Повреждения и разрушения космических аппаратов

« Французский спутник-шпион стал жертвой техногенного мусора, скопившегося в окрестностях нашей планеты» - из ссобщения ИТАР – ТАСС 1988 г.

Эта была первая официально признанная авария в ближнем космосе, связанная с загрязнением околоземного пространства.

По словам директора компании «Сервей сетелит технолоджи», построившей этот космический аппарат, спутник предназначался для контроля за работой радиоперехватчиков в интересах французской военной разведки. Но дорогое (несколько миллионов франков) электронное оборудование проработало недолго. Обломок ракеты «Ариан», крутившейся в космосе еще с 1986 года протаранил спутник на встречных курсах со скоростью 15,5 км/с.

Несколько советских военных спутников-шпионов (шесть штук) на геостационарной орбите были выведены из строя в результате намеренного и запланированного заранее выброса на пути их движения нескольких сот килограммов швейных иголок (годовых отходов всей швейной промышленности США). Эти иголки просто изрешетили спутники и полностью вывели их из строя (разгерметизировали). Шесть военных спутников полностью контролируют обстановку на Земле. Один обязательно контролирует Северный ледовитый океан, там курсируют все атомные подводные лодки, другой Тихий океан (военно-морской флот США- особенно авианосцы), территорию Канады и Америки (подземные пусковые установки стратегических ракет дальнего действия), Средиземное море, Атлантический океан и Индийский океан (включая территорию Китая). К тому же иголки существенно нарушили радиосвязь с Землей – передачу информации и работу радиолокаторов слежения других советских спутников- шпионов на других орбитах. В течение почти недели СССР не имел информации о действиях вероятного противника и был бессилен против первого удара.. Но война не началась по причине того, что второй удар (если бы американцы первые запустили в сторону СССР ракеты с атомными зарядами по военным объектам: шахтам, складам и реакторам по производству атомных головок) со стороны советов был бы по городам Америки, ибо поражать пустые шахты и другие военные объекты не было смысла. Наиболее трагичным был бы удар по населенным городам.

В отместку Советы уничтожили шесть американских военных спутников на геостационарной орбите направленным взрывом кумулятивных зарядов в результате использования безпилотного высокоманевренного спутника – киллера. Об этом недавно была передача по телевидению в рубрике космические войны. Все это существенно увеличило количество техногенного мусора в ближнем космосе.

Техногенный мусор основательно начинает досаждать космическим аппаратам и космонавтам. Так, в июле 1983 года в иллюминаторе орбитальной станции «Салют-7» образовалась выбоина (кратер) диаметром четыре миллиметра. В том же году, во время полета «Челенджера», на его лобовом стекле появилась выбоина размером 2,5 см и глубиной 0,5 см. После приземления стекло обследовали и пришли к выводу, что «прозрачную броню» толщиной 12 мм чуть не пробила чешуйка краски размером всего 0,2 мм, сорвавшаяся в космосе с какого-то космического аппарата. «Если бы это была гайка или болт, то шаттлу пришел бы конец» - констатировали американцы-специалисты НАСА. Более существенные соучаи поражения космических аппаратов зафиксированы для: «Легеос», «Геос-2», «Космос-954», «Космос-1275», «Салют» и т. д.

О степени опасности столкновения с техногенными частицами в космосе, скорость которых при встречном ударе достигает 16 км/с, свидетельствует хотя бы такой экспериментальный факт: на снятых со спутника «Солар макс» теплозащитных экранах обнаружено около двух тысяч отверстий и выбоин, образовавшихся за четыре с половиной года функционирования спутника в космосе.

«Тем не менее для обитателей Земли космический мусор не представляет опасности»- заверяют специалисты. Большая часть его сгорает при прохождении плотных слоев атмосферы. И практика пока подтверждает это. До сих пор единственной жертвой упавшего на Землю обломка космического аппарата является кубинская корова, погибшая на острове Свободы еще в 1962 году. Но уже неоднократно землянам грозили «космические посланцы». Назовем лишь самые крупные происшествия.

1979 год. Орбитальная станция «Скайлэб» весом около 85 тонн рухнула в Тихий океан, зацепив градом осколков и побережье Австралии.

1991 год. Сорокатонная станция «Салют-7», состыкованная с кораблем «Космос-1686», после неуправляемого снижения рассыпалась над Аргентинскими Кордильерами (в безлюдных горах).

Разве могут такие большие конструкции полностью сгореть в атмосфере? Да, что говорить, если даже пресловутый американский молоток, летающий сейчас у нас над головами, согласно расчетам, благополучно достигнет Земли, лишившись, правда, по дороге деревянной ручки и слегка оплавившись в атмосфере. Кто знает, где он упадет? А ведь таких техногенных объектов на орбитах вокруг Земли свыше 7500.

На Земле существуют целые районы, где особенно часто падают с неба техногенные тела. Это, например, весь российский Север – от Архангельской области до Якутии, где регулярно валятся с неба отработанные ступени ракет, двигатели, обтекатели ракет, запускаемых с космодрома Плисецк. По разным источникам, в тундре скопилось уже от 16 до 30 тысяч тонн «космических обломков».

До этого такая же ситуация наблюдалась в Казахстане вблизи космодрома Байконур. Особенно опасны отработанные ступени ракетоносителя «Циклон», в которых остается в среднем до 500 кг очень ядовитого и опасного вещества гептила – одного из компонентов ракетного топлива. В 1999 г случились подряд две аварии при запуске ракетоносителей «Циклон», при этом было рассеяно в районах Казахстана несколько десятков тонн гептила. России пришлось выплатить Казахстану изрядную сумму долларов за нанесенный экологический ущерб природе нашего южного соседа. Вопреки официальным заверениям космических держав о безопасности космоса, даже школьнику понятно, что человеческие жертвы от падения техногенного мусора из космоса на Землю рано или поздно в зонах повышенного риска (вблизи космодромов) неизбежны.

В настоящее время безоблачное голубое небо над головами землян уже не кажется таким мирным и безопасным. И даже не из-за космического мусора, который в любой момент может свалиться на Землю. Сравнительно недавно люди узнали, что на высоких орбитах кружат, ожидая своего часа, секретные спутники-шпионы с атомными реакторами на борту. Практически все они (31 отечественный спутник и 7 спутников США) сосредоточены на высотах в диапазоне 800-1100 км, т.е. в зоне как раз максимальной вероятности столкновения с техногенным мусором.

Из компетентных источников:

1964г. Потерпел аварию американский спутник «Транзит», распылив в атмосфере Земли радиоактивное вещество.

1968 г. Метеоспутник «Нимбус В-1» с ядерным реактором на борту не достиг заданной орбиты и рухнул в океан.

1969 г. Неудачные запуски двух советских лунных зондов, значившихся под названиями «Космоос-300» и «Космос-305», закончились аварийным входом в атмосферу и распылением радиоактивных веществ.

1970 г. После аварии на корабле «Апполон-13» американские астронавты вынуждены были при возвращении на Землю сбросить лунный отсек с атомным реактором. Несмотря на интенсивные и широкомасштабные поиски, он так и не был найден.

Ядерные энергоустановки стали использоваться на советских спутниках- шпионах с 1967 года. Эти аппараты запускались ракетоносителями F-1 с Байконура и предназначались для радиолокационного слежения за военным флотом американцев и кораблями их союзников. Реактор, снабжавший локатор спутника энергией, содержал более 30 кг 90-процентного урана-235. Принимались, впрочем, и меры предосторожности: когда спутник вырабатывал свой ресурс рабочей деятельности, его затем «забрасывали» с помощью дополнительных двигателей на более высокую орбиту (около 1200 км и более), где он смог бы вращаться, не падая, еще 100-200 лет. Эту проблему должны будут решать наши внуки и правнуки. Не следует думать, что за это время реакторы станут менее опасны. Скорее наоборот, ведь нарабатываемый в них плутоний более радиоактивен и имеет период полураспада 24 тысячи лет. Так что с этими потенциальными «атомными бомбами замедленного действия» придется разбираться нашим далеким праправнукам.

Но без ЧП все же не обошлось. В январе 1978 года спутник «Космос-954» внезапно разгерметизировался (возможно в результате поражения техногенным осколком» и после неуправляемого снижения градом радиоактивных обломков рухнул на Север Канады. После вспыхнувшего международного скандала СССР взял на себя половину расходов по очистке загрязненной территории и выплатил канадцам три миллиона долларов.

Второе ЧП произошло уже в 1982 году. «Космос-1402» не удалось вывести на более высокую орбиту и он стал падать. Содержимое реактора и остатки спутника рассеялись над Южной Атлантикой (в океане).

В 1988 году еще один «Космос» с ядерной начинкой потерял управление. Лишь в самый последний момент сработали дополнительные двигатели, забросив «шпиона» на более высокую (тысячекилометровую) орбиту. После этого случая СССР отказался от использования ядерных энергоустановок на спутниках. Но к тому времени на разных орбитах вокруг нашей планеты уже скопилось 38 таких «бомб»

Недавно на одной из международных научных конференций В Москве всерьез обсуждался проект захоронения ядерных отходов в ближнем космосе. А транспортировать контейнеры с отходами в космос предлагалось новейшими ракетоносителями «Зенит», специальными легкогазовыми баллистическими установками или электромагнитными ускорителями.

«Зенит», как известно, разработан в НПО «Южное» (г. Днепропетровск) в 1975-1986 годах. Хотя «зенит» является одним из наиболее высокотехнологичных ракетоносителей, он отнюдь не образчик безопасности. Степень угрозы аварии легко подсчитать, если вспомнить, что из 15 первых запусков четыре, по меньшей мере, были неудачными, причем три аварии произошли буквально одна за другой.

Октябрь 1990 года. Не вышел на орбиту из-за отказа 1-й ступени.

Август 1991 года. Не вышел на орбиту из-за отказа 2-й ступени.

Февраль 1992 года. Не вышел на орбиту из-за отказа 2-й ступени.

С тех пор «Зениты», да и другие ракетоносители, не стали надежнее. И не потому, что их делают кое-как. Просто достигнут предел надежности такой техники на нынешнем уровне технологических возможностей современной техники. И на таких ракетах собираются отправлять в космос ядерные отходы? О пушках говорить вообще преждевременно, поскольку аварий с ними будет не меньше, если не больше. А как будут вести себя контейнеры с радиоактивными отходами при разрушении их техногенными осколками на орбитах. Последствия могут быть самыми непредсказуемыми. Неужели у человечества не хватит разума не умножать проблем с космическим мусором? И без того в околоземном пространстве дрейфует уже огромное кладбище погибших космических кораблей.

Кроме техногенного мусора повреждения и разрушения космических аппаратов могут наблюдаться и при ударе естественных объектов, основной составляющей которых являются метеороиды, астероиды и «кома»-газопылевой след комет и т. п.

Защита космических аппаратов нашла практическое применение в международном проекте «Вега», которым руководил академик Р.З. Сагдеев. Целью этого последнего громкого космического проекта СССР было исследование с помощью космических аппаратов ядра знаменитой кометы Галлея. В соответствии с проектом «Вега» двум космическим аппаратам предстояло буквально «пробиться» через газо-пылевую оболочку ядра-«кому», выполнить фотографирование и провести элементный анализ ее вещества. Из-за ретроградной (противоположной направлению движения Земли) траектории относительная скорость кометы и аппаратов составляла громадную величину-80 км/с, что потребовало создания специальной защиты космических зондов от обстреливающих пылинок комы, способных на такой скорости пробить алюминиевую пластину толшиной-10 см. Будучи оснащенными такой «примитивной» монолитной броней, космические аппараты оказались бы слишком тяжелыми и не смогли бы уже нести никакой научной аппаратуры. Выход состоял в применении тонких (-0,5 мм) отстоящих друг от друга на 10 см защитных экранов, дефокусирующих (рассеивающих) кинетическую энергию удара пылевой частицы. Ударяясь о такие экраны, кометные частицы возбуждают ударные волны с давлением в плазме порядка 60 млн атмосфер и температурой-10⁵ К, что намного превосходит энергию связи в твердом теле. Поэтому пробивая первый экран, кометная частица испаряется и создает плазменное облако, которое, расширяясь в полете, дефокусирует свою энергию и без труда задерживается вторым экраном, расположенным на расстоянии 10 см от первого. Это обстоятельство позволило быстро и достаточно уверенно сконструировать защитные системы, которые вполне успешно сработали на обоих советских космических зондах. А неудачная защитная система «бампер» на аппарате Европейского космического агентства «Джотто» привело к аварии. От удара крупной кометной частицы он потерял пространственную ориентацию вблизи ядра кометы из-за ошибочной оценки возмущающего импульса, которая была использована в настройке ориентационной системы «Джотто».