Как МКС и спутники защищаются от космического мусора

Вторник, 23 ноября 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

23.11.2021, 12:09 В середине ноября 2021 года мы обсуждали, что астронавты на МКС были вынуждены прятаться от обломков советского спутника из-за риска столкновения. Здесь мы рассказываем, какие системы защиты от космического мусора есть у спутников и у самой международной космической станции.

В случае, если спутнику или МКС угрожает крупный космический мусор, они запускают специальные защитные программы. Рассказываем, как это происходит

Космический мусор — это крупные и мелкие объекты, которые могут быть нерабочими спутникам или их частями, ступенями ракет-носителей, различными обломками или фрагментами обшивки. Такие объекты опасны не только тем, что могут столкнуться с действующими спутниками или МКС, они также создают помехи для наблюдений с Земли. Как раз недавно «Популярная Механика» писала, что космонавты на МКС готовились столкнуться с космическим мусором, из-за чего были вынуждены спрятаться в космических кораблях. Как спутники и МКС защищаются от опасного мусора

По оценкам экспертов, на орбите Земли находится более 100 миллионов осколков размером в микрометр, около 100 миллионов осколков размером 1 мм или больше, 500 000 объектов размером в 1 см и 23 тысячи обломков размером с бейсбольный мяч. Этот мусор движется со скоростью 25266,7 км/ч или даже быстрее. Поэтому столкновение с ними запросто может нанести действующим спутникам и МКС серьезные повреждения. Это ставит под угрозу безопасность и жизнь астронавтов, находящихся в космосе.

Несмотря на то, что невозможно на 100% защитить космические аппараты, и спутники, и МКС запрограммированы уворачиваться при обнаружении опасности. Так, например, NASA выделяет три уровня угрозы, которые присваиваются в зависимости от размера и скорости космического осколка — это может быть простое маневрирование (если размер мусора более 10 см) или использование специальных защитных экранов (если объекты меньше 1 см). Далее мы подробно расскажем о каждом способе защиты. Орбитальный маневр

Орбитальное маневрирование — это преднамеренное изменению траектории, чтобы избежать столкновения. Чтобы сделать это, достаточно отключить на спутнике ракетные ускорители, если такие есть. Но если космический мусор угрожает не малогабаритному спутнику, а целой МКС, то ситуация значительно усложняется.

Опасные объекты вокруг МКС четко отслеживаются. Для этого на радарах создается виртуальная сетка размером в 2,5 мили, в середине которой размещена станция. На этой сетке отображаются все космические объекты, которые приближаются к ней, и если специалисты (например, из NASA) понимают, что есть риск столкновения с крупным мусором, запускается орбитальный маневр.

В первую очередь рассчитывается вероятность столкновения — если она окажется больше 1/100 000 (>0,00001), то маневр запускается, но только в том случае, если он не ставит под угрозу цели миссии. Если вероятность оказывается больше 1/10 000 (>0,0001), то маневр также запускается, если он не увеличивает угрозу жизни экипажа. В этих случаях активируются двигатели, которые передают МКС кинетическую энергию, чтобы сдвинуть ее с исходной точки. Как только объект пролетает мимо, станцию возвращают на исходную орбиту. Щит Уиппла

Щит Уиппла, названный в честь своего изобретателя Фреда Уиппла, в буквальном смысле представляет собой щит — защитный экран из нескольких слоев твердого материала, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Он нужен для защиты от космического мусора размером в 1 см или менее. Первый слой представляет собой защитный «бампер»,  изготовленный из алюминиевого сплава толщиной 0,26 см. Он берет на себя основной удар, поскольку мусор врезается в него на большой скорости и разбивается на еще более мелкие кусочки.

Вторым слоем является сама стенка космического корабля. Она готова выдержать воздействие кусочков мусора, которые рикошетят от первого слоя. Между защитным экраном и стенкой космического корабля есть некоторое пространство, которое составляет 10,2 см. Щит Уиппла

У щита Уиппла есть несколько модификаций: классический, «фаршированный» и сетчатый. В отличие от обычного, у «фаршированного» щита есть дополнительная «начинка» между стенкой корабля и внешним бампером, которая состоит из керамического слоя и полимера. Причем такой полимер должен смягчать удар и быть при этом очень крепким — такими свойствами обладает суперпрочное волокно кевлар, о котором «Популярная Механика» рассказывала здесь. Между слоями также есть небольшое расстояние, равное 5,1 см.

Что касается третьего варианта щита Уиппла, то внешний слой этой конструкции состоит из алюминиевой сетки (очень тонких пересекающихся волокон алюминия), которая поглощает удар и разбивает мусор на более мелкие частицы, которые затем тормозятся о последующие слои.

Кстати, здесь «Популярная Механика» рассказала, какой вариант борьбы с космическим мусором предложила Австралийская компания Neumann Space. Спойлер: они хотят сделать из него топливо.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 180
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003