Государственное космическое агентство Кении расследует происхождение объекта, который в начале января 2025 года упал на деревню Мукуку. По словам кенийских властей, металлическое кольцо весом около 500 килограммов и диаметром 2,5 метра, скорее всего, часть первой ступени космической ракеты-носителя. В заявлении космического агентства говорится: "Такие объекты должны сгорать в атмосфере или падать в океан".
Обломки ракет, нерабочих спутников, космических кораблей и отходы с МКС часто возвращаются в атмосферу Земли, большая часть сгорает в ее плотных слоях и не приносит вреда. По данным Европейского космического агентства (ЕКА) за 2024 год, космический мусор возвращается в атмосферу почти каждую неделю. За 2023 год на Землю упало 1500 объектов, а годом ранее – 2500. При этом, сообщает ЕКА, в прошлом веке количество частиц космического мусора, упавших на Землю, было в среднем сильно ниже – около 500 единиц в год.
Осмотр металлического кольца, которое, предположительно, является упавшей на Землю частью космического аппарата. Округ Макуени на юге Кении, январь 2025 года. Кадр агентства Reuters
На жилые районы космический мусор падает редко, поскольку траекторию падения ступеней ракет-носителей, вышедших из строя спутников и космических станций агентства разных стран стараются рассчитать так, чтобы обломки падали вдали от населенных пунктов. Частные и государственные компании обязаны предоставить расчеты еще до запуска, рассказывает главный редактор журнала "Все о космосе" Денис Альбин: "В Соединенных Штатах и в Европе приняты нормы и правила, которые обязывают операторов запуска следить как за спутниками, так и за ступенями и прочим – допустим, разделительные кольца и так далее, считать, где они могут упасть. Скажем так, они не получат лицензию на запуск, если они не посчитают все траектории и не докажут, что это безопасно".
Мусор на Земле: что долетает и есть ли угроза людям
Безопасно избавиться от мусора из космоса удается не всегда. В 2024 году на дом в штате Флорида в США упал кусок контейнера с отработанными батареями, выброшенного c МКС еще в 2021-м. Сброс мусора общим весом более двух тонн контролировали в НАСА. По прогнозам Американского космического агентства, контейнер и его содержимое должны были сгореть в атмосфере, но часть мусора "вошла в атмосферу повторно", из-за чего обломок контейнера размером 10 на 4 сантиметра и весом чуть менее килограмма пробил крышу и потолок частного дома. НАСА признало свою ответственность и пообещало: "Международная космическая станция проведет детальное исследование процесса выброса за борт и повторное вхождение в атмосферу, чтобы определить причину сохранения обломков и при необходимости обновить моделирование и анализ". Случай во Флориде в 2024-м – не единственный. В 2003 году во время неудачной посадки в США взорвался космический шаттл "Колумбия", погибли семь членов экипажа. Один из обломков пробил потолок стоматологического кабинета в Луизиане, а позднее в окрестностях было найдено около 84 тысяч частей шаттла.
Жительница Техаса фотографирует один из крупных обломков шаттла "Колумбия", найденный неподалеку от города Хемпхилл. Февраль 2003 года. Фото: Reuters
На Землю обломки ракет "роняют" многие страны. В 2023 году на пляж в Австралии вынесло металлический цилиндр около трех метров в диаметре – оказалось, это ступень ракеты, запущенной Индией. Спустя две недели после происшествия австралийское космическое агентство выступило с заявлением: "Мы пришли к выводу, что объект, выброшенный из моря на пляж недалеко от залива Джуриен в Западной Австралии, скорее всего, является обломками израсходованной третьей ступени ракеты-носителя Polar Satellite (PSLV). PSLV – это ракета-носитель средней грузоподъемности, эксплуатируемая индийским космическим агентством". После запуска спутника часть одноразовой ракеты не сгорела в атмосфере, упала в океан и через некоторое время оказалась на пляже. Индийские власти подтвердили предположение австралийского космического агентства, но мусор не забрали. Обломки, найденные на пляже, позднее выставлялись в научно-образовательном центре в столице Западной Австралии.
Космический мусор падал на континент и в прошлом веке. В 1979-м по нескольким австралийским городам разбросало части американской орбитальной станции Skylab, которая неудачно вошла в атмосферу Земли.
