Алексей Лепихов - Scavenger. Космический мусор

Многие из описанных систем могут функционировать только на низких орбитах, используя для торможения плотную атмосферу, большинство – только с крупными объектами. Возможности каждой системы в отдельности очень ограничены. Используются пассивные средства наблюдения с Земли, а контролирующие системы, обеспечивающие безопасные манёвры, неэффективны или отсутствуют.

В целом, у предлагаемых систем борьбы с космическим мусором существует ряд сложностей в их практической реализации. Необходимы новейшие эффективные и малозатратные решения, которые, на мой взгляд, смогут соответствовать следующим условиям:

– расчётное количество конструкций, необходимое для достаточного очищения от космического мусора, включая пополнение или замену систем, предсказуемое и практически реализуемое;

– то же самое для запаса вспомогательных конструкций (ловушек и др.);

– системы малогабаритны и имеют небольшую массу;

– система управления снабжена двигателями с малыми размерами, малой массой источника питания и высоким КПД;

– система управления маневренна (гибкое перемещение в требуемой области, точность размещения в заданных точках);

– система стабилизации устраняет потерю ориентации во время воздействия на объекты (рациональная организация работы многодвигательных систем);

– способы и конструкции захвата объектов технически исполнимы, с учётом различных параметров орбит и скорости;

– возможен ремонт и замена систем во время эксплуатации;

– источники энергии самовосполнимы;

– утилизация объектов (маршрут и время) при транспортировке и естественном торможении об атмосферу надёжно контролируется;

– управление систем исключает столкновение с АС;

– имеется активная и пассивная защита от возможного разрушения конструкций другими объектами;

– самоуничтожение систем и уничтожение объектов проходят в безопасных режимах, в атмосферу уводятся только безопасные объекты.

Необходимо подумать об эффективности выведения систем и о способах предотвращения возникновения КМ, но в данной работе эти темы не рассматриваются.

Все предлагаемые на сегодняшний день системы способны решать только отдельные и узконаправленные задачи, либо очевидно неэффективны, либо ждут развития новых технологий.

Настоящий обзор основан на проведённом мной интернет – исследовании и изложен в личной интерпретации. Некоторые мысли могут показаться сведущим людям ребячеством, но это не меняет сути работы.

Даже поверхностным взглядом улавливается, что решение общей задачи оказалось в тупике из-за разношёрстности её составляющих. Необходима идея, которая сможет глобально объединить существующие разработки и заставит разработчиков думать, как вписать своё изобретение в общую концепцию.

Предлагаю свой вариант —

«Орбитальная система ликвидации космического мусора Scavenger».

Орбитальная система ликвидации космического мусора Scavenger

(Мусорщик; сборщик мусора/экология )

Предлагаемая система состоит из нескольких подсистем, которые должны решить основные задачи эффективной ликвидации КМ. Это подсистема мониторинга КМ, подсистема средств «уборки» КМ и эксплуатационная база, обслуживающая всю систему в целом. Системе доступны орбиты любой высоты и объекты очень малых размеров, опасных на высоких скоростях.

Орбитальная масса КМ не стабильна. На неё действуют такие факторы как столкновение объектов (взрывы, мгновенное изменение координат, увеличение числа обломков, неконтролируемый полёт), торможение атмосферой и падение на Землю, изменение орбит под воздействием космических излучений и др.

Качественный мониторинг должен показывать полную картину ситуации с КМ околоземного пространства.

Это позволило бы оперативно реагировать на изменения факторов загрязнения: вовремя совершать манёвры уклонения АС от опасных орбит, уводить крупные несгораемые и токсичные фрагменты на орбиты захоронения, ускорять ввод в атмосферу безопасно сгораемых объектов, применять защитные средства на космических станциях. Комплексный мониторинг помог бы сортировать мусор по степени опасности и сложности его уборки, эффективно распределять средства для осуществления профилактических мер.

Отметим : все реальные комплексы наблюдений за КМ расположены на поверхности Земли.

Идея: создать спутниковую систему для комплексного мониторинга непосредственно вблизи объектов КМ (назовём её «Сканер»).

Отметим : пассивные радиолокационные установки требуют существенно меньших энергозатрат, чем активные.

Выбираем пассивную радиолокацию как наиболее удовлетворяющий наши потребности способ, посредством которого можно «покрывать» радиолокационным сигналом обширные участки без опасения что-то упустить, в т.ч. самые проблемные обломки размером менее 10 см на скоростях до 7—15 км/сек.

Проблема : большинство обломков не имеют привычного для земной пассивной радиолокации фона, а на выведенных из эксплуатации космических системах не работает оборудование, которое могло бы этот фон создавать.