Вокруг Земли летает некая материя: что видят при помощи оптических телескопов
Космический мусор – это не только вышедшие из строя спутники и их фрагменты. Иногда астрономам, наблюдающим за орбитой, попадаются совершенно неожиданные объекты. «Это похоже на обычные тряпки, разбросанные в космосе», – говорит мой собеседник, руководитель Центра коллективного пользования «Международная сеть оптических телескопов для научных и прикладных задач» (МСОТ) Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН Виктор ВОРОПАЕВ.
Новый телескоп оптической сети ИПМ РАН. Фото Евгения Ромаса (ИПМ)
Специалисты ЦКП МСОТ регулярно смотрят в небо ради выявления астероидов, грозящих падением на Землю, или наблюдая за астрофизическими явлениями, к примеру, гамма-всплесками от объектов из других галактик. Но сегодня мы коснемся темы наблюдения ими тривиального, на первый взгляд, космического мусора в околоземном пространстве.
– Долгое время бытовало мнение, что наблюдать за малыми планетами Солнечной системы (так иногда называют астероиды ), сближающимися с Землей, можно только при помощи крупных телескопов. Но оптическая сеть ИПМ в свое время стала пионером в наблюдении за такими объектами при помощи малых телескопов, и сейчас многие «охотники» за астероидами и кометами используют такие инструменты, – вводит в курс дела Виктор Воропаев. – Тот же Геннадий Борисов (астроном, открывший вторую в истории мировых наблюдений межзвездную комету – Авт.) в Крыму, тоже работает на 50-сантиметровом телескопе (с диаметром главного зеркала 50 сантиметров). Именно его телескопы, кстати, составили основу небольших широкопольных телескопов, составляющих нашу сеть.
— Про громкие обнаружения падающих астероидов мы обычно сразу сообщаем. Но интересен бывает и космический мусор. Мне, например, последнее время интересно, что благодаря улучшенной технике, в космосе открываются такие объекты космического мусора, о которых раньше мы и не знали. К примеру, при помощи одного из наших телескопов в прошлом году мы открыли нечто, что, согласно его физическим характеристикам, имеет большое отношение площади к массе.
— То есть, что-то довольно широкое и в то же время легкое, из чего мы делаем вывод о том материале, из которого это «нечто» может состоять. Скорей всего, это всякие «тряпки» – фрагменты экранно-вакуумной изоляции, которой оборачивают снаружи конструктив космических аппаратов.
Образец экранно-вакуумной теплоизоляции на аппарате «Луна-25».
— Это может продолжаться миллионы лет. Именно работа нашей сети при координации организации «Вымпел» в начале 2010 годов позволила открыть целый пласт таких объектов, о которых раньше ничего не знали. Догадывались, что они есть, но думали, что они единичны. Оказалось, нет – их очень много и на геостационарной орбите, и на орбите нашей группировки ГЛОНАСС… Некоторые имеют такие удивительные свойства, что основной их драйвер – это световое давление, то есть, солнечное излучение. Они настолько тонкие и легкие, что меняют свою орбиту в довольно широких пределах, на тысячи километров, именно под воздействием солнечного света. Один объект мы как-то обнаружили на геостационарной орбите, на 35 тысячах километров, но солнечное излучение и световое давление изменило впоследствии его орбиту так, что оно вернулось обратно к Земле, то есть, эта «тряпка» начала постепенно спускаться, «чиркать» о земную атмосферу и в конце концов там сгорела. Физика этих объектов очень интересна, – это класс тех сущностей, с которыми мы сталкиваемся в космосе. Если раньше на них не особо обращали внимание, как на потенциально опасные объекты, то сейчас, когда в космосе стало очень много спутников, опасность могут представлять и они.
– Она может пробить его. Мы привыкли к тому, что все происходит на малых скоростях, а теперь представьте, что оба объекта, которые потенциально могут столкнуться, летят относительно друг друга со скоростью 4 километра в секунду. Куски фольги при таких скоростях могут легко повредить спутник. Поэтому такие фрагменты ткани обнаруживаются и каталогизируются, а баллистики после сводят их в единое целое.
– Видят, к примеру, астрономы из Крыма один объект, потом, месяца через три на Терсколе – другой, потом еще один – в Боливии. Баллистик-математик, обладая высокой квалификацией, говорит: стоп: это один и тот же объект!
– Иллюминатор не закроет, но может, как произошло в прошлом году на китайском космическом корабле, выбить кусочек стекла из иллюминатора, в результате чего за тайконавтами пришлось присылать корабль-спасатель. Но там, в качестве мусора, скорей всего, был обычный твердый фрагмент какого-то спутника.
– Разные бывают причины – от неудачных стартов, после которых спутники остаются на нештатной орбите, и в них потом врезаются другие, до взрывов спутников прямо в космосе. У американских аппаратов, к примеру, взрывы бывают связаны с электролитом в аккумуляторных батареях. Когда аппарат завершает свой жизненный цикл, из него стараются стравить остатки газа, остатки топлива, закоротить аккумуляторные батареи. Но проблема в том, что часто аппараты «умирают» внезапно, и топливо, и газ при этом остаются в них. Со временем на спутнике накапливается статический заряд, который и приводит иногда к взрывам, – спутник разлетается на тысячи фрагментов. Мы видели через наш телескоп на Терсколе такой взрыв американского разгонного блока типа «Центавр». А буквально месяц назад, предположительно, взорвался аккумулятор в одном из спутников связи Starlink. Это было на высоте 500 километров, но такое же может происходить и на более высоких орбитах.
— Каждый день в высокоорбитальной области космического пространства обнаруживаются 1-3 объекта космического мусора, то есть, если прибавить данные со всех сетей наблюдения в мире, то каждый год количество видимых фрагментов мусора (от 10 сантиметров до нескольких метров) увеличивается в среднем на 1000 штук. Это говорит о том, что микрообъектов размером около 1 сантиметра и меньше, может быть гораздо больше. Российская модель распределения малоразмерного космического мусора показывает, что число микрообъектов, которые никак не сопровождаются, – ни оптикой, ни радарами, может быть в космосе более миллиона.
– В сети около 30 работающих телескопов, не считая те, которые прекратили работать за рубежом, к примеру, в Австралии, Швейцарии, в результате наложенных на Россию санкций.
Сеть постоянно расширяется, обеспечивая надежность данных. Для баллистиков нет предела первичной информации, и на вопрос, сколько измерений вам необходимо, они обычно отвечают: чем больше, тем лучше. Тем более, что погода у всех разная. В масштабах планеты она портится последние годы, – буквально доли градуса глобального потепления приводят к существенному изменению астроклимата. К примеру, в тех местах, где чаще всего было ясное небо, становится больше пасмурных, дождливых дней, а телескопы, в отличие от радаров, не могут работать при облачности.
– Недавно состав оптической сети МСОТ ИПМ дополнился новым 320-миллиметровым телескопом российского производства, расположенным в Краснодарском крае. Это уникальный (не серийного производства) широкоугольный телескоп, сделанный в России. Предназначен он для наблюдения объектов космического мусора в рамках решения научных задач по исследованию техногенной засоренности околоземного космического пространства и обеспечения безопасности полетов космических аппаратов российской орбитальной группировки. Кроме того, новый телескоп будет участвовать в работах ИПМ, который является полноправным членом международной сети IAWN по мониторингу астероидно-кометной опасности (она основана ООН). Мы сопровождаем околоземные астероиды размером в десятки и сотни метров, включая потенциально опасные.
Свежие комментарии