Насколько велика вероятность того, что вас убьет упавший космический мусор?

Вероятность того, что кто-то погибнет от падающего с неба космического мусора, может показаться до смешного ничтожной. Ведь от такой аварии еще никто не погиб, хотя были случаи травм и порчи имущества. Но учитывая, что мы запускаем в космос все больше спутников, ракет и зондов, нужно ли нам начинать более серьезно относиться к риску?

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, оценило вероятность причинения ущерба от падающих частей ракеты в течение следующих десяти лет.

Каждую минуту каждого дня на нас обрушивается дождь из космоса – опасность, о которой мы почти не подозреваем. Микроскопические частицы астероидов и комет пролетают сквозь атмосферу и незаметно оседают на поверхности Земли, ежегодно образуя около 40 000 тонн пыли.

Хотя для нас это не проблема, такой мусор может нанести ущерб космическим кораблям — как недавно сообщалось о космическом телескопе Джеймса Уэбба. Иногда более крупный образец прибывает в виде метеорита, и, возможно, примерно раз в 100 лет телу диаметром в десятки метров удается прорваться через атмосферу, чтобы выкопать кратер.

И — к счастью, очень редко — объекты километрового размера могут подняться на поверхность, вызывая смерть и разрушение — о чем свидетельствует отсутствие динозавров, бродящих сегодня по Земле. Это примеры природного космического мусора, неконтролируемое прибытие которого непредсказуемо и более или менее равномерно распределяется по земному шару.

Однако в новом исследовании изучалось неконтролируемое прибытие искусственного космического мусора, такого как отработанные ступени ракеты, связанного с запуском ракет и спутников. Используя математическое моделирование наклонов и орбит частей ракеты в космосе и плотности населения под ними, а также спутниковые данные за последние 30 лет, авторы оценили, где приземляются обломки ракет и другой космический мусор, когда они падают обратно на Землю. .

Они обнаружили, что существует небольшой, но значительный риск повторного появления деталей в следующем десятилетии. Но это скорее произойдет над южными широтами, чем над северными. Фактически, исследование показало, что вероятность того, что тела ракет приземлятся на широтах Джакарты в Индонезии, Дакки в Бангладеш или Лагоса в Нигерии, примерно в три раза выше, чем у Нью-Йорка в США, Пекина в Китае или Москвы в России.

Авторы также рассчитали «ожидаемые потери» — риск для жизни людей — в течение следующего десятилетия в результате неконтролируемых входов в атмосферу ракет. Предполагая, что каждый повторный вход в атмосферу разбрасывает смертоносные обломки на площади в десять квадратных метров, они обнаружили, что в среднем существует 10-процентная вероятность одного или нескольких жертв в течение следующего десятилетия.

На сегодняшний день вероятность того, что обломки спутников и ракет могут причинить вред поверхности Земли (или воздушному движению в атмосфере), считается незначительной. Большинство исследований такого космического мусора сосредоточено на риске, создаваемом на орбите неработающими спутниками, которые могут препятствовать безопасной эксплуатации функционирующих спутников. Неиспользованное топливо и аккумуляторы также приводят к взрывам на орбите, что приводит к дополнительным отходам.

Но по мере того, как число компаний, занимающихся запуском ракет, увеличивается — и переходит от государства к частному предприятию — весьма вероятно, что число аварий, как в космосе, так и на Земле, таких как та, что последовала за запуском китайской ракеты «Чанчжэн», 5б, также увеличится. Новое исследование предупреждает, что цифра в 10% является консервативной оценкой.

Что может быть сделано

Существует ряд технологий, которые позволяют полностью контролировать повторное попадание мусора в атмосферу, но их реализация требует больших затрат. Например, космический корабль может быть «пассивирован», при этом неиспользованная энергия (такая как топливо или батареи) расходуется, а не накапливается после окончания срока службы космического корабля.

Выбор орбиты для спутника также может снизить вероятность образования мусора. Неработающий спутник можно запрограммировать на переход на низкую околоземную орбиту, где он сгорит.

Также есть попытки запустить многоразовые ракеты, которые, например, продемонстрировала SpaceX и разрабатывает Blue Origin. Они создают гораздо меньше мусора, хотя некоторые из них будут из краски и металлической стружки, поскольку они возвращаются на Землю контролируемым образом.

Многие агентства серьезно относятся к рискам. Европейское космическое агентство планирует миссию по захвату и удалению космического мусора с помощью четырехрукого робота. В 2010 году ООН через свое Управление по вопросам космического пространства выпустила набор Руководящих принципов по предупреждению образования космического мусора, который был усилен в 2018 году. Однако, как отмечают авторы нового исследования, это руководящие принципы, а не нормы международного права, и они не давать конкретных сведений о том, как должны осуществляться или контролироваться мероприятия по смягчению последствий.

В исследовании утверждается, что передовые технологии и более продуманный дизайн миссии снизят скорость неконтролируемого повторного входа в атмосферу обломков космического корабля, снизив риск опасности во всем мире. В нем говорится, что «неуправляемый вход в атмосферу корпуса ракеты представляет собой проблему коллективных действий; решения существуют, но каждое запускающее государство должно их принять».

Требование к правительствам действовать сообща не является беспрецедентным, о чем свидетельствует соглашение о запрете разрушающих озоновый слой хлорфторуглеродных химикатов. Но, к сожалению, такого рода действия обычно требуют крупного события со значительными последствиями для северного полушария, прежде чем будут предприняты действия. А внесение изменений в международные протоколы и конвенции требует времени.

Через пять лет исполнится 70 лет с момента запуска первого спутника в космос. Это событие было бы достойным празднованием, если бы оно было отмечено усиленным и обязательным международным договором о космическом мусоре, ратифицированным всеми государствами ООН. В конечном итоге от такого соглашения выиграют все страны.

Моника Грейди, профессор планетарных и космических наук, Открытый университет.