Космический фен: самарские ученые придумали, как убирать мусор с орбит

Ученые Самарского университета разработали уникальную систему защиты космических объектов от опасного орбитального мусора. Это инновационное решение позволит предотвратить аварии в безвоздушном пространстве и продлить эксплуатационный период станций и спутников.

Столкновение космического аппарата с даже небольшой частицей мусора может иметь серьезные последствия. Гораздо большую опасность представляют крупногабаритные объекты на орбите, такие как нефункционирующие спутники или старые ракетные ступени, которые могут привести к полному уничтожению крупных объектов, включая Международную космическую станцию (МКС), как пояснили эксперты Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева.

На сегодняшний день единственный доступный способ предотвращения столкновений с посторонними объектами заключается в корректировке орбиты космической станции с помощью собственных двигателей или двигателей пристыкованных космических кораблей. Например, с 1999 года МКС выполнила 38 таких маневров, каждый из которых потребовал значительного количества топлива.

Исследователи Самарского университета предложили революционный метод защиты космической станции от орбитального мусора. Он предполагает размещение на объекте специального космического аппарата, который может отстыковываться в случае опасности и решать проблему. Основная сложность заключается в точном прогнозировании траектории мусора на большие промежутки времени, что становится известно примерно за два дня до потенциального столкновения.

Спроектированный аппарат будет отстыковываться от станции и направляться к опасному объекту. После сближения на расстояние примерно 10 метров, он активирует свой электрореактивный двигатель, создавая струю, которая "сдувает" мусор с опасной орбиты. Эта технология была протестирована на 289 объектах массой более 1 кг, которые потенциально угрожают МКС. Результаты показали, что при наиболее благоприятной конфигурации станции и объекта расход топлива может сократиться почти в 10 раз.

В наиболее выгодном сценарии, когда космический мусор и МКС движутся в одной плоскости, можно сэкономить до 90% топлива. Если традиционный маневр корректировки орбиты МКС требует около 2000 кг топлива, новый аппарат потратит чуть более 200 кг. Это значительное достижение стало возможным благодаря решению множества научных задач, в работе над которыми активно участвовали студенты магистратуры Самарского университета.

Разработка была реализована при поддержке Российского научного фонда.

Уточнения

Междунаро́дная косми́ческая ста́нция сокр. МКС — пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс; эксплуатируется с конца 1998 года по настоящее время.