Виктор Гюго называл его «верхним океаном». Как и моря, страдающие от загрязнения, космос становится огромной свалкой под открытым небом .

Тысячи обломков делают опасным любой вывод на орбиту и угрожают спутникам. «Внешняя чистота космоса обманчива», – говорит Клод Николье (Claude Nicollier), который видел все своими глазами. Может быть, эта работа ведется еще и потому, что Швейцария ассоциируется с традициями чистоты? Центр космических исследований Федеральной политехнической школы в Лозанне (ФПШЛ) представил в среду макет первой «космической уборочной машины». «Пришло время действовать, – говорит астронавт. – До сих пор нам везло, не было серьезных столкновений».

Эта проблема не нова. После запуска первого советского спутника в 1957 году состоялось еще 4700 запусков, в результате которых на орбиту было выведено 6 000 спутников. Однако из них в настоящий момент работают только 800! На орбите было также произведено 200 взрывов, последний крупный взрыв состоялся в 2007 году, когда Китай уничтожил один из своих спутников с помощью ракеты. И все это, не считая всевозможных других объектов, целых частей космических кораблей или заброшенных солнечных батарей, кусочков краски и топливных отходов. Короче говоря, речь идет о весьма широком спектре отходов, которые сейчас вращаются вокруг Земли.

По разным данным, на земной орбите насчитывается от 13 000 до 19 000 объектов диаметром более 10 см, это самые опасные из них, которые были инвентаризированы и находятся под наблюдением. А ведь есть еще от 200 000 до миллиона объектов диаметром от 1 до 10 см, не считая десятков миллионов еще более мелких мусорных частиц.

Этот мусор расположен на разных высотах. Объекты, которые находятся в нескольких сотнях километров от Земли, имеют все шансы упасть на нее в ближайшее время, хотя их тормозят верхние слои атмосферы. «Однако максимальное количество мусора находится на высоте от 700 до 900 км», – уточняет Клод Николье. Остальные расположены на геостационарной орбите, на высоте 36 000 км, где летают телекоммуникационные спутники. «А ведь на высоте более 1000 км период разрушения спутников и обломков мусора исчисляется тысячелетиями», – говорит Фернан Альби (Fernand Alby), специалист Французского национального центра космических исследований (ФНЦКИ).

Эти обломки создают различные проблемы. Те, что находятся на нижней орбите, могут со временем упасть на Землю, в каком угодно месте. С момента начала космической эры в атмосферу вернулось 25 000 объектов, что в среднем составляет 1,4 в день. Эта космическая пыль может также затруднять астрономические наблюдения. Однако самая серьезная угроза – в космосе.

Даже самые маленькие обломки могут причинить большой ущерб из-за их невероятной скорости, достигающей 28 000 км/ч.  Кусочек алюминия диаметром 1 мм в таких условиях обладает такой же энергией, что и железный игровой шар, запущенный со скоростью 100 км/ч. При столкновении со спутником, последний может разнести на кусочки. Другой конкретный пример: после каждого возвращения космического челнока, у него приходится заменять один иллюминатор, поврежденный из-за столкновения с космическим мусором.

Однако самые серьезные аварии могут случиться на Международной космической станции (МКС). Ее защита из многослойных пластин рассчитана на мусор диаметром не более 2 см. А когда станции угрожает столкновение с более крупным обломком (4-5 раз в год), всем ее обитателям иногда приходится даже укрываться в эвакуационном модуле. Последняя крупная тревога была поднята в июне 2011 года: по данным НАСА, «неопознанный объект» прошел всего в 250 м от МКС.

Хуже того, эта  тенденция не собирается меняться. Ежегодно осуществляется от 60 до 100 запусков. «Мы не умеем запускать спутники, не оставляя на орбите ступеней ракеты-носителя», – говорит Фернан Альби. Все наблюдатели говорят об экспоненциальном росте количества обломков.

В сентябре 2011 года американский Национальный исследовательский совет опубликовал доклад, в котором говорилось, что «критическая точка» приближается. «Мы опасаемся эффекта домино», – говорит Мюриэль Ришар (Muriel Richard), руководитель проекта в ФПШЛ. Иначе говоря, столкновение между двумя крупными обломками порождает целый поток мелких, которые в свою очередь увеличивают вероятность новых столкновений. В качестве примера, столкновение в 2009 году двух спутников (телекоммуникационного американского и выведенного из строя российского) породило тысячи новых обломков.

Что же делать для решения этой проблемы? Во-первых, оптимизировать мониторинг с земли, с помощью радаров и телескопов. США, Россия и многие европейские страны имеют собственные системы слежения. Однако «эти системы – военные, – говорит Фернан Альби. – А инвентарь обломков, который публикуют их руководители, – это всего лишь неполноценный субпродукт их наблюдательской деятельности…» Поэтому некоторые эксперты выступают за создание гражданских систем слежения.

Европейское космическое агентство (ЕКА) разрабатывает так называемую программу SSA (Ситуативная космическая осведомленность), стоимостью 1 млрд. евро, по словам ее руководителя Николя Бобрински (Nicolas Bobrinsky). Этап разработки продвигается успешно. Каков его план? «Объединить существующую в Европе инфраструктуру, а затем дополнить ее, при необходимости. В швейцарском Циммервальде есть два телескопа, которые будут участвовать в этой программе». Функциональный этап SSA, однако, будет гораздо более сложным в реализации, в частности как раз из-за того, что военные опасаются раскрытия данных, составляющих «военную тайну».

Параллельно с этим ученые из Немецкого космического агентства НКА разрабатывают систему подметания неба с помощью мощного лазера, лучи которого будут распознавать объекты сантиметрового диаметра. Они провели успешные испытания этой системы в январе. «Результаты показали, что наша идея работает», – говорит Адольф Гизен (Adolf Giesen), который рассчитывает завершить создание этой системы в 2014 году. А затем с ее помощью можно будет напрямую распылять мелкие отходы.

Другой вариант: прибраться в космосе. «Достаточно убирать 5-10 крупных обломков в год, чтобы стабилизировать их численность», – говорит Фернан Альби. Все агентства разрабатывают свои планы. ЕКА включила раздел «Чистый космос» в повестку дня своих приоритетов до 2015 года. «Существуют различные варианты, – рассказывает руководитель этого проекта Луиза Инносенти (Luisa Innocenti) – Первый состоит в том, чтобы увеличить площадь обломка с целью затормозить его и таким образом заставить упасть на Землю». Каким образом? «С помощью солнечного паруса или надувной оболочки, которая прикрепляется к обломку с помощью специального устройства».

Разрабатываются также различные варианты использования проводов. Буксир может прицепить к обломку длинный трос, зависнув над ним. После стабилизации этой пары трос отпускают: в соответствии с законами физики, обломок теряет высоту, а буксир набирает, и может заняться следующим обломком. Еще одно изобретение: прицепить к обломку провод с электрическим током. При пересечении с магнитным полем Земли этот механизм сообщается со всеми силами торможения (гипотеза Лапласа) и в результате сходит с орбиты.

«Более простая схема – это вылавливание мусора, – говорит Луиза Инносенти. – С помощью машин, оборудованных сетями или щипцами, а затем эти корабли-мусоровозы можно «топить». Однако эта технология нуждается в разработке». Именно этим собирается заниматься ФПШЛ  в рамках своего проекта.

По словам Ферана Альби, такие инициативы похвальны – ФНЦКИ тоже об этом задумывается. «Однако их также следует оценивать с точки зрения их стоимости». Запуск космического устройства, нацеленного на один-единственный обломок, может оказаться нерентабельным. Еще одна проблема: в соответствии с международным правом, каждая страна может заниматься только произведенными ею отходами, что может сократить общий масштаб предпринимаемых мер.

А пока ученые занимаются оценкой уязвимости для каждого из спутников. Недавно запущена европейская программа под названием «Защита». «Риск невелик, около 1 к 10 000 в год, – предупреждает Фернан Альби. – Однако если учитывать весь космический мусор, то мы увидим, что столкновение между двумя инвентаризированными объектами случается раз в пять лет. Это еще не катастрофа. Однако масштаб проблемы растет».

Чтобы его сократить, специалисты рассчитывают на профилактические меры. Вот уже 15 лет группа IADC, в которую входят 11 крупнейших космических агентств, разрабатывает рекомендации, направленные на сокращение распространения мусора. «Мы хотели бы создавать спутники, которые оснащены системой вывода с орбиты и включать ее в проект с момента начала разработки, сейчас этого не делается», – говорит Луиза Инносенти. Еще один совет: делать все возможное, чтобы опустошать топливные резервуары спутников, избегая, таким образом, опасности взрыва. Этому правилу редко следуют, поскольку оно часто ведет к увеличению стоимости разработки.

Чтобы все эти проекты могли быть реализованы, различные государства во главе с США и Евросоюзом приняли решение объединить свои усилия с целью разработки международного кодекса ответственного использования космоса. «Если международное сообщество не будет решать эти проблемы, окружающая среда вокруг Земли будет становиться все более опасной для человеческих исследований и спутников, что будет иметь негативные последствия для нас всех», – заявила 17 января госсекретарь США Хиллари Клинтон. Один из рабочих вариантов будущего договора сначала был отвергнут Пентагоном, а затем принят. При условии, что в нем не будут накладываться никакие ограничения на деятельность, связанную с обеспечением безопасности Америки в космосе.