Космический мусор: чем он опасен для жителей Земли
Что такое космический мусор
Космический мусор представляет собой твердые отходы космической деятельности. Сюда относятся неработоспособные спутники, запущенные человеком за 60 лет освоения космоса, вторая и третья ступени ракета-носителя (первая обычно падает в Тихий океан), разгонные блоки и фрагменты спутников после взрыва или столкновений, например, фрагменты обшивки — так появляется космический мусор.
Ученые подсчитали, что сейчас в космосе находится почти 128 млн кусков космического мусора размером более 1 мм и 34 тыс. частиц размером более 10 см. Все, что меньше 1 мм подсчитать крайне трудно, некоторые ученые говорят о триллионах таких частиц. Около 3 тыс. спутников вышли из строя из-за мусора и сами превратились в космический мусор.
Астрономы могут отследить только крупные фрагменты, так как скорость частиц может доходить до 14 км/с (зависит от орбиты). Россия и США сейчас наблюдают за 23 тыс. космических объектов размером от 10 см, каталогизировано же и того меньше — 17 тыс. При этом 95% каталога космических объектов составляет космический мусор.
Проблемы и угрозы
Степень опасности космического мусора определяется в основном тремя факторами:
- как долго космический мусор находится на орбите;
- какова скорость движения;
- велика ли сложность утилизации космического мусора.
Главная проблема мусорного кризиса в космосе — выход из строя работающих спутников при столкновении с космическим мусором. Из-за больших скоростей опасность представляют даже частицы менее 1 см, они могут пробить противометеоритную защиту орбитальной станции. При столкновении с объектом более 10 см любой космический аппарат или станция гарантированно уничтожаются.
В мае 2016 года в Международную космическую станцию (МКС) влетела частица космического мусора размером в сотые доли миллиметра и оставила на МКС скол диаметром около 7 мм. Чтобы не допустить более разрушительных последствий МКС приходится регулярно менять свою орбиту, уворачиваясь от мусора.
Хоть мелкий мусор и не влечет за собой катастрофических последствий, однако его опасность заключается в гигантском объеме, неконтролируемом распределении в пространстве, огромной скорости и абсолютной непредсказуемости столкновений.
Сейчас около 99% потенциально опасных объектов вовсе не контролируется из-за их малых размеров и огромных скоростей.
Что такое синдром Кесслера и при чем он здесь
Ученые предполагают, что в какой-то момент мы больше не сможем выводить новые спутники на орбиты, так как они будут полностью заняты космическим мусором. Это может произойти из-за каскадного эффекта, который называется синдромом Кесслера:
стремительно растущий объем космического мусора будет производить другой мусор, а он, в свою очередь, по цепной реакции — новый мусор.
Общий характер каскадного эффекта такой же, как и у ядерной цепной реакции. Таким образом орбиты будут заняты, и человек больше не сможет запускать летательные аппараты по причине неконтролируемых столкновений.
Вероятность столкновений на любой орбите растет приблизительно пропорционально квадрату количества космических объектов. Есть ученые, которые считают, что каскадный эффект уже начался в некоторых орбитальных областях и для некоторых классов космического мусора (на высотах 900–1000 км и 1500 км).
Наиль Бахтигараев, старший научный сотрудник Института астрономии РАН:
«Где-то десять лет назад поднялся шум из-за эффекта Кесслера. Считалось, что он вот-вот начнется, но затем его отложили. Когда он все-таки начнется, зависит от уровня развития науки и технологий. Но даже если мы будем предпринимать технические мероприятия по уничтожению мусора, то этот момент все равно настанет. Сейчас мы лишь замедляем и отдаляем его»
10 февраля 2009 года на расстоянии 790 км над уровнем моря столкнулись два спутника: американский Iridium-33 и российский «Космос-2251». В результате летательные аппараты разлетелись на 600 осколков размером более 5 см и несколько тысяч более мелких.
Впрочем, на сегодняшний день столкновения работающих летательных аппаратов с космическим мусором на орбите происходят довольно редко благодаря работающим системам слежения. Существует другая проблема — взрывы старых спутников, на борту которых осталось топливо и отработанные аккумуляторы. Под различного рода воздействием они могут повреждать работающие спутники сильнее, чем обычные столкновения.
Утилизация космического мусора
Говорить о том, что космический мусор станет серьезной проблемой, начали еще в 1960-е годы, на заре освоения космоса. Но до сих пор не придумали реальной возможности массово удалять мусор с околоземных орбит. «Существуют программы по удалению космического мусора, но они единичные и не решают проблему. Удалить можно только крупный мусор, то есть более 20 см, с объектами менее 10 см возникают большие сложности», — говорит Бахтигараев из Института астрономии РАН.
Так как существующие технологии не способны избавить космос от мусора, то космические агентства начали уделять внимание профилактике. Для новых аппаратов предъявляют стандарты, например, на борту космических аппаратов закладывают ресурс, чтобы они могли уходить от столкновений с мусором. Также их снабжают броней, которая защищает космического мусора, но только от мелкого.
На сегодняшний день работающей технологией по утилизации космического мусора является увод старых спутников на соседние орбиты. Это можно сделать с помощью аппаратов-захватчиков, которые буксируют мусор на орбиты для захоронения. Также отработанные спутники могут сами уходить со своих мест на остатках топлива. Но массово эти методы не применяются.
Считается, что космический мусор не падает на Землю, но это не совсем так. Для отработанных крупных спутников и грузовых кораблей на Земле в Тихом океане существует свое кладбище, где их затапливают, так как они не сгорают в атмосфере. Это место расположено в южной части Тихого океана около точки Немо, самого удаленного от суши места на Земле. Над этим местом запрещено летать и проплывать кораблям. Так проблема космического мусора превращается в проблему земного мусора. С 1971 по 2016 года там захоронили минимум 260 аппаратов.
Сейчас перед астрофизиками стоит задача, как избавиться от мусора на геостационарной орбите или поясе Кларка. Она находится непосредственно над экватором Земли на расстоянии 35 786 км. Эта орбита очень привлекательна для запуска спутников, так как на ней летательные аппараты требуют меньше топлива и охватывают значительно больше поверхности Земли, чем на других орбитах. Однако количество точек стояния спутников на геостационарной орбите ограничено — их около 180. Помимо очистки геостационарной орбиты, важное значение имеет удаление космического мусора в окрестностях МКС, так как станция является дорогостоящей и очень уязвимой.
Космический мусор: карты и модели
Чтобы убедиться, что наша планета окружена мусором, не надо лететь в космос. Ученые смоделировали то, как выглядят околоземные орбиты. Один из таких сайтов — «Гид в мире космоса». Карта показывает соотношение работающих спутников к тем, которые уже стали мусором.
Видео от Европейского космического агентства демонстрирует, насколько много мусора находится вокруг Земли. В начале модель показывает обломки больше 1 м, а в самом конце — количество космических объектов от 1 мм:
Источник
Самые опасные угрозы Земле из космоса
Сегодня стало известно, что астрономы Крымской астрофизической обсерватории обнаружили 400-метровