Китайские мегасооружения и ступени SpaceX: космический мусор представляет опасность для новых орбитальных станций после МКС

К маю 2025 года низкая околоземная орбита (НОО) находится на перепутье стремлений и угроз. С одной стороны, планируемое сворачивание МКС к 2030 году откроет дорогу коммерческим проектам — таким как Starlab, Orbital Reef, Axiom Station и Haven-1. Но с другой — всё большее число пилотируемых полётов, включая миссии Crew Dragon (Fram2, Axiom Mission 4) и ожидаемое применение Starship в качестве исследовательской платформы, сталкивается с серьёзной опасностью: свыше 50% угроз столкновений на НОО связаны с космическим мусором. За последние пять лет МКС совершила 14 манёвров уклонения от обломков, и положение не становится лучше.

Наибольшую опасность составляют неконтролируемые разрушения спутников, происходящие из-за отказов систем питания, двигателей или усталости конструкций. Яркий случай — инцидент с DMSP Flight 13 в 2015 году, когда взрыв литий-ионной батареи породил длительное поле обломков. Хотя стандарт NASA-STD-8719.14 требует «пассивации» спутников (устранение источников энергии), специалисты настаивают на внедрении автономных систем, активирующихся даже при потере связи с Землёй. Это требует пересмотра подходов к проектированию — от систем сброса топлива до программных блокировок, препятствующих накоплению энергии после завершения миссии.

Увеличение количества запусков усложняет проблему. В 2023 году FAA предложила сократить срок деорбитации верхних ступеней с 25 до 5 лет, но глобальные стандарты остаются раздробленными. Китай, активно разворачивая спутниковые мегагруппировки, вызывает особую озабоченность: анализ показывает, что их ступени, покинутые на орбите, способны вызывать столкновения более ста лет. Для снижения рисков необходимы полная пассивация ступеней, уменьшение вторичного мусора (болты, защитные панели) и открытый обмен данными об орбитальной динамике.

Особые трудности вызывают объекты меньше 10 см, которые сложно обнаружить большинством радаров. При скорости 7,8 км/с фрагмент массой 0,5 кг имеет энергию, сравнимую с 3,5 кг тротила, а 1-сантиметровый осколок — с гранатой. В 2016 году частица размером с доли миллиметра оставила вмятину на стекле модуля «Купол» МКС. Для улучшения наблюдения развивают сети оптических станций с глубоким охватом и алгоритмы триангуляции, но их покрытие всё ещё недостаточно, особенно на полярных орбитах.

Активная очистка орбиты постепенно переходит из концепций в практические действия. Более 3000 неработающих спутников и 2000 ступеней могут стать мишенями для таких технологий, как сети, роботизированные манипуляторы (Astroscale ELSA-d, ESA ClearSpace-1) или магнитная стыковка. Однако демонстрационные миссии требуют расширения. Одним из решений могла бы стать концепция «мусор-как-услуга», в которой NASA или Космические силы США выступают заказчиками удаления объектов с высоким уровнем риска, финансируя часть затрат коммерческих операторов.

Без координации эти усилия останутся разрозненными. Уже сейчас МКС фиксирует десятки сближений с обломками ежедневно, а для новых станций, которые начнут работу до 2030 года, риски будут выше из-за увеличения «населения» НОО. Будущее пилотируемых программ зависит от совместных действий: ужесточения стандартов проектирования, внедрения единых норм деорбитации и создания систем наблюдения и очистки. Если меры не будут приняты в ближайшее время, орбитальная инфраструктура, созданная для освоения космоса, рискует стать ловушкой для следующих поколений исследователей.

Источник: iXBT