О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.67636.html

статья В гибели шаттла Columbia обвинены советские спутники

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 19.04.2004
Спутник LDEF на орбите. Фото с сайта airbase.ru/space/usa/launch/sts/51/d2/
Спутник LDEF на орбите. Фото с сайта airbase.ru/space/usa/launch/sts/51/d2/

Свыше 100 тысяч металлических частиц находятся на орбите Земли, представляя собой серьезную опасность для космических кораблей. Источником этих частиц диаметром от 5 до 50 мм послужили спутники советской эпохи. Теперь частицы сконцентрированы на орбите высотой 900 км над Землей. Это орбита спутников, производящих дистанционное зондирование, и различных спутников связи. Шаттлы, который очень уязвимы перед лицом таких стремительных частиц, летают на более низких высотах (примерно в два раза ниже). Однако через какое-то время опасные частицы неизбежно теряют высоту и начинают представлять самую непосредственную опасность для "челноков".

В 1997 году появилось сообщение от американского Национального исследовательского совета (US National Research Council), в котором говорилось, что паразитные частицы поперечником в несколько миллиметров могут пробить отверстие в передней кромке крыла космического "челнока" и тем самым послужить причиной гибели корабля. Описание катастрофы похоже на то, что случилось в прошлом году с Columbia.

"Мы достоверно не знаем ни об одном случае гибели космического корабля от каких-либо обломков на орбите", - говорит Николас Джонсон (Nicholas Johnson) из Космического центра имени Джонсона (Johnson Space Center - JSC) NASA в Хьюстоне (штат Техас), который руководит программой по изучению орбитальных обломков (Orbital Debris Program). - Но если вы работаете на высоте 900 км, то риск существенно повышается, пусть уровень этого риска и не становится совершенно неприемлемым".

Испытания противоспутниковых систем и взрывы ракетных ускорителей - причина появления большинства орбитальных обломков, произведенных за счет человеческой деятельности, однако металлические сферы служат существенной добавкой к числу этих объектов. Американские радарные установки позволяют отследить примерно 11 тысяч объектов, превышающих 10 см в поперечнике, но среди обломков насчитываются свыше 100 тысяч частиц от 1 и 10 см в поперечнике.

Как ни странно, такое обилие частиц - это прямое следствие усилий, направленных на предотвращение ядерного загрязнения земли при сходе "грязных" аппаратов с орбиты. Металлические частицы предпочитали при этом рассеивать прямо в космосе. Дело в том, что в первые годы космической гонки США и Советский Союз для снабжения энергией долговременных орбитальных спутников разработали компактные реакторы, и у СССР реализация такого рода проектов оказалась более успешной.

США запустили первый такой аппарат в 1965 году, а Советский Союз между 1967 и 1988 годами умудрился запустить серию из 31 спутника морской разведки, снабженного реактором (для контроля военно-морских передвижений с 300-километровой орбиты). На Западе такие спутники получили сокращенное обозначение RORSAT (от Radar Ocean Reconnaissance Satellite - спутник радиолокационной океанской разведки), Компактные ядерно-энергетические установки (ЯЭУ) из-за размеров спутников должны были работать без крупногабаритных парогенераторов или турбин. Были разработаны термоэмиссионные реакторы прямого преобразования ("Топаз" и "Бук"), в которых тепло от деления ядерного вещества сразу превращалось в электрический ток (принцип работы аналогичен ламповому диоду, только нагрев эмиттера производится за счет энергии ядерного деления, а топливом служит двуокись урана, в зазор между эмиттером и коллектором (что сообщается прямо с забортным пространством) подаются пары цезия для увеличения тока эмиссии). Относительно низкий КПД этих реакторов (вначале - несколько процентов) компенсировался активным энерговыделением плутония-238. В конце срока эксплуатации эти спутники предполагалось переводить на "парковочную" орбиту высотой 900 км, но 24 января 1978 года "Космос-954" оказался не в состоянии это сделать и рассеял радиоактивные обломки над Канадой (в окрестностях Большого Невольничьего озера). Чтобы компенсировать материальный ущерб, советскому правительству пришлось выплатить канадским властям более шести миллионов долларов. После этого скандала спутники для предотвращения подобных инцидентов предусматривали выброс реактора и на более низких орбитах, если не удалось достичь заданной "парковочной".

В 16 случаях процесс выброса приводил к разрыву труб с жидкой смесью натрия и калия, что использовалась в качестве хладагента в реакторе (точнее говоря, это жидкометаллический (эвтектический) сплав натрия и калия для отвода тепла от коллектора). Эта смесь замерзает при -12 градусах Цельсия. Проблемы начались в 1990 году, когда аппарат NASA под названием LDEF (Long Duration Exposure Facility) весом около 10 тонн, который занимался исследованием воздействия открытого космоса на спутники и космические корабли, возвратился на Землю, загрязненный калием и натрием (кстати, на Землю он был возвращен с помощью все той же злосчастной Columbia). Моделирование показало, что полная масса хладагента в 164 кг распределилась среди 116 тысяч частиц.

Даже на высоте в 900 км сказывается сопротивление воздуха из земной атмосферы, особенно это актуально для маленьких частиц, поэтому большинство частиц размером менее 5 мм к настоящему времени уже вошли в плотные слои атмосферы. Более крупные частицы будут постепенно переходить на более низкие орбиты, а затем сгорать в атмосфере в течение более длительного срока.

Источники:
Metal coolant adds to space junk risk - New Scientist
Orbital Debris Quarterly News - National Aeronautics Space Administration (NASA)

Ссылки:
Военные аспекты советской космонавтики - Максим Тарасенко
В космос на атомной тяге. Мечты и реальность - Ю. Стависский

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 19.04.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей