического аппарата

В начале июля 2008 г. 21-летний «Космос-1818» с законсервированным ядерным реактором на борту стал источником нового облака КМ, 30 его фрагментов были обнаружены СККП США и еще множество небольших металлических сфер — с помощью специальных СН. Это был первый из двух однотипных спутников, испытывавших новую ядерную энергетическую установку. Причина взрыва до сих пор остается невыясненной (вполне возможно было столкновение с КМ). По мнению некоторых экспертов, образовавшиеся металлические сферы могли быть каплями натрий-калиевого охладителя, который использовался в предыдущих версиях реактора [Kessler et al., 1997; New Debris…, 2009].

Неожиданное даже для операторов столкновение американского «Иридиума-33» (рис. 7) с российским «космосом-2251» (рис. 8), так же как и, в свое время, столкновение французского CERISE с обломком РН Arian), нанесло удар по скептикам, утверждавшим, что, вероятность серьезных катастроф мала, и апеллировавшим к факту редких регистраций столкновений. Вместе с тем, известный специалист Пулковской обсерватории А. Сочилина, исследуя орбитальное поведение КА на ГСО, показала, что, по крайней мере, 40 из них испытали столкновение с относительно крупными КО [Sochilina et al., 1998].

Рис. 7. КА «Иридиум-33»

Рис. 8. КА «Космос-2251»

Итак, 10 февраля 2009 г. действующий КА обеспечения глобальной спутниковой связью объектов США «Иридиум-33» (70 спутников в системе «Иридиум» на одной рабочей высоте) столкнулся с уже нефункционирующим российским ИСЗ «Космос-2251» (класса «Стрела-2м», диаметр 2,05 м, гравитационная штанга длиной 18 м, масса 900 кг) (рис. 9). Размеры «Иридиума-33» оцениваются как 2×1 м, масса 560 кг. Столкновение произошло над районом крайнего севера Сибири на высоте около 790 км при относительной скорости 11,646 км/с с образованием большого числа обломков. Наклонения орбит спутников составляли 86,4 и 74,0°, соответственно. Плоскости орбит в момент столкновения пересекались почти под прямым углом. Летом 2010 г. СККП США было зарегистрировано более 2100 фрагментов от обоих аппаратов.

Количество фрагментов, образовавшихся от разрушения «Космоса-2251», более чем вдвое превысило таковое от разрушения «Иридиум-33», что приблизительно соответствует соотношению масс исходных объектов. После столкновения объем каталога КО СККП США увеличился на 15,6 % (на 2347 КО), а количество не каталогизированных, но сопровождаемых СН, возросло на 6000 КО [Space…, 2010].

Рис. 9. Положение орбитальных плоскостей аппаратов «Иридиум-33» и «Космос-2251» в момент столкновения [Satellite…, 2009]

Рис. 10. Эволюция орбит фрагментов разрушения ИСЗ «Иридиум-33» и «космос-2251» через шесть месяцев после столкновения

Более детальный анализ столкновения КА «Иридиум-33» и «Космос-2251» можно найти в [Kelso, 2009; Makarov et al. 2011; Matney, 2010; Nazarenko, 2009b, 2011; Satellite…, 2009] (рис. 10).

Суммарное количество мелких фрагментов (размером около 1 см) от ИСЗ «Фенгюн-1С», «Иридиум-33» и «Космос-2251» по данным радиолокаторов «Хэйстэк» и ХЭкС составляет около 250 000, а крупных (свыше 10 см) — порядка 5500 [Update., 2010]. Объем каталога КО скачком увеличился на 60 % (см. рис. 4)!

Насколько серьезно было воспринято это событие, можно судить по тому факту, что уже в апреле 2009 г. в конгрессе США проводятся слушания под девизом «Сохранение космической среды для гражданского и коммерческого использования». Перед комитетом палаты конгресса по науке и технологиям (Подкомитет по космосу и аэронавтике) выступили генерал-лейтенант Ларри Джеймс от Стратегического командования США, Николас Джонсон — руководитель подразделения НАСА по проблемам техногенного засорения космоса, Ричард Дарбелло от Генеральной корпорации Интелсат и Скотт Пэйс от Института космической политики Университета им. Джорджа Вашингтона (рис. 11) [Congressional., 2009].

Рис. 11. Слева направо: генерал-лейтенант Ларри Джеймс, Николас Джонсон, Ричард Дарбелло, Скотт Пэйв

В июне 2009 г. в Вене на своем ежегодном собрании комитет ООН по мирному использованию космоса (COPUOS) заслушал ряд докладов, инициированных столкновением «Иридиума» и «космоса». бригадный генерал Сьюзен Хелмз (бывшая космонавтка) объявила, что Стратегическое командование США изыскивает возможности проведения оценки опасных сближений для большего числа действующих КА. Николас Джонсон сообщил последние данные о природе облака осколков от столкновения спутников и его возможной эволюции [United…, 2009].

Единственная польза от историй, происшедших с КА «Фенгюн-1С», «Иридиум-33» и «Космос-2251», в том, что они помогают понять процесс фрагментации крупных КО при столкновениях и предоставляют редкую возможность для проверки и калибровки моделей фрагментации по реальным данным.

Более полный обзор событий в космосе, происшедших с самого начала космической эры, можно найти в выпускаемых НАСА сериях Chronology и Orbital Debris Quarterly News [Accidental…, 2005; Cizek, 2001; History…, 2004; Johnson et al., 2008; Krisko, 2006; Portree, Loftus, 1993, 1999 и др.].

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

Не желаете идти на поводу у вашей судьбы и хотите знать, что Вас ждет в будущем? Тогда я хочу порекомендовать Вам сайт astrogenc.ru, где Вы найдете самые точные гороскопы, которые помогут Вам узнать, какие испытания на вашем жизненном пути уготовила Вам судьба.

Японский ракета-носитель H-IIA

В 2006 г. было еще несколько взрывов, в том числе разрушение второй ступени японской РН H-IIA; вспомогательного двигателя РН; верхней ступени РН «молния» [Significant…, 2007; Three…, 2006].

19 февраля 2007 г. взорвался разгонный блок «Бриз-М» РН «Протон». В результате не удалось вывести спутник связи «Арабсат-4А» на геостационарную орбиту. Он почти с полным баком топлива остался на орбите 495×14 750 км и наклонением 51,5° [Four Satellite___, 2007]. После взрыва образовалось более 1000 осколков.

В 2007 г. было восемь взрывов.

Рис. 3. КА «Фенгюн-1С» до разрушения

11 января 2007 г. при испытаниях китайского кинетического противоспутникового оружия была атакована и взорвана мишень — метеорологический китайский ИСЗ «Фенгюн-1С» (Fengyun—1C) (международный номер 1999-025А) массой почти 960 кг, на почти круговой солнечно-синхронной орбите высотой ~850 км и наклонением 98,8° (рис. 3). В результате кинетического удара с относительной скоростью ~9 км/с в интенсивно используемой области орбит образовалось облако осколков, из которых в течение первой недели было обнаружено более 600. к 11 июля 2007 г. 129 было каталогизировано уже 2347 осколков. К середине сентября 2010 г. их было 3037 [Chinese Debris…, 2010]. По данным [Fengyun-1C.., 2008, 2009; Stokely, Matney, 2008], радар «Хэйстэк» зарегистрировал еще более 150 000 не каталогизированных осколков от взрыва размером до 1 см.

Интересно, что общее количество фрагментов от разрушения КА «Фенгюн-1С» (обнаруженных СККП США и радаром «Хэйстэк») превысило предсказанное Стандартной моделью разрушения от столкновения НАСА [Stansbery, 2008].

Рис. 4. История изменения количества КО в ОКП

Это событие расценивается специалистами как самое драматическое в истории «размножения» КМ, и наглядно демонстрируется резким его скачком на диаграмме рис. 4 над абсциссой 2007 г. количество каталогизированного км, который накапливался в течение 50 лет, в одно мгновение возросло более чем на треть, а фрагментов разрушений — сразу на 75 % [Detection., 2007]. Ничего подобного за всю историю освоения космоса не наблюдалось.

Произошедшее усугубляется еще и тем, что по оценке специалистов [Chinese Debris…, 2010; Johnson et al., 2007] основная масса образовавшихся осколков (~95 %) продолжит свое орбитальное существование в течение, по крайней мере, нескольких десятков лет, а часть из них — сотни лет [Space., 2008]. к июлю 2007 г. сгорело только 13 из каталогизированных обломков. к середине сентября 97 % всех обнаруженных и каталогизированных на тот момент обломков от взрыва (3067) все еще оставались на орбитах [Chinese Debris…, 2010].

И все это в области орбит, насыщенных действующими КА, в частности, метеорологическими, океанической разведки: российские «Метеор-1», «Метеор-2», американские NOAA, DMSP, китайские серии «Фенгюн» и др.

Из-за огромного числа образовавшихся фрагментов и большого разброса векторов начальных скоростей уже в первые шесть месяцев после взрыва некоторым действующим КА пришлось совершить маневры ухода от столкновения с ними. КА НАСА Terra, движущемуся по почти круговой орбите со средней высотой 705 км, 22 июня была дана команда на маневр ухода от 35-сантиметрового обломка (расчетное сближение составило 19 м). Спустя несколько дней МКС приготовилась к подобному маневру, который был отменен перед самым включением двигателя после того, как уточненное значение промаха оказалось приемлемым.

После разрушения КА «Фенгюн-1С» орбиты образовавшихся осколков были ограничены достаточно узким диапазоном наклонений и прямых восхождений. Однако различные скорости прецессий орбит привели со временем к существенному расширению этого диапазона. На рис. 5 показана эволюция всего пучка орбит фрагментов за шесть месяцев. Облако осколков охватило диапазон по высоте от 200 до 4000 км [Detection…, 2007; Chinese Anti-satellite…, 2007; Liou, Johnson, 2008a, b].

Рис. 5. Расплывающийся тороидальный пучок орбит осколков от разрушения ИСЗ «Фенгюн-1С» с интервалом в три, шесть, девять и двенадцать месяцев

Для сравнения напомним об аналогичном событии годом позже. 21 февраля 2008 г. США провели испытание противоспутникового оружия АСАТ, в результате которого ракетой SV-3 был разрушен ИСЗ USA-193 [Kaufman, White, 2008]. Спутник вышел из строя сразу после вывода на околоземную орбиту. Его топливный бак остался заполненным не использованным гидразином, а анализ выживаемости показал, что он может достичь поверхности Земли и создать серьезные проблемы в зависимости от того, куда бак упадет.

По мнению американцев, кинетический удар по спутнику и его разрушение на орбите убивали сразу двух зайцев: c одной стороны, проводилось испытание кинетического оружия, с другой, устранялась угроза падения на Землю бака, заполненного гидразином. 21 февраля спутник был разрушен на множество мелких осколков (360 было обнаружено и сопровождалось до их входа в атмосферу), большая часть которых сгорела в атмосфере в течение одного часа после удара ракеты. К концу марта на орбитах оставалось всего несколько фрагментов, последний сгорел а атмосфере летом того же года [Satellite___, 2008].

Эксперимент, проводившийся на высоте 250 км (гораздо меньшей, чем в первом испытании АСАТа и, тем более чем в китайском), был построен таким образом, что 99 % образовавшихся осколков сгорели в атмосфере в течение недели.

F-15 — убийца спутников

Как известно, первое испытание АСАТа состоялось 13 сентября 1985 г. Противоспутник запустили с борта самолета F-15 и разрушили ИСЗ Solwind на орбите 545×515 км. Образовалось 285 фрагментов разрушения цели, многие из которых просуществовали в космосе более 15 лет. Некоторые из них прошли на расстоянии 1,3 км от МКС. Последний из 131 осколков сгорел в феврале 2004 г. [Grego, 2006].

Спустя месяц после разрушения китайского «Фенгюн-1С» произошли еще четыре взрыва. Двух китайских КА и двух российских компонентов запуска: Beidou 2A, CBERS-1; двигатель осадки топлива российской РН «Протон» и разгонного блока «Бриз-М».

Последний взрыв заслуживает особого внимания. В феврале 2006 г. РН «Протон» с разгонным блоком «Бриз-М» был использован для вывода ИСЗ «Арабсат-4А» на низкую парковую орбиту. Через 50 мин после вывода двигатель «Бриза-М» снова был включен (второе включение из четырех запланированных). Однако из-за возникшей неисправности отработал меньше положенного времени и не включился снова. КА в результате не вышел на штатную операционную орбиту, отделился от РН, и позже была отдана команда на его управляемый вход в атмосферу. 19 февраля 2007 г. двухтонная конструкция «Бриза-М» взорвалась и разлетелась на более чем 1000 различимых с Земли обломков, находясь на орбите 495×14 705 км с наклонением 51,5°.

По счастливой случайности, взрыв наблюдался, по крайней мере, тремя астрономами в разных частях Австралии и был сфотографирован. На нескольких снимках ясно видно распространение облака обломков малой яркости. Причина взрыва — скорее всего неизрасходованное топливо на борту разгонного блока. Хотя все четыре взрыва непреднамеренные, по крайней мере, три из них можно было предотвратить. Как рекомендовано во многих национальных и интернациональных руководствах по снижению засоренности ОКП, КА и ступени РН в конце своего активного существования должны быть пассивированы (например, путем сброса остатков топлива) [Four Satellite___, 2007].

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

Справиться с любыми типами загрязнений Вам поможет чистящее средство чистящее средство L.O.C. от компании Amway.
Данное чистящее средство, выпускаемое с 1959 года, нашло свое применение не только в быту, но так же в косметологии и медицине.
Получить более полную информацию по Liquid Organic Cleaner Вы сможете на сайте www.chel-life.ru.

В значительно меньшей степени вероятность столкновений зависит от наклонения орбит. Демпфирует эту зависимость тот факт, что две круговые орбиты с одинаковыми высотами пересекаются дважды за виток независимо от их наклонения. Более детальный анализ зависимости вероятности столкновений от наклонения [Kessler, 1981b] указывает на то, что она возрастает до максимального значения для объектов, движущихся по орбитам с комплементарными наклонениями. Например, КО на орбите с i = 80° имеет большую вероятность столкнуться из-за большого количества солнечно-синхронных орбит с наклонениями 100° с объектами на этих орбитах. Аналогично, КО с наклонением орбиты 100° имеет наибольший шанс столкнуться с КО на орбите с i = 80°. Так как орбит с наклонением более 120° очень мало, то КО с наклонением менее 60° свойственна меньшая вероятность столкновения.

Вероятность столкновения КО на высокоэллиптических орбитах сильно изменяется вдоль их траектории. ВЭКО типа «молния» почти не встречают потоков КМ на своем пути, лишь на короткое время погружаются в своем перигее в густо населенную область низких орбит. Они никогда не пересекают ГСО, а из-за значительных изменений высоты перигея все больше погружаются в область низких орбит, что сравнительно быстро приближает время завершения их орбитального существования.

КО на переходных эллиптических орбитах (GTO) периодически «ныряют» как в область низких орбит (в районе перигея на каждом витке), так и в область ГСО (в районе апогея, когда прецессия орбиты заставляет проходить через ГСО). Последнее происходит гораздо реже, и это хорошо, так как они проходят через ГСО на скорости около 2 км/с, что много больше типичной скорости столкновений на ГСО.

Прогноз роста количества столкновений крупных НОКО (крупнее 10 см), усредненный по 100 прогонам модели НАСА LEGEND

Чтобы убедиться, что вероятность столкновений крупных КО прогрессивно растет, необязательно ее рассчитывать. Достаточно посмотреть рост числа столкновений каталогизированных КО на рисунке выше, отображенный сплошной черной кривой (до 2011 г.). График построен на основе не расчетных, а свершившихся событий.

Как следствие опасности столкновений, действующим КА все чаще приходится прибегать к маневрам уклонения. Например, в 2009 г. только КА, контролируемым НАСА, пришлось совершить восемь маневров [Avoiding…, 2010]:

Последствия техногенного засорения ОКП ярко проявились в функционировании международной космической станции, которая в 2010 г. отпраздновала 10-летие непрерывного полета в пилотируемом режиме (рис. 20, 21).

Рис. 20. Последняя (предстартовая) конфигурация МКС (без солнечных панелей). Всего 90 000 элементов. Группы элементов образуют модули. Модули формируют полную сборку МКС и определяют ее поверхность [Lear, Christiansen, 1999]

Только в 2008 г. было зафиксировано 246 опасных сближений МКС с элементами КМ, в том числе 41 — в так называемой «красной зоне» (крайне опасной, когда вероятность столкновения оценивается выше 0,0001).

Ракета-носитель «Пегас»

Свой первый маневр ухода станция совершила 26 октября 1999 г. В ожидавшемся сближении МКС с отработавшей верхней ступенью РН «Пегас» вероятность столкновения составляла 0,003, что намного выше «красного» предела. Для ухода от столкновения нужно было «поднять» МКС, увеличив ее скорость на 1 м/с. Совместными действиями московского и хьюстонского ЦУПов станция была переориентирована. Включением двигателя российского модуля «Заря» на 5 с за 18 ч до максимального сближения ее орбита была изменена. Вместо рассчитанного промаха в 1 км оба КО прошли один мимо другого на расстоянии 140 км [ISS Performs…, 2000].

Рис. 21. Международная космическая станция

МКС вынуждена совершать маневры ухода от столкновений с КМ в среднем пока один раз в год.

После взрыва ИСЗ «Космос-2421» в марте 2008 г. орбиты некоторых его осколков стали пересекать траекторию МКС [The Multiple…, 2008]. 27 августа один из фрагментов должен был пролететь в непосредственной близости от станции (расчетный промах — 1,6 км, вероятность столкновения 1/72). В это время к МКС был пристыкован европейский межорбитальный модуль «Жюль Верн». С его помощью и был совершен маневр уклонения [ISS Maneuvers…, 2008].

Модуль «Звезда» с пристыкованным к нему космическим аппаратом «Прогресс»

26 октября 2010 г. МКС опять была вынуждена «уходить» от столкновения с крупным обломком американского ИСЗ UARS. За 10 дней до входа этого обломка в атмосферу объединенный центр космических операций Стратегического командования США (JSpOC) и ЦУП НАСА рассчитали, что 26 октября этот обломок недопустимо близко пройдет около МКС (может столкнуться с ней с вероятностью выше «красного порога»). За два часа до предельного сближения, после подтверждения превышения предельного риска столкновения, был осуществлен небольшой маневр скоростью (+0,4 м/с), выполненный с помощью транспортного корабля «Прогресс-07м», пристыкованного к кормовому порту модуля «Звезда» [International…, 2011b].

20 апреля 2011 г. уже в пятый раз за последние 2,5 года МКС совершила очередной маневр ухода от столкновения. На этот раз виновником оказался обломок размером 15…20 см ИСЗ «Космос-2251», образовавшийся в результате его столкновения с американским «Иридиум-33». Когда за несколько часов до сближения расчетная вероятность столкновения с МКС превысила «красный порог», был совершен маневр уклонения с помощью европейского межорбитального модуля ATV-2, изменившего скорость движения МКС на 0,5 м/с. Это был 12-й маневр уклонения МКС, проведенный с октября 1999 г. До 2008 г. все маневры имели целью уход от столкновения с целыми КА и ступенями РН. Последние пять маневров — уклонение от фрагментов разрушений [International…, 2011a].

До сих пор МКС удавалось уходить от столкновений, совершая маневр уклонения. В дальнейшем в связи с учащением опасных сближений на это может не хватить энергетического ресурса станции. Кроме того, невозможно предсказать сближение с малоразмерными, не каталогизированными КО, которые так же крайне опасны для МКС. Уже неоднократно экипажу МКС объявлялась аварийная готовность к экстренной эвакуации ввиду возможного столкновения с КМ.

Старт корабля «Союз ТмА-13»

Так, 12 марта 2009 г. космонавты были вынуждены временно переселиться со станции в эвакуационный корабль «Союз ТмА-13» с готовностью к расстыковке с МКС и возвращению на Землю. Причина была в болванке размером 13 см, двигавшейся по орбите 145×4230 км, которая пролетала в крайне опасной близости от МКС. Быстро меняющаяся орбита болванки (из-за очень низкого перигея) привела к большому запаздыванию оценки степени опасности и не оставляла времени на организацию маневра.

В конце июня 2011 г. расчетная вероятность столкновения с другим не каталогизированным, но наблюдаемым обломком оказалась равной 0,003 (расчетный промах 725 м). Из-за быстрого изменения эллиптической орбиты обломка было недостаточно времени на расчет и осуществление маневра ухода. По тревоге 28 июня космонавты переместились в пристыкованные тогда два транспортных корабля «Союз», на которых в случае столкновения должны были вернуться на Землю. К счастью, обломок пролетел мимо, не задев МКС, и команда вернулась на борт станции [International…, 2011a].

Спустя десятилетие после запуска можно считать, что МКС выдержала испытание временем и космическим мусором. Из первоначальной 20-тонной конструкции она превратилась в 300-тонный гигант со всеми вытекающими отсюда последствиями. Естественно, ввиду нынешних размеров она стала более уязвимой мишенью для КМ. Поверхность МКС никогда не была обследована полностью. Тем не менее, уже зарегистрирован большой объем повреждений от сверхскоростных ударов КМ. Кроме обычных и типичных следов ударов на больших по площади солнечных панелях, обнаружено множество кратеров, царапин, эрозий на иллюминаторах, поручнях, термопокрытиях, радиаторах, стыковочных портах и т. д.

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

Лучшим дополнением веселого праздника в кругу лучших друзей станут хрустящие, космически вкусные кукурузные
снеки от компании пермской компании «Кукурузный мир».
Узнать более подробно об этом продукте, стремительно завоевывающим популярность в нашей стране, Вы сможете, если прямо сейчас посетите сайт www.кумир-пермь.рф.

Но вероятность столкновения — это только половина угрозы. Один и тот же кусок КМ может разрушить один тип КА, а другому нанести сравнительно небольшое повреждение.

Поэтому одной из задач конструкторов космической техники представляется определение степени опасности со стороны КМ для создаваемого КА с учетом всех существенных факторов. Точность предсказания правдоподобного ущерба КА за время его космической миссии зависит от правильности оценки потока КМ на пути следования КА и адекватности используемой модели определения ущерба данной конструкции со стороны КМ в случае столкновения. Другая задача — выбор конструкции аппарата, минимизирующей ущерб.

В связи с этим следует иметь в виду, что в некоторых орбитальных областях (особенно на больших высотах) поток КМ не может быть определен с достаточно высокой точностью из-за скудности измерительной информации при построении текущих оценок популяции КМ в этих областях (прежде всего мелкого и среднеразмерного). Точность предсказания ущерба тоже весьма неопределенная. Поскольку оба подлежащие учету фактора содержат значительные неопределенности, то и результирующее предсказание риска для данной конструкции КА со стороны КМ при выполнении им миссии тоже отличается значительной неопределенностью.

Коль скоро столкновение уже произошло, ущерб, причиняемый ударом КМ, зависит от размеров и относительной скорости соударяющихся КО, состава их материала и конфигурации, угла, под которым КМ ударяется в КА, и, конечно же, от степени уязвимости места (компонента) КА, на которое пришелся удар.

Орбитальная область, где произошло столкновение, тоже влияет на ущерб хотя бы потому, что от нее зависят средняя и предельная относительные скорости столкновений. И это важно учитывать как при выборе орбиты планируемой миссии (программы полета), так и конфигурации и защитного покрытия КА. На низких, практически круговых, орбитах относительная скорость возможных столкновений изменяется от почти нулевой (для КО, движущегося «вдогон» цели по той же орбите) до более чем 15 км/с (при столкновении лоб в лоб). Столкновение ВЭКО в окрестности перигея может происходить и при больших скоростях. Доля высокоскоростных столкновений возрастает для объектов с высокими наклонениями. На полусинхронных круговых орбитах орбитальная скорость составляет около 3,9 км/с, так что теоретически максимальная скорость столкновений в этой области будет около 7,8 км/с. На ГСО орбитальная скорость движения равна приблизительно 3 км/с. Но из-за того, что КА и РН на ГСО движутся в одном направлении и имеют малую разницу в наклонениях орбит, средняя относительная скорость столкновений в этой области равна 0,5 км/с. Это много меньше, чем в низкоорбитальной области, но все же сравнимо со скоростью пули.

В результате столкновения КА с элементом КМ может произойти полное или частичное его разрушение. Удар может вывести КА из строя, нарушив функционирование даже отдельного компонента, а также нанести повреждения поверхности аппарата, что сделает невозможным поддержание его стабильного теплового режима и дальнейшего использования по назначению. Современные оценки показывают [McKnight, 1993], что полное разрушение происходит в случае, если отношение кинетической энергии атакующего объекта к массе атакуемого превышает 40 Дж/г. отдельные части КА могут отличатся различной степенью уязвимости от ударов КМ. Например, небольшая болванка, даже на небольшой относительной скорости ударившаяся в солнечную панель, скорее всего разрушит только панель, но не весь КА, хотя и может нарушить его стабилизацию (по крайней мере временно).

Разрушение КА опасно не только его потерей, но и образованием иногда очень большого количества обломков как крупных, так и мелких. Особенно опасно разрушение аппарата, несущего на борту радиоактивные материалы. В конце 1990-х гг. таких КА в ОКП было около 60. При высокоэнергетическом столкновении они могут разрушиться. При наблюдениях с Земли высвободившиеся радиоактивные фрагменты никак себя не проявляют (только действующие реакторы имеют обнаружимый уровень излучения). Но они могут войти в атмосферу раньше, чем с учетом периода полураспада станут безопасными и достигнут поверхности Земли (как это уже неоднократно случалось) со всеми вытекающими отсюда последствиями.

В [Orbital___, 1995] приводится рассчитанный с помощью модели разрушения такой пример. В результате столкновения КА с массой 420 кг и КО с массой 500 г при относительной скорости 13 км/с образуется от 50 до 100 обломков массой более 0,5 кг — достаточной, чтобы вызвать последующие катастрофические разрушения. Количество образующихся более мелких осколков рассчитать гораздо труднее. Однако известно, что общее количество осколков будет возрастать с уменьшением их размеров (число сантиметровых может исчисляться миллионами). И эти фрагменты будут отделяться с большим разбросом скоростей: чем мельче осколки, тем больше разброс начальных скоростей и, следовательно, тем больший диапазон результирующих орбит. Между прочим, вектор скорости отделения фрагмента в момент столкновения — самый трудно предсказуемый параметр для модели разрушения. На рис. 8 [Johnson, 1985] показано распределение максимальных начальных скоростей образующихся осколков в зависимости от их размеров.

Рис. 8. максимальные скорости отделения осколков в функции их размера

Столкновение НОКО со среднеразмерным КМ может иметь значительные разрушительные последствия. В низкоорбитальной области элемент КМ, по массе составляющий всего 0,1 % от массы КА, может разнести его на множество фрагментов. На больших высотах, где относительные скорости столкновений меньше, космическому аппарату для полного разрушения потребуется столкнуться со значительно более крупным КО. На ГСО только самые крупные элементы среднеразмерного КМ могут причинить КА ощутимый ущерб.

В зависимости от многочисленных и разнообразных условий удара и конфигурации КА повреждения могут быть в виде кратеров, сколов, пробоин, трещин, царапин. Даже если ударивший в КА объект и не проникнет сквозь его оболочку, обратная ударная волна может вызвать сколы на внутренней стенке в месте удара и вызвать серьезные повреждения внутреннего оснащения.

Рис. 8.1. История изменения количества КО в ОКП

Механический момент от удара может вызвать импульсное повреждение типа скручивания или изгибания структурных компонент и передачу энергии ударной волны через различные структуры и компоненты аппарата. Результат воздействия КМ на КА сильно зависит от его конструкции и степени защиты, но некоторые компоненты очень трудно защитить эффективно (тросы, штанги, оптику, солнечные панели).

О нарастании угрозы столкновений свидетельствуют: неуклонно возрастающая расчетная вероятность столкновений на основе реальных наблюдений и моделей; динамика каталога КО (рис. 8.1; участившиеся регистрируемые факты столкновений, которые еще 10…15 лет назад были большой редкостью. Кроме публичных событий, существует множество прошедших незаметно, но внесших свой вклад в формирование картины нарастания опасности столкновений в космосе. Достаточно вспомнить следы и пробоины от ударов довольно крупных КО, регулярно обнаруживаемые космонавтами на МКС и экипажем шаттла при осмотре солнечных панелей и прочей внешней оснастки станции, космического телескопа «Хаббл» и иных КА.

На рис. 9, 10, 13, 17, 21-28 показаны пробоины серьезные повреждения, полученные оборудованием различных КА в результате атак КМ.

Рис. 9. Сильные повреждения солнечных панелей модуля «Спектр» ОС «Мир», полученные в июне 1997 г.

Рис. 10. Повреждение термозащитного покрытия российского модуля «Заря» на МКС, обнаруженное в июне 2007 г. во время его внешнего осмотра. Разрыв внешнего слоя имеет размеры 6,7×3,3 см, а отверстие в нижних слоях — 1×0,85 см

Рис. 11. Положение российского модуля «Заря» в структуре МКС и локализация повреждения

Рис. 12. Инспектированная командами миссий шаттла STS-122 и STS-123 поверхность МКС

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

Вы наконец-то смогли выкроить в своем плотном графике несколько часов свободного времени и решили начать писать научно-популярные статьи о космосе? Тогда Вам стоит знать, что первое, о чем стоит задуматься начинающему интернет-писателю, это – какой хостинг будет вещать его сайт во всемирную сеть?
Я настоятельно рекомендую Вам обратить свое внимание на надежный и проверенный временем сайт www.dareks.ru, предоставляющий свои услуги по созданию сайтов, их продвижению и последующему размещению на своих серверах.

Ракета-носитель «Зенит-3»

В январе 2011 г. после успешного испытания новой российской РН «Зенит-3», предназначенной для вывода нового поколения метеорологических КА на ГСО, две ее ступени остались на орбитах: одна на недолговечной низкой парковой орбите, вторая — на высокоэллиптической. Нижняя 9-тонная ступень вошла в атмосферу на высоте 80 км над Лос-Анжелесом 19 марта. Траектория обломков прошла над штатами Юта и Колорадо. 22 марта в графстве Моффат сотрудники шерифа обнаружили металлическую сферу диаметром 30 дюймов с маркировкой на русском языке (бак из системы сжатия), внешний вид которой показан на рис. 6 [Russian Launch…, 2011].

В 2008 г. в Австралии при перегоне скота был найден кожух от твердотопливного реактивного двигателя третьей ступени РН «Дельта-2», использованной в июне 1990 г. для вывода индийского ИСЗ INSAT-1D на геостационарную орбиту (см. рис. 7). Перед входом в плотные слои атмосферы орбита имела параметры 135×39 750 км [Eighteen-Year-Old…, 2008].

Орбитальный комплекс «Салют 7» с пристыкованным к нему кораблем

Широкий резонанс в обществе вызвало падение на Землю обломков орбитального комплекса «Салют 7» — «Космос-1686» в 1991 г. Этому событию был посвящен специальный научный семинар в Центре управления полетами ЕКА в Дармштадте в апреле 1991 г. «Салют-7» был запущен 19 апреля 1982 г. На его борту работали сменяя друг друга в общей сложности более 20 космонавтов. В феврале 1985 г. с 20-тонной ОС радиоконтакт был потерян и она стала неуправляемой. В июне того же года В. Джанибеков и В. Савиных на корабле «Союз т-13» осуществили рискованную ручную стыковку с медленно вращающейся станцией. Огромную информационную помощь при этом им оказала российская СККП. Космонавтам удалось стабилизировать станцию, сориентировать солнечные панели в сторону Солнца и зарядить батареи, т. е., по сути, они реанимировали станцию.

Эскиз ИЗС «Космос-1686»

В октябре 1985 г. со станцией состыковали 18-тонный ИСЗ «Космос-1686», образовав орбитальный комплекс. В августе 1986 г. с помощью двигателей обоих аппаратов ОК был поднят на высоту 490 км с перспективой его длительного функционирования. однако возрастание солнечной активности привело к взбуханию атмосферы и торможению комплекса. Падение 43-тонной конструкции произошло 7 февраля 1991 г. Правительство Аргентины сообщило ООН, что фрагменты ОК найдены на территории Аргентины [Clark, 1988; Flury, 1991; Orly Konig Lopez, 1995].

Из последствий такого типа наиболее опасно выпадение на Землю радиоактивных материалов (например, фрагментов бортовых энергетических реакторов). Про ИСЗ «Космос-954» было сказано выше. «Космос-1402» с радиоактивными материалами упал в Атлантический океан.

Опасность подобных событий не только в самом факте падения, но и в том, что его район и время предсказываются неточно. Виною тому, главным образом, неопределенность упреждающего расчета атмосферного торможения падающей массы.

Тем не менее, СККП США выпускает официальные предупреждения о предстоящих входах КО в плотные слои атмосферы и угрозе падения обломков на Землю. Эти прогнозы, известные как «Слежение за падающими КО» (Tracking and Impact Prediction — TIP), выпускаются ежедневно, начиная с 4-го дня до события, и несколько раз в последние 24 часа существования КО на орбите [Johnson, 2008a].

Чаще всего поверхности Земли достигают топливные баки РН (титановые или из нержавеющей стали). Ввиду их значительной массы и большого объема они конечно же представляют серьезную опасность. Если же в них сохранились остатки топлива, то при падении они могут еще и взорваться. В последнее время рассматривается возможность предотвращения таких ситуаций с использованием специальной идеологии на этапе проектирования [Kelley, Johnson, 2011].

Тем не менее, падение обломков КО на Землю — далеко не самая большая неприятность для человечества. Хотя трудно себе представить последствия падения крупного обломка, например, на АЭС, и вероятность этого вовсе не так уж близка к нулю.

Опасность столкновений в космосе и их конструктивные последствия. Создание космической техники, как и вся космическая деятельность, обходится населению Земли не дешево. Космический аппарат — дорогое удовольствие и его потеря — ощутимый удар по карману налогоплательщика. Поэтому нарастание угрозы прежде всего действующим аппаратам со стороны КМ должно настораживать.

Характеристики потока КМ сильно варьируют с изменением высоты и, в меньшей степени, наклонения. Поэтому риск столкновения КА и в принципе любого КО с элементами КМ существенно зависит от параметров орбиты самого КА (КО), его размеров, конфигурации и ориентации. Вероятность столкновения прямо пропорциональна площади поперечного сечения КО, перпендикулярного потоку КМ, и времени экспозиции этого сечения потоку. Ежедневно происходят сотни опасных сближений (ближе, чем на 1 км) между каталогизированными КО [Accidental…, 2005]. Это уже показатель опасности столкновения, причем вполне определенный, так как каталогизированные КО — самая определенная популяция КМ, о которой мы знаем практически все, в отличие от любой другой популяции.

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

Выход космического аппарата Вояджер-1 за пределы Солнечной системы можно без преувеличения назвать величайшим достижением рода человеческого.

Вы только задумайтесь на секунду: нам удалось создать аппарат, который был запущен с поверхности нашей планеты в бездонную глубину бескрайнего космоса, достиг самого края Солнечной системы и стал первым с момента Большого взрыва рукотворным объектом, ‘плывущим’ по волнам межзвездного пространства.

Космический зонд Вояджер-1 – детище небезызвестного «Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства» (НАСА), запуск которого на земную орбиту был осуществлен 5 сентября 1977 года. За 35 лет своего существования Вояджер-1 преодолел 17 970 000 000 км и сейчас движется по ‘волнам’ космического вакуума со скоростью чуть более 10 километров в секунду!
Читать дальше>>