ЕНКМ_3 часть

Советская орбитальная станция «Мир» (весом 135 т) сошла с орбиты в 2001 г. Этот процесс контролировался, поэтому «Мир» упал в океан. В январе 2012 г. упал неудачно запущенный КА «Фобос-Грунт».

Рис. 1.8: Первая ступень ракеты-носителя «Союз» в Удорской тайге.

Известный писатель-фантаст Станислав Лем написал однажды: «В космосе ничего не пропадает». Это и в самом деле так. Все техногенные фрагменты, оказавшиеся в ОКП на высотах более 100 км, будут обращаться вокруг Земли вечно.

В последние годы появилась еще одна неконтролируемая проблема засорения космического пространства – появление микро- и наноспутников. Сначала это были только образовательные и коммерческие проекты, но затем появилась тенденция создания на их основе глобальных спутниковых систем различного назначения, в том числе и военного. Миниспутники имеют размеры от 10 – 20 см до 1 м, а вес – от сотен граммов до нескольких килограммов. Все эти спутники очень быстро становятся составными частями популяции

21

космического мусора. Появление таких спутников значительно усложняет задачи контроля космического пространства, а опасность столкновения с ними (отслеживаемыми!) очень велика.

Основная причина огромного количества мусора техногенного происхождения – это взрывы. Взрываются химические батареи, бортовые двигательные установки в уже неактивных аппаратах, неизрасходованное топливо в топливных баках ракет-носителей, давно уже успешно выполнивших свои функции. Бывали и преднамеренные взрывы с целью испытания каких-либо средств специального назначения (например, баллистического противоспутникового оружия).

Вянваре 2007 г. таким образом Китаем был разрушен спутник «Фенгюн-1с». В результате образовалось облако из нескольких тысяч обломков величиной более 1 см, а 900 фрагментов оказались достаточно крупными и были занесены в каталоги постоянно отслеживаемых объектов КМ. Высоты распространения этого мусора заняли орбиты длительного существования со средней высотой около 850 км (от 200 до 4 000 км). Это облако считается очень опасным. Спустя 10 дней после взрыва, Китай признал происшедшее событие как акцию ракетного перехвата старого метеорологического спутника, отметив «мирный» характер эксперимента!

Врезультате любого взрыва вместо одного объекта образуется облако фрагментов, которые получают при взрыве дополнительные ускорения в произвольных направлениях. Вначале облако имеет высокую плотность и представляет собой постепенно

расширяющийся эллипсоид, обращающийся по той же орбите, по

22

которой двигался аппарат до взрыва. Затем облако постепенно деформируется, расползаясь по орбите и превращаясь в тор, который постепенно охватывает всю Землю. Вокруг Земли образуется облако космического мусора, которое остается навечно в качестве составной части окружающей среды.

Отдельной проблемой является находящийся в ОКП радиоактивный мусор. В свое время на околоземные орбиты было запущено несколько десятков КА с ядерными источниками энергии, время баллистического существования которых составляет несколько сотен лет. Однако в случае разрушения этих аппаратов, некоторые радиоактивные обломки могут попасть в верхние слои атмосферы уже непредсказуемо в скором времени.

Космонавт Сергей Кричевский в интервью корреспонденту журнала «Огонек» (№ 31 от 8 августа 2011 г.) сказал: «Вся аэрокосмическая деятельность человечества представляет собой сегодня возрастающую экологическую опасность для биосферы нашей планеты». В обоснование этого высказывания С. Кричевский приводит два примера. По программе со станцией «Мир» с космодрома Байконур с 1986 по 2001 гг. было запущено 102 ракетыносителя «Протон» по 700 т каждая. Общая масса всех полезных нагрузок по данной программе составила 40 000 т. При этом полезный груз, включая саму станцию (140 т), корабли, экипажи, расходные материалы составили всего 2%, остальные 98% – отходы, из них 90% – ракетное топливо, 8% – масса отработавших ступеней носителей, упавших в основном на сушу в Карагандинской области и на Алтае. Второй пример. Остатки топлива, тяжелые грузовые

23

корабли «Прогресс» на 80-90% сгорали в атмосфере, а то, что не сгорало, попадало в Мировой океан. В атмосфере Земли в результате сгорания изделий космической техники рассеиваются шлейфы токсичных загрязнений. «Космическая деятельность сегодня антиэкологична», – пишет С. Кричевский.

Конечно, сегодня трудно представить себе развитие цивилизации без искусственных аппаратов в космосе. Они открыли человечеству уникальную возможность получения новых научных знаний о Вселенной, КА приносят человечеству и практическую пользу в качестве метеорологических, телекоммуникационных, навигационных и других служб. Но теперь стала доминировать обратная сторона освоения ОКП: космическая деятельность человечества может вообще прекратиться, если не будут приняты меры по его очищению в международном масштабе.

ХХ в. ушел в историю как век атома, космоса, мировых войн. Прогресс науки и техносферы создал ряд серьезных вызовов и угроз человеку и сфере его обитания. Но, с другой стороны, развитие техносферы сегодня выступает как необходимое условие выживания человечества.

1.1.4. Борьба с космическими угрозами ХХI века

Таким образом, мы рассматриваем в качестве космических угроз XXI в. две: безопасность космической деятельности от воздействия КМ техногенного происхождения, его влияния на экологическое состояние Земли и необходимость противодействия астероидно-

24

кометной опасности, т.е. угрозе столкновения с Землей опасных малых тел Солнечной системы.

Самые актуальные задачи при решении обеих проблем – обнаружение (выявление) угроз, определение степени риска и возможность своевременного и надежного предупреждения об опасности.

Первейшая в этом деле необходимость – создание современных систем обнаружения потенциально опасных тел и информационноаналитических центров, осуществляющих координацию наблюдений, сбор и анализ информации, определение степеней риска и получение своевременного и надежного сигнала об опасности.

В некоторых отношениях угроза КМ схожа с АКО. В обеих проблемах столкновение тел может быть предсказано заранее с некоторой вероятностью, оценка которой зависит от надежности знания орбит сталкивающихся тел. Орбиты осколков могут быть найдены по их оптическим и радарным наблюдениям, причем для оптических наблюдений элементов мусора могут быть использованы те же самые широкоугольные инструменты, что и для определения положений астероидов и комет. В обоих случаях первоочередной задачей является обнаружение и каталогизация потенциально опасных тел.

Астероидно-кометная опасность – глобальная проблема. Решение этой проблемы связано с тремя основными задачами:

- заблаговременное обнаружение, слежение и определение физико-химических свойств опасных объектов;

25

-разработка методики оценки вероятного риска и возможного ущерба от падения на Землю космического тела;

-разработка методов воздействия на опасный космический объект с целью снижения угрозы.

Очень активно ведутся работы по проблемам АКО в США, странах Евросоюза, Японии. В США работают несколько специализированных служб. Динамика открытия АСЗ особенно заметна с 1998 г., когда Конгресс США поставил перед NASA задачу: за 10 лет обнаружить не менее 90% наиболее крупных астероидов (размерами свыше 1 км в поперечнике). Специальная программа «Космическая стража» координировала работу нескольких обсерваторий, главным образом, в США и Австралии. В настоящее время подготовлена программа «Космическая стража-2», в задачу которой входит обнаружение 90% потенциально опасных астероидов размером более 100 метров.

В 2009 г. страны Евросоюза, входящие в состав Европейского космического агентства, объявили о начале реализации собственной долгосрочной программы «Предупреждение об опасной ситуации в космосе».

В России пока нет государственной поддержки подобной программы. Регулярные наблюдения астероидов проводятся только в ГАО РАН (Пулковская обсерватория) на скромном 32-см телескопе. Казанский университет на телескопе РТТ-150, установленном в Турции, занимается определением физических характеристик избранных астероидов. Эпизодические наблюдения проводятся

26

сотрудниками ИНАСАН в обсерватории КрАО в Симеизе (Украина) и в обсерватории Терскол (Кабардино-Балкария, Россия).

Обсерватории США оснащены специализированными широкоугольными телескопами с апертурой порядка 1 м. Разрабатываются перспективные средства наблюдения АСЗ, например, система Pan-STARRS, состоящая из четырех телескопов диаметром 1.8 м каждый и снабженных мощными ПЗС-камерами с высоким быстродействием. Существуют и другие проекты, значительно превышающие возможности телескоповпредшественников. Для обнаружения и определения характеристик астероидов и комет проектируются специальные космические аппараты, снабженные телескопами.

Космический мусор техногенного происхождения – другая глобальная проблема человечества. Контроль за КМ – это не только необходимость принятия мер по экологической безопасности ОКП, атмосферы и всей Земли в целом, но и залог безопасной космической деятельности в будущем.

И снова эта проблема впервые была осознана Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). В 1981 г. была принята 10-летняя программа по изучению засоренности околоземных орбит и оценке исходящей от космического мусора опасности. В 1987 г. Европейское космическое агентство начало взаимодействие с НАСА по проблеме космического мусора. Россия присоединилась к образованному Межагентскому координационному комитету по космическому мусору в 1993 г. Сейчас в состав этого комитета входят представители космических

27

агентств 12 стран. С 1994 г. проблемы АКО и КМ обсуждаются в рамках Комитета ООН по исследованию космического пространства в мирных целях.

В течение двух последних десятилетий США осуществляют работы по созданию и развертыванию различных средств получения информации о космической обстановке, постоянно совершенствуя систему контроля космического пространства.

1.1.5. Заключение

Говоря о неизбежности выхода человечества в космос, академик В.И. Вернадский вероятно не подозревал, что это время наступит так скоро. Едва ли он предполагал, что так скоро человечество заговорит о глобальном экологическом кризисе на Земле вследствие научнотехнической революции и хозяйственной деятельности человека при быстром развитии производительных сил и безудержном развитии общества потребления. И конечно никто не предполагал, что всего лишь через 50 лет с начала выхода человека в космос, появится проблема загрязнения 4-й среды обитания – околоземного космического пространства (Океан – Земля – Атмосфера – Космос).

В данном параграфе описаны два типа космических угроз, осознанных мировым сообществом на рубеже 20-21 вв. Первую – астероидно-кометную опасность – можно только изучать, наблюдать и фиксировать в ОКП появление комет, астероидов, метеороидов, потоков заряженных частиц солнечного и галактического происхождения. На основе наблюдений можно научиться

28

предсказывать появление в окрестности Земли опасного тела и, в конце концов, найти способы противодействия: разрушить на мелкие фрагменты или увести это тело с угрожающей траектории.

Вторую космическую угрозу – засорение ОКП отходами космической деятельности – можно и нужно прогнозировать, необходимо управлять процессом освоения околоземного пространства.

Подумайте и ответьте:

1.Что такое околоземное космическое пространство?

2.Какие открытия были сделаны человечеством в исследовании Солнечной системы на рубеже XX – XXI вв.?

3.Сформулируйте ключевые космические угрозы XXI в.

4.Как Вы считаете, является ли реальной угроза астероиднокометной опасности для Земли?

5.Какие проблемы возникают в космической деятельности в связи с присутствием мусора техногенного происхождения в околоземном пространстве?

6.Какие задачи стоят перед человечеством в борьбе с космическими угрозами XXI в.?

29

§ 1.2. ЛУННО-ПЛАНЕТНАЯ ТОПОНИМИКА

1.2.1. Введение

Согласно классическому определению любая топонимика является комплексной научной дисциплиной, которая находится на стыке трёх областей знаний и использует методы и данные географии, истории и лингвистики. В рассматриваемом здесь случае география понимается в расширительном значении науки, которая изучает поверхности тел Солнечной системы. Своими более частными аналогами она имеет селенографию (науку об исследовании поверхности Луны), ареографию (науку об исследовании поверхности Марса) и т.д. Собственно топонимика является наукой, в задачу которой входит изучение названий форм рельефа поверхности, выяснение их происхождения и смыслового значения. Стало общепринятым названия объектов на поверхности тел именовать топонимами (от греч. топос – «место, местность» и онома – «имя»). Соответственно, совокупность объектов на той или иной поверхности называется топонимией Меркурия, Венеры, Марса, Луны и проч.

Каждое из таких названий является коротким кодом местоположения объекта, характеризует его структуру (в международной терминологии – номенклатуру), а также имеет культурное и историческое значение. В большинстве случаев для специалистов достаточно названия, чтобы представить точно, где расположен тот или иной объект и что он собой представляет.

30