космический мусор вокруг земли что это такое
Что такое космический мусор и чем он опасен для жителей Земли
Что такое космический мусор
Космический мусор представляет собой твердые отходы космической деятельности. Сюда относятся неработоспособные спутники, запущенные человеком за 60 лет освоения космоса, вторая и третья ступени ракета-носителя (первая обычно падает в Тихий океан), разгонные блоки и фрагменты спутников после взрыва или столкновений, например, фрагменты обшивки — так появляется космический мусор.
Ученые подсчитали, что сейчас в космосе находится почти 128 млн кусков космического мусора размером более 1 мм и 34 тыс. частиц размером более 10 см. Все, что меньше 1 мм подсчитать крайне трудно, некоторые ученые говорят о триллионах таких частиц. Около 3 тыс. спутников вышли из строя из-за мусора и сами превратились в космический мусор.
Астрономы могут отследить только крупные фрагменты, так как скорость частиц может доходить до 14 км/с (зависит от орбиты). Россия и США сейчас наблюдают за 23 тыс. космических объектов размером от 10 см, каталогизировано же и того меньше — 17 тыс. При этом 95% каталога космических объектов составляет космический мусор.
Проблемы и угрозы
Степень опасности космического мусора определяется в основном тремя факторами:
Главная проблема мусорного кризиса в космосе — выход из строя работающих спутников при столкновении с космическим мусором. Из-за больших скоростей опасность представляют даже частицы менее 1 см, они могут пробить противометеоритную защиту орбитальной станции. При столкновении с объектом более 10 см любой космический аппарат или станция гарантированно уничтожаются.
В мае 2016 года в Международную космическую станцию (МКС) влетела частица космического мусора размером в сотые доли миллиметра и оставила на МКС скол диаметром около 7 мм. Чтобы не допустить более разрушительных последствий МКС приходится регулярно менять свою орбиту, уворачиваясь от мусора.
Хоть мелкий мусор и не влечет за собой катастрофических последствий, однако его опасность заключается в гигантском объеме, неконтролируемом распределении в пространстве, огромной скорости и абсолютной непредсказуемости столкновений.
Сейчас около 99% потенциально опасных объектов вовсе не контролируется из-за их малых размеров и огромных скоростей.
Что такое синдром Кесслера и при чем он здесь
Ученые предполагают, что в какой-то момент мы больше не сможем выводить новые спутники на орбиты, так как они будут полностью заняты космическим мусором. Это может произойти из-за каскадного эффекта, который называется синдромом Кесслера:
стремительно растущий объем космического мусора будет производить другой мусор, а он, в свою очередь, по цепной реакции — новый мусор.
Общий характер каскадного эффекта такой же, как и у ядерной цепной реакции. Таким образом орбиты будут заняты, и человек больше не сможет запускать летательные аппараты по причине неконтролируемых столкновений.
Вероятность столкновений на любой орбите растет приблизительно пропорционально квадрату количества космических объектов. Есть ученые, которые считают, что каскадный эффект уже начался в некоторых орбитальных областях и для некоторых классов космического мусора (на высотах 900–1000 км и 1500 км).
Наиль Бахтигараев, старший научный сотрудник Института астрономии РАН:
«Где-то десять лет назад поднялся шум из-за эффекта Кесслера. Считалось, что он вот-вот начнется, но затем его отложили. Когда он все-таки начнется, зависит от уровня развития науки и технологий. Но даже если мы будем предпринимать технические мероприятия по уничтожению мусора, то этот момент все равно настанет. Сейчас мы лишь замедляем и отдаляем его»
10 февраля 2009 года на расстоянии 790 км над уровнем моря столкнулись два спутника: американский Iridium-33 и российский «Космос-2251». В результате летательные аппараты разлетелись на 600 осколков размером более 5 см и несколько тысяч более мелких.
Впрочем, на сегодняшний день столкновения работающих летательных аппаратов с космическим мусором на орбите происходят довольно редко благодаря работающим системам слежения. Существует другая проблема — взрывы старых спутников, на борту которых осталось топливо и отработанные аккумуляторы. Под различного рода воздействием они могут повреждать работающие спутники сильнее, чем обычные столкновения.
Утилизация космического мусора
Говорить о том, что космический мусор станет серьезной проблемой, начали еще в 1960-е годы, на заре освоения космоса. Но до сих пор не придумали реальной возможности массово удалять мусор с околоземных орбит. «Существуют программы по удалению космического мусора, но они единичные и не решают проблему. Удалить можно только крупный мусор, то есть более 20 см, с объектами менее 10 см возникают большие сложности», — говорит Бахтигараев из Института астрономии РАН.
Так как существующие технологии не способны избавить космос от мусора, то космические агентства начали уделять внимание профилактике. Для новых аппаратов предъявляют стандарты, например, на борту космических аппаратов закладывают ресурс, чтобы они могли уходить от столкновений с мусором. Также их снабжают броней, которая защищает космического мусора, но только от мелкого.
На сегодняшний день работающей технологией по утилизации космического мусора является увод старых спутников на соседние орбиты. Это можно сделать с помощью аппаратов-захватчиков, которые буксируют мусор на орбиты для захоронения. Также отработанные спутники могут сами уходить со своих мест на остатках топлива. Но массово эти методы не применяются.
Считается, что космический мусор не падает на Землю, но это не совсем так. Для отработанных крупных спутников и грузовых кораблей на Земле в Тихом океане существует свое кладбище, где их затапливают, так как они не сгорают в атмосфере. Это место расположено в южной части Тихого океана около точки Немо, самого удаленного от суши места на Земле. Над этим местом запрещено летать и проплывать кораблям. Так проблема космического мусора превращается в проблему земного мусора. С 1971 по 2016 года там захоронили минимум 260 аппаратов.
Сейчас перед астрофизиками стоит задача, как избавиться от мусора на геостационарной орбите или поясе Кларка. Она находится непосредственно над экватором Земли на расстоянии 35 786 км. Эта орбита очень привлекательна для запуска спутников, так как на ней летательные аппараты требуют меньше топлива и охватывают значительно больше поверхности Земли, чем на других орбитах. Однако количество точек стояния спутников на геостационарной орбите ограничено — их около 180. Помимо очистки геостационарной орбиты, важное значение имеет удаление космического мусора в окрестностях МКС, так как станция является дорогостоящей и очень уязвимой.
Космический мусор: карты и модели
Чтобы убедиться, что наша планета окружена мусором, не надо лететь в космос. Ученые смоделировали то, как выглядят околоземные орбиты. Один из таких сайтов — «Гид в мире космоса». Карта показывает соотношение работающих спутников к тем, которые уже стали мусором.
Видео от Европейского космического агентства демонстрирует, насколько много мусора находится вокруг Земли. В начале модель показывает обломки больше 1 м, а в самом конце — количество космических объектов от 1 мм:
Чем опасен космический мусор и как его уничтожают
По разным оценкам, количество космического мусора на орбите Земли варьируется от 220 до 300 тысяч объектов. При этом, объекты, размером в поперечнике более 1 см, составляют от 20 до 33% (от 60 тыс. до 100 тыс) всего космического мусора. Только представьте, какой эффект может оказать «астрономическая пуля» на пролетающий мимо космический корабль. Конечно, в масштабах нашей орбиты это кажется несущественным, но по мнению ученых, после 2055, в результате взаимного саморазрушения уже имеющегося на орбите мусора, проблема космического мусора станет серьезным препятствием для дальнейшего освоения космоса. Теперь подробнее об этом и других возможных последствиях.
Суть проблемы
Угроза физического столкновения
За всё время программы шаттлов, на них было обнаружено порядка 170 следов на иллюминаторах от столкновения, к счастью с микрочастицами (0,2 мм в диаметре). Около 70 иллюминаторов пошли под замену. На изображении слева кратер диаметром 2.5 мм от частицы краски.
Французская ракета Arian. Источник — ESA
Столкновение Космос-2251 и Iridium 33. Источник — vermarushabh.blogspot.com
Для контроля мусора космическими агентствами ведутся соответствующие реестры, отслеживающие относительно крупные (от нескольких сантиметров) объекты. Так, например. основываясь на имеющихся данных, МКС несколько раз в год корректирует своё положение на орбите, дабы избежать столкновения.
Синдром Кесслера
Помимо угрозы физического уничтожения, космический мусор может являться причиной полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Данную теорию описывает так называемый синдром Кесслера, описанный консультантом НАСА Дональдом Кесслером в 1978 году. Суть данной теории заключается в «эффекте домино». По мере увеличения количества объектов на орбите увеличивается и количество потенциальных источников мусора. Столкновение двух крупных объектов приведет к появлению большого количества новых, более мелких объектов. В свою очередь, каждый из них может столкнуться с другим объектом. Таким образом возникает «цепная реакция», ведущая к появлению всё новых и новых обломков. По итогу, при достаточно большом количестве столкновений, количество образовавшегося мусора на орбите сделает невозможным её использование.
Однако на низких орбитах взаимодействие с атмосферой постепенно уменьшает количество мусора, и это подводит нас к следующей угрозе.
Падение космического мусора на Землю
Объекты, находящиеся на низкой орбите, еще находятся под влиянием атмосферы земли и постепенно замедляются, в результате через какое-то время начинают снижаться и входить в более плотные слои атмосферы. Многие объекты сгорают в атмосфере, но есть и те, что достигают поверхности планеты. Так, по данным НАСА, почти ежегодно отдельные фрагменты космических аппаратов достигают поверхности Земли.
Кладбище космических кораблей
Точка Немо — это самая удаленная от суши место на Земле, также называемая океаническим полюсом недоступности. Полюс недоступности — это место, которое наиболее сложно достигнуть из-за её удалённости, обычно от береговой линии. Ближайшая суша находиться в 2688 километрах от Точки Немо, а ближайшим населенным местом периодически становится МКС, орбита которой проходит над этим местом. Низкое содержание питательных веществ (круговорот в южной части Тихого океана блокирует попадание питательных веществ в этот район) и удаленность от прибрежных вод делают это место практически безжизненным, поэтому Точка Немо — идеальное место для захоронения космических аппаратов. Периодически этот район называют кладбищем космических кораблей. Некоторые русскоязычные источники называют этот район закрытым для судоходства, но судя по отсутствию нормативных документов и регламента процедуры захоронения (о которой чуть ниже) данный запрет носит рекомендательный характер. Ответственность за движение судов в этом регионе разделяют Чили и Новая Зеландия. За несколько дней до спуска космического аппарата, космические агентства предупреждают службы этих стран, которые в свою очередь доносят соответствующие предупреждения избегать этот район до летчиков и капитанов морских судов.
Похороны космического аппарата
Как и при любой другой космической операции, захоронение космического аппарата требует соответствующей подготовки. После проведения необходимых расчетов и предупреждения местных властей, аппарат, достигнув необходимого местоположения, начинает торможение. Как упоминалось выше, небольшие и компактные спутники, как правило, не достигают поверхности земли и сгорают за счет трения. Поверхности воды же достигают различные тугоплавкие конструкции. Так, например, данный участок используется российским Центром управления полетов для утилизации космических беспилотных грузовиков серии «Прогресс». Кстати, в результате захоронения части космического аппарата могут разлетаться на большой площади. Так, например, останки станции «Мир», затопленной в 2001 году, разлетелись на участок протяженностью 3000 километров. Подобная особенность несколько раз становилась причиной ЧП. В 1979 году часть американской станции «Скайлэб» упала на территории Австралии, в 1991 году обломки станции «Салют-7» упали на территории Аргентины. Также в 1997 году недогоревшая часть ракеты упала на женщину в Оклахоме. К счастью, все эти случаи произошли без жертв. Сейчас, ежегодно на кладбище космических кораблей свой последний приют находят несколько десятков кораблей, которые находясь на орбите являются источником большей угрозы.
Орбита захоронения
Помимо наземного кладбища также существует орбита, на которую отправляют уже отработавшие космические аппараты для уменьшения вероятности столкновения с ещё работающими. Существует две официальных орбит захоронения: для космических аппаратов, располагавшихся на геостационарной орбите, и для аппаратов для военных разведывательных спутников с ядерной энергетической установкой.
Геостационарная орбита — это орбита, расположенная над экватором земли, находясь на которой, искусственный спутник имеет такую же угловую скорость, как и Земля, т.е. находится всегда над одним и тем же местом на Земле. Эта орбита используется для размещения коммуникационных, телетрансляционных спутников и находиться на высоте 35786 километров над уровнем моря. После отработки, спутник примерно на 200 км (для каждого спутника расстояние рассчитывается индивидуально).
Увеличение количества искусственных спутников Земли. Источник — Европейское космическое агентство.
Другая орбита захоронения находится на высоте от 600 до 1000 километров. На эту орбиту отправляют военные спутники с ядерной энергетической установкой. Ориентировочно, эти спутники будут находится на орбите порядка 2 тысяч лет, после чего гравитация Земли притянет их.
Пути решения
В целом, поиск путей решения этой проблемы ничем не отличается от решения проблемы творческого беспорядка у вас на столе, только масштаб у первой слегка побольше. Имеется два пути — создавать меньше мусора или убирать старый.
Снижение создаваемого мусора
Как говорится, «Чисто не там где убирают, а там где не мусорят!». Собственно, в этом и суть. К основным направлением снижения создаваемого мусора относят следующие меры:
Как видно, первые два пункта пересекаются с общими направлениями развития космонавтики. Последний пункт же вносит некоторые коррективы в построение ракет. Как грамотно организовать утилизацию отработавших частей? Одно из развивающихся направлений — использование материалов, позволяющих ракетам-носителям вывести аппарат на орбиту, а затем сгореть в атмосфере. Т.е. такой материал должен выдерживать все взлетные нагрузки, и при этом не должен быть супер тугоплавким, чтобы за счет трения сгореть в атмосфере. Звучит как некоторый парадокс. На данный момент таких материалов в ракетостроении нет.
Второй способ — это возвращение частей КА на Землю. Самый очевидные примеры — это многоразовые ступени SpaceX и программа Space Shuttle.
Утилизация уже имеющегося мусора
В отличие от проектируемых с замыслом утилизации аппаратов, мусор на орбите сам себя утилизировать не может. Все текущие проекты «по уборке» космического мусора находятся либо в разработке либо в виде идеи. Было озвучено множество идей, которые можно классифицировать следующим образом:
Российский сборщик космического мусора, перерабатывающий космический мусор в топливо. Источник — russianspacesystems.ru
Облачные серверы от Маклауд быстрые, безопасные и не генерируют космический мусор.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Полеты под угрозой: облака мусора вокруг Земли соберут в кольца
Фрагменты старых спутников и различных космических аппаратов образовали целое облако вокруг нашей планеты. Без генеральной уборки на орбите человечество вообще может лишиться доступа в космос в ближайшие десятилетия, передает телеканал «Россия 24» и медиаплатформа «Смотрим».
Ближний космос станет непригодным для использования на десятки или даже сотни лет из-за так называемого синдрома Кесслера. Этот эффект был описан консультантом НАСА Дональдом Кесслером в 1978 году. Объекты в космосе сталкиваются, порождают космический мусор, который сталкивается с новыми объектами и так по нарастающей.
Столкновение даже двух крупных орбитальных спутников приведет к образованию тысяч и миллионов осколков, которые разлетятся во всех направлениях, поражая другие спутники и создавая новые обломки. Очень похоже на реакцию в ядерном заряде, разросшуюся до масштабов земной орбиты.
На низких околоземных орбитах, вплоть до высот около 2 тысяч километров, по разным оценкам, находится от 200 до 300 тысяч техногенных объектов. Их общая масса достигает 5 тысяч тонн.
Кроме этого, вокруг Земли вращается большое количество мелких обломков, примерно сантиметр шириной. Фрагменты мусора периодически сталкиваются на огромной скорости порядка 10 км/с, что приводит к появлению новых обломков.
Человечество пока не придумало эффективных способов уничтожения космического мусора. Есть проекты спутников, которые могли бы испарять обломки мощным лазерным лучом. Другой вариант – изменение их орбиты с помощью ионных пучков. Идея в том, чтобы обломки снижались, а затем сгорали в атмосфере.
Недавно ученые предложили еще один способ утилизации космических отходов. Мусор можно собрать вокруг Земли в кольца как у Сатурна. По плану, сортировка должна происходить при воздействии магнитных полей. Исследователи разработали технологию, позволяющую манипулировать объектами, даже если они не содержат магнитных металлов. При таком подходе мусор, конечно, не исчезнет, но хотя бы будет уложен в аккуратные кольца и не будет мешать.
Разработкой технологии, которая позволяет манипулировать объектами в магнитных полях, занимается группа американских специалистов во главе с профессором робототехники Джейком Эбботом.
«Для целей манипуляции предметами необходимо мыслить в шести измерениях. И мы создали магниты, действие которых направлено во все стороны. Выглядит это как куб, внутри которого три электромагнита, направленные перпендикулярно друг другу. Подавая напряжение на три эти магнита, можно манипулировать объектами в любом направлении. Каждый из этих электромагнитов создает вращающееся магнитное поле, которое двигает объекты», – отметил профессор кафедры машиностроения Университета Юты Джейк Эбботт.
Обнадеживает тот факт, что синдром Кесслера пока развивается медленно. Опасаться мгновенного взрывного роста количества космического мусора не стоит. Модели показывают, что серьезные столкновения объектов на орбите происходят примерно раз в пять лет. Невозможность выведения новых спутников ориентировочно грозит нам в 22 веке. Время для генеральной уборки на орбите еще есть, но и затягивать с решением проблемы не следует.
Как человечество борется с космическим мусором и чем он опасен
Сейчас на земной орбите находятся более 6,5 тысяч спутников. При этом работает из них только половина. В прошлом же году в космос полетели более 1200 кораблей, и показатель запущенных космических аппаратов с каждым годом будет расти. Это способно ещё больше увеличить количество мусора на орбите.
До 2010 года в космос попадало ежегодно примерно 100 аппаратов, а в 2021 году их количество превысило 1400. Более того, в ближайшее время компании SpaceX и Blue Origin отправят на орбиту особые группы спутников, которые позволят жителям Земли получить доступ к беспроводному широкополосному интернету. А это тоже обострит ситуацию с космическим мусором. Поскольку число космических аппаратов и космического мусора на орбите будет со временем увеличиваться, спутникам придётся выполнять больше маневров, чтобы избежать столкновения с фрагментами этого мусора. Также это может поспособствовать увеличению столкновений в космосе и привести к синдрому Кесслера (когда орбита станет непригодной для использования).
Какие же варианты очистки орбиты Земли от мусора есть? В 2012 году учёные из EPFL (Швейцарский федеральный технологический институт) предложили создать спутник CleanSpaceOne, который бы захватывал определённый фрагмент и переносил его на Землю. Предполагалось, что этот мусор вместе со спутником сгорит в плотных слоях атмосферы во время полёта. Однако такая технология стоит довольно дорого, её внедрение займёт много времени.
Другой вариант в 2016 году предложило Японское агентство аэрокосмических исследований. Оно запустило в космос электродинамический трос, направляющий космический мусор в сторону атмосферы Земли при помощи магнитного поля планеты. После этого в 2018 году в Великобритании стартовал проект RemoveDEBRIS от Космического центра Суррея, благодаря чему была протестирована эффективность захвата мусора при помощи сети, гарпуна и буксировки.
В 2020 году сотрудники Университета Пердью создали буксировочный парус Spinnaker3, который может захватывать даже огромные объекты, а затем направлять их в атмосферу Земли. Запуск миссии Spinnaker3 состоится в ноябре 2021 года.
В марте 2021 года был запущен спутник ELSA-d. Его создала японская компания Astroscale. Аппарат будет захватывать неактивные спутники небольшого размера с орбиты. В августе 2021 года успешно завершилось первое испытание устройства, а сейчас спутник проходит следующие этапы тестирования.
Лавинообразное увеличение мусора на орбите грозит лишить всех землян космоса
Сценарий каскадного размножения обломков на околоземной орбите, которые уничтожат космический телескоп Hubble и Международную космическую станцию, был красочно изображен в фильме «Гравитация» с Сандрой Буллок в главной роли, а вспомнить обо всем этом заставил подрыв собственного спутника, произведенный российскими военными ранним утром в понедельник, 15 ноября. Представители многих космических агентств мира выразили возмущение этими экспериментами и напомнили, что окружающее космическое пространство — это общий ресурс, а космические войны недопустимы. Насколько же в действительности реально и неизбежно негативное развитие событий?
После того, как российские военные уничтожили свой неработающий спутник, экипаж МКС был вынужден укрыться в спускаемых аппаратах, так как обломки, пролетавшие на большой скорости в опасной близости от МКС, могли нарушить герметичность станции. В некоторых случаях спутники и космические корабли сейчас могут еще маневрировать, уходя от особо угрожающего им космического мусора, но, возможно, ситуация рано или поздно окажется такой, когда число обломков на орбите станет расти как снежный ком, и все возрастающее число столкновений на орбите фактически отрежет человечество от космоса. Сам этот сценарий, на первоначальных стадиях которого мы, возможно, уже находимся, получил наименование синдрома Кесслера.
Дональд Кесслер, работавший тогда в NASA, рассмотрел этот сценарий в своей основополагающей статье 1978 года под названием «Collision frequency of artificial satellites: The creation of a debris belt».
Он предупреждал, что по мере того, как «количество искусственных спутников на околоземной орбите увеличивается, вероятность столкновений между ними также растет». «Столкновение между спутниками приведет к образованию на орбите дополнительных фрагментов, каждый из которых увеличивает вероятность дальнейших столкновений, что постепенно приводит к разрастанию облака обломков вокруг Земли», — считал Кесслер. Поскольку это облако со временем становится все более плотным, Кесслер выразил обеспокоенность тем, что это станет «серьезной проблемой в следующем столетии». Кесслер не работает в NASA c 1996 года, однако он и поныне остается активным членом сообщества исследователей космического мусора.
Словосочетание «синдром Кесслера» было пущено в ход Джоном Габбардом, который отслеживал события, связанные с разрушением спутников, для NORAD — North American Aerospace Defense Command, Командования воздушно-космической обороны Северной Америки — объединенной системы аэрокосмической обороны США и Канады, обеспечивающей контроль воздушного и околоземного пространства и предупреждение о воздушно-космических нападениях на эти страны.
Кесслер позже уточнил суть этого термина, заявив, что он «предназначен для описания явления, когда случайные столкновения между объектами, достаточно крупными, чтобы их можно было каталогизировать, создают опасность для космических кораблей из-за облака мелких обломков, число которых начинает существенно превышать количество метеороидов естественного происхождения». Он добавил, что «это явление в конечном итоге станет самым важным долгосрочным источником мусора», если мы не предпримем что-то на этот счет.
По некоторым оценкам, в настоящее время в окружающем нас космосе находится около 330 млн обломков, что кажется совершенно невероятной цифрой. Очевидно, что никто не запускал на орбиту 330 млн отдельных объектов, но проблема именно в том, что обломки в космосе могут размножаться, распадаясь на множество все более мелких частиц, которые затем могут врезаться в другие объекты и так далее. В результате всего этого число обломков с течением времени возрастает по экспоненте.
Большие участки на низких околоземных орбитах, особенно очень востребованная полоса между 900 и 1400 км, в конечном итоге становятся недоступными на длительные периоды времени, измеряемые десятилетиями.
В 1991 году Кесслер заявил о том, что «сейчас необходимо начать ограничивать количество оставляемых на орбите корпусов ракет и других объектов». Десятилетия спустя это предупреждение, казавшееся тогда преувеличенно пессимистичным, начало обретать вполне реальные и даже угрожающие черты, учитывая темпы запуска в космос все новых и новых ракет. Более того, попытки помешать этому процессу могут оказаться уже безуспешными, поскольку скорость, с которой создается космический мусор, сейчас выше, чем скорость, с которой этот мусор падает и сгорает в атмосфере Земли.
«Результаты моделирования, подтвержденные данными испытаний [ВВС США], а также рядом независимых ученых, позволяют предположить, что текущая ситуация с космическим мусором является нестабильной или превышает критический порог, так что любая попытка добиться уменьшения числа мелких обломков путем устранения их источников, скорее всего, потерпит неудачу: новые фрагменты столкновений будут генерироваться быстрее, чем прежние сходят с орбиты из-за торможения в верхних слоях атмосферы», — писал Кесслер в 2009 году.
Европейское космическое агентство соглашается с этим, заявляя, что образовавшиеся осколки от столкновений начнут преобладать на полезных участках низкой околоземной орбиты, и это станет тем фактором, который придется постоянно учитывать, «даже если все запуски будут полностью прекращены, что крайне маловероятно». Кроме того, геостационарная орбита, которая простирается над Землей в районе 36 тыс. км и на которой размещены сотни спутников, также не застрахована от «синдрома Кесслера».
Впрочем, Кесслер никогда не утверждал, что деструктивный каскад обломков может образоваться в течение короткого промежутка времени, исчисляемого несколькими днями или месяцами, или что этот каскад может быть спровоцирован одним-единственным космическим запуском. Фильм 2013 года «Гравитация» использовал именно такой сценарий, в котором разрушение российского спутника привело к возникновению каскадных событий, быстрому размножению космического мусора, который в конечном итоге и уничтожил Международную космическую станцию. В действительности единичное событие-триггер вряд ли приведет к массовому уничтожению спутников, однако столкновения, которые создают большие объемы мусора, могут существенно ускорить весь этот процесс.
Наблюдается тенденция постоянной подпитки «синдрома Кесслера». Космические запуски становятся все более дешевыми, космос делается все более доступным для коммерческой эксплуатации. Миниатюризация позволяет создавать спутники все меньшего размера и опять же удешевлять их эксплуатацию. Это означает, что с каждым запуском в космос выводится все большее количество спутников. Кроме того, существует тенденция к созданию спутниковых мегагруппировок, в которых целые флотилии орбитальных космических аппаратов работают совместно для предоставления таких услуг, как широкополосный доступ в Интернет. Компания SpaceX Илона Маска, уже запустившая на орбиту более 1700 спутников Starlink, считается лидер ом в этом направлении, однако подтягиваются и другие компании, такие как OneWeb и Amazon, которые намерены развернуть аналогичные космические группировки.
В настоящее время на орбите Земли находятся около 7630 спутников, из которых функционирующими остаются примерно 4700 (по оценкам ESA). Каждый объект, выводимый на орбиту, увеличивает риск столкновений, а каждое столкновение в свою очередь увеличивает вероятность будущих столкновений. Это может сделать перспективы долгосрочной жизнеспособности спутников достаточно сомнительными.
Когда же неприемлемо высокая плотность мусора превратит орбиту Земли в место, не подходящее для спутников, космических станций и космонавтов и сколько это может продлиться? В худшем случае имеющееся облако обломков уничтожит еще несколько спутников и сделает отдельные участки околоземной орбиты непригодными для какой-либо эксплуатации на длительное время. Облако обломков ниже 500 км в конечном итоге осядет обратно на Землю, но на это потребуется десятилетие или больше. Что касается области выше 600 км, то она может оставаться закрытой на неопределенный срок, если мы не найдем способ очистить ее принудительно.
Все это означает существенные риски для современных телекоммуникационных систем, отсутствие уже ставших привычными сервисов глобальных систем позиционирования GPS, пострадают также финансовые системы, будет во многом утрачен военный потенциал многих стран, и, среди прочего, мир лишиться метеоспутников и картографических инструментов. То есть человечество во многом вернется технологически в середину XX века.
Но способы уменьшить объемы космического мусора все же имеются. К ним относятся ограничение количества нового космического мусора за счет систематических восстановительных операций, например, технического обслуживания и ремонта спутников на орбите; предотвращение столкновений в космосе, например, за счет обеспечения маневренности всех спутников и запрещение испытаний противоспутникового оружия; изготовление более ударопрочных корпусов спутников; и, наконец, какие-то проблемы можно решить за счет более ответственного подхода к утилизации спутников, вырабатывающих свой ресурс — например, путем разработки спутников, которые могут самостоятельно сходить с орбиты. Также очень важно искать новые и эффективные способы удаления имеющегося космического мусора.
Вероятно, со временем будут приняты также разумные ограничения на объем и типы объектов, которые разрешено будет отправлять в космос. Договориться об этом со всеми сторонами, включая разные государства и частников, будет непросто, но эта вынужденная мера позволит поддерживать здоровую экологию околоземного пространства и избежать потери этого ресурса.