Парус безопасности для «отработавших свой век» космических аппаратов

Специалисты ЕКА разработали перспективный способ увода с рабочих орбит отслуживших спутников.

Космический мусор, накопленный за  десятилетия освоения космического пространства, представляет немалую угрозу действующим на околоземных орбитах космическим аппаратам. Особенно большую угрозу представляют обломки аппаратов,  побывавших в «космических ДТП» (а такие происшествия – столкновения КА на орбитах, к сожалению, время от времени происходят).

Совсем недавно обнародована информация об опасных и еще до сих пор существующих последствиях столкновения  в околоземном космосе американского аппарата Iridium 33  и российского военного спутника  «Космос-2251» серии «Стрела». Космические объекты столкнулись на высоте примерно 805 километров над Сибирью в 19.56 мск 10 февраля 2009 года.

По сообщению РИА Новости, «после столкновения на орбите образовалось огромное облако из тысяч фрагментов. Одно это событие увеличило число космического мусора более чем на 10% – сейчас на орбите отслеживают около 16,7 тысячи мусорных объектов. Сопоставимым по «мощности» событием было только разрушение китайского метеоспутника «Фэнъюнь-1C» во время испытаний противоспутникового оружия в КНР, когда возникло около 3 тысяч фрагментов».

При этом количество космического мусора год от года только увеличивается – ведь обломки аппаратов, сталкиваясь между собой, порождают более мелкие, но не менее опасные объекты.  И, как полагают эксперты, уже довольно скоро их количество будет представлять реальную угрозу не только  для действующих космических аппаратов, но и осложнит выведение на орбиты новых.

Уже не первый год предлагаются различные инженерные пути практического решения проблемы космического мусора. Недавно Европейское космическое агентство ESA (ЕКА) сообщило о новом  оригинальном способе, который, как полагают  разработчики из университета Суррея, Великобритания (Surrey University, UK), позволит заметно сократить количество опасных объектов в околоземном пространстве.

Речь идет о технологическом использовании на космических аппаратах сверхлегкого, портативного и прочного космического паруса. Такой парус, будучи развернутым на уже отработавшим свой срок объекте-ветеране, поможет ему достаточно быстро сойти с рабочей орбиты. Затем,  без лишнего риска катастрофических столкновений с другими орбитальными аппаратами, аппарат снизится до высот, где сможет безопасно прекратить свое существование, сгорев в более плотных слоях атмосферы.

Подобного рода «парусом безопасности», по мнению разработчиков, можно будет оснащать многие более или менее крупные космические аппараты, запускаемые в околоземное пространство.

Парус легок (его вес всего 2 кг) и компактен. В сложенном состоянии его габариты 15х15х25 см. Каркас такого паруса изготовлен из весьма прочного углеродного волокна,  а сам парус - из  прочного и легкого алюминизированного каптона толщиной около 7 мкм, что в несколько десятков раз тоньше человеческого волоса.

Устройство снабжено телескопическим механизмом развертывания с фиксаторами.  В  случае необходимости или по команде с Земли  механизм срабатывает и космический парус раскрывается. Площадь такого паруса в результате значительно увеличивается  по периметру очень легкого раздвижного каркаса до размеров 25 кв.м.

По расчетам разработчиков подобный космический парус позволит обеспечить сход с рабочих орбит аппарата (или его крупного фрагмента) весом до 700 кг за счет увеличения его аэродинамического сопротивления. При этом предполагается, что такой способ увода отработавших космических аппаратов наиболее эффективен для рабочих орбит высотой до 700 км, то есть на таких высотах, где еще ощутимо влияние атмосферы Земли. Отработавший свое аппарат с космическим парусом, по образному выражению одного из разработчиков,   наподобие «сухого листа» плавно уменьшит свою высоту до 600 км, а впоследствии, войдя в плотные слои атмосферы, прекратит свое существование в период от двух до двенадцати месяцев.

На более высоких орбитах, за пределами земной атмосферы, может быть использовано давление солнечного излучения на парус, благодаря чему аппарат должен снизиться  до высот, на которых уже ощутимо влияние воздуха.

По плану разработчиков натурные испытания нового  паруса в космическом полете с его полным раскрытием могут состояться  на демонстрационном околоземном спутнике уже в конце 2014 года. Следует отметить, что первое развёртывание солнечного паруса в космосе было успешно проведено на российском КА  «Прогресс М-15»  4 февраля 1993 года в рамках проекта «Знамя-2».

Недавно Свен Эрб (Dr. Sven Erb, ESA), один из руководителей проекта, выразил надежду, что испытания новинки будут успешно завершены и подтвердят ее  высокую практическую эффективность, что позволит рассчитывать на коммерческий успех в будущем. Устройство станет  «важным шагом на пути обеспечения рационального использования космического пространства в будущем», - заявил он.

По материалам ESA