Австралийский фермер Джеймс Стиртон стоит возле металлического обломка космического мусора, упавшего на территории его владений в Квинсленде. Март 2008 года. Фото: Reuters
Первые случаи падения космических аппаратов начали фиксировать еще раньше, в 1960-х годах, почти сразу после того, как был запущен первый спутник. В 1962-м обломки первого советского космического корабля "Восток-1П" с научной аппаратурой и манекеном на борту упали в штате Висконсин. Несколько обломков "Востока" было найдено в городе Манитовок. 16 лет назад жители этого города начали проводить ежегодный фестиваль Sputnikfest (как они сами говорят, "чокнутый фестиваль"), "чтобы отдать дань уважения этой уникальной истории".
В Манитовоке при падении обломков никто не пострадал, но спустя несколько лет, в 1969 году, японские дипломаты сообщили, что обломки некоего советского космического аппарата упали на грузовой корабль, ранив пять членов экипажа судна. Второй подтвержденный случай падения обломков космического мусора на человека был зафиксирован в 1997 году. В Оклахоме падающий 10-сантиметровый обломок американской ракеты "Дельта-два" (Delta II) задел женщину.
В целом вероятность пострадать от обломков космического мусора крайне мала. По подсчетам Европейского космического агентства, она составляет один к миллиарду.
Денис Альбин рассказывает: "Нельзя сказать, что такого не произойдет никогда, что никто не пострадает. Рано или поздно, скорее всего, да, – и тогда за это дело возьмутся более серьезно. Но пока такого не произошло. И кольца падали, и ступени падали, и даже части ступеней Falcon 9 тоже вылавливали из моря, и части падали… там на ранчо одному фермеру упало. Бывает, случается, но такое пока редкость". (Falcon 9, о которой говорит собеседник, – многоразовая ракета-носитель компании SpaceX, после отстыковки ее первая ступень возвращается на посадочную площадку или плавающую платформу. У Falcon 9 рекордное количество удачных запусков – более 330).
Мусор на орбите и синдром Кесслера: пора ли человечеству переживать
Осенью 2024 года Европейское космическое агентство опубликовало отчет о количестве космического мусора на орбите Земли. По данным ЕКА, на орбите находится более миллиона обломков космического мусора размером более одного сантиметра, "достаточно больших, чтобы нанести катастрофический ущерб". Обломков крупнее и опаснее, размером более 10 сантиметров, – около 26 тысяч.
За обломками внимательно следят, чтобы избежать столкновений с активными спутниками и МКС, объясняет главред журнала "Все о космосе":
"Помимо государственных организаций, таких, как 18-я эскадрилья контроля космического пространства ВВС США, которые отслеживают обломки на орбите, есть также разные частные компании, которые этим занимаются. Они получают контракты, ставят свои станции слежения по всему миру и следят за обломками, включая обломки, которые несколько сантиметров в диаметре. Во-вторых, практически все современные спутники оборудованы двигателями, что позволяет им маневрировать. Действительно, есть такая проблема, особенно в последнем году, что количество маневров, которые приходилось предпринимать спутникам, перевалило за несколько тысяч – с целью избежания столкновения. Но, опять же, есть другой момент. Дело в том, что опасным сближением считается сближение на пять километров. Это на самом деле огромная дистанция, но в целях безопасности предпочитают предпринимать какие-то маневры уклонения. Действительно, спутники взрываются, даже старые спутники, которые, казалось бы, полностью обесточены – и батареи заряжены, и остатки топлива сброшены в открытый космос. И тем не менее вот буквально несколько недель назад был случай с американским спутником национального управления слежения за океаном. Он взорвался по непонятной причине. То есть вроде батарея была разряжена и топлива не было – но на 50 частей раскололся. Такое тоже случается. Но, как правило, все эти спутники находятся на низкой орбите, а там все-таки плотность атмосферы относительно велика. И в течение нескольких лет – может, где-то пять, где-то десять лет – все эти обломки благополучно сгорают в атмосфере".
Один из худших сценариев загрязнения орбиты, по мнению Европейского космического агентства, – так называемый синдром Кесслера. В конце 1970-х годов специалист НАСА Дон Кесслер предложил теоретический сценарий, касавшийся быстро растущего количества спутников на низкой околоземной орбите. Согласно теории ученого, однажды количество объектов на ней станет таким большим, что столкновение двух объектов повлечет за собой неконтролируемую цепную реакцию, и это сделает невозможным дальнейшее освоение космоса.
Денис Альбин считает, что говорить о реализации такого сценария в ближайшем будущем не приходится – расстояние между спутниками, работающими и неработающими, все еще велико:
"По данным на конец 2024 года, всего на орбите находится где-то 17500 спутников, работающих и в неработающем состоянии. Я как-то проводил расчеты, просто мне было интересно – что будет, если равномерно разместить 100 000 спутников на высоте 300 километров, просто взял произвольную высоту в 300 километров (высота 300 км – часть низкой околоземной орбиты – НВ). И что получится? Средняя площадь на один спутник получится 5600 квадратных километров. То есть среднее расстояние между спутниками будет примерно 75 километров. Это такая просто теоретическая задачка, так как большинство спутников находятся на гораздо более высоких орбитах. И вообще они сильно распределены по орбитам от 300 до 600, потом есть спутники, которые на [высоте] 20 000 км, допустим, спутники позиционирования, есть спутники, которые на геостационарной орбите и так далее".
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Возвращение на Луну, скафандры от Prada и инновации SpaceX. Что происходило в сфере космических полетов и исследований в 2024 годуКто убирает мусор на орбите и как это делается
На данный момент существует несколько способов относительно безопасно избавиться от космического мусора, объясняет Денис Альбин: "Есть орбита захоронения, на которую выводятся спутники с геостационарной орбиты. Геостационарная орбита – это 35 тысяч километров, и орбита захоронения находится чуть выше или чуть ниже. Это первое. Второе – есть правило, принятое в Европе и в Соединенных Штатах, которое обязывает сводить свои использованные спутники и верхние ступени ракет, которые эти спутники выводят, чтобы они частично сгорали в атмосфере, частично падали в несудоходных местах Мирового океана".
Основная зона "захоронения" космического мусора на Земле – так называемое кладбище космических кораблей – находится в области Тихого океана, наиболее удаленной от суши. На "кладбище" аппараты отправляются с 1971 года. Изначально им пользовались СССР и США, позднее обломки своих аппаратов стали затапливать страны Евросоюза и Япония. К 2018 году в океан были сброшены как минимум 263 космических аппарата. Самый крупный захороненный объект на сегодняшний день – орбитальная станция "Мир", ее обломки, которые не сгорели в атмосфере и долетели до воды, весили около 12 тонн.
"Сейчас разрабатываются несколькими компаниями, допустим, D-Orbit и другими, орбитальные буксиры, цель которых – захват каких-либо обломков и сведение их с орбиты", – рассказывает Альбин.
Вопросами уборки занимаются разные страны. Итальянская компания D-Orbit специализируется на космической логистике. В 2024 году компания заключила контракт с ЕКА на $131 миллион с целью создания космического аппарата для обслуживания спутников на орбите, который будет предназначен и для перемещения и ремонта спутников, пишет журнал "Все о космосе": "В долгосрочной перспективе GEA [General Expansion Architecture – проект D-Orbit] сыграет важную роль в захвате и переработке ценных компонентов космических аппаратов на орбите". Созданием роботов-уборщиков занимаются и в Японии. Аппарат компании Astroscale ADRAS-J в конце прошлого года приблизился к ступени ракеты, находящейся на орбите с 2009 года, на рекордно близкое для аппаратов частных компаний расстояние в 15 метров. Следующий этап – запуск миссии ADRAS-J2, этот аппарат должен будет захватить обломки мусора и свести с орбиты. Сведением мусора с орбиты также занимаются компании в Великобритании, Швейцарии, США, Индии и других странах.
С мусором на орбите борются и другими способами: в 2023 году в США был выписан первый штраф за то, что частная компания не переместила свой отслуживший спутник на безопасное расстояние от работающих аппаратов.
Модель состояния орбиты Земли в 2112 году при условии уборки космического мусора (вверху) и без такой уборки. Источник: Европейское космическое агентство
Космические агентства разных стран по отдельности постепенно вводят нормы использования космического пространства, кроме того, существует Комитет ООН по мирному использованию космического пространства и Межагентский координационный комитет по космическому мусору (МККМ). Последний разработал "Руководящие принципы по использованию космического пространства в мирных целях по предупреждению образования космического мусора", которые предполагают ограничение образования мусора, сведение к минимуму возможности столкновений объектов на орбите и разрушений в ходе операций, своевременный вывод отслуживших аппаратов с орбиты.
Несмотря на принятые ООН "Руководящие принципы", на данный момент юридическое регулирование использования космоса не осуществляется в полной мере, пишет в статье для журнала The Universe Space Tech кандидат юридических наук Анна Гурова: "Соответствующие документы не являются юридически обязательными, а содержат общие правила, которые могут быть исполнены только по мере того, как государства их интерпретируют и внедрят в национальные правовые механизмы".
Реально ли прекратить мусорить на орбите?
Европейское космическое агентство разработало хартию Zero Debris ("Ноль мусора"), которая предполагает "значительно ограничить образование космического мусора на околоземной и лунной орбитах к 2030 году для всех будущих миссий, программ и мероприятий". Представительница ЕКА Гизела Зюсс так рассказывала о целях проекта в интервью Euronews: "Цель этой хартии – свести к нулю количество заброшенных орбитальных аппаратов к 2030 году. Это необязательный к исполнению документ с высокими требованиями. Это инициатива всего космического сообщества, включая наше Агентство и множество других заинтересованных сторон". На данный момент хартию подписали 16 стран, в декабре прошлого года к ним присоединилась Дания. Но в программе не принимают участия такие космические державы, как Россия, США, Китай и Индия.
Главред журнала "Все о космосе" Денис Альбин считает, что в этом и есть главная слабость инициативы – силами одной ЕКА предотвратить образование мусора не выйдет:
"Я не представляю, как это возможно, если в этом не будут участвовать другие страны, которые запускают ракеты и спутники. Опять же, они [страны ЕС и США] могут для себя это принять. И это сейчас делается, это уже работает. Хотя, опять же, случаются инциденты, вот как при последнем запуске Ariane-6 (ракета-носитель, которую производит ЕКА – НВ): вторая ступень не смогла свестись с орбиты. Ну, бывает, случаются технические накладки. Но, опять же, как я говорил, в таких случаях, в единичных, еще можно, скажем так, штрафовать компании и заставлять их убирать свои обломки, неработающие вторые ступени или неработающие, сломавшиеся спутники, которые не могут сами сойти с орбиты. Запускать какие-нибудь космические буксиры, которые будут сводить с орбиты эти аппараты. Но все это очень дорого. А как заставить китайцев? Вот в этом году они поставили очередной рекорд по запускам – 75 или 76, и вывели 280 спутников на орбиту. Как их заставить соблюдать такое? Это невозможно. Более того, Китай сейчас разрабатывает две спутниковые мегагруппировки – "Тысяча парусов". Они планируют 12 000 спутников развернуть на низкой околоземной орбите. И вторая государственная программа – это Gouwang, 15 тысяч спутников. И что вы с ними будете делать? Количество их запусков увеличивается из года в год".
Эксперт отмечает, что в Китае разрабатывают частично многоразовые или многоразовые ракеты, но сроки начала полетов таких аппаратов еще не определены. В 2022 году Китайское космическое агентство сообщало, что вывело на орбиту группу спутников, один из которых был оснащен тормозным парашютом – устройством, которое, по задумке инженеров, должно ускорять процесс сведения отслуживших аппаратов с орбиты. В том же году один китайский спутник отбуксировал другой с геостационарной орбиты на орбиту захоронения. Смену положения спутников зафиксировали телескопы компании ExoAnalytic Solutions. В Америке стартапы по разработке аппаратов для уборки в космосе спонсируют космические силы США и НАСА. У России, которая в 2013 году была лидером по количеству мусора на орбите (второе место занимали США), официально тоже есть проект, направленный на уменьшение количества мусора на околоземной орбите. Новую методику "сдувания" обломков с орбиты анонсировали в 2022 году, однако сведений о ее реализации до сих пор нет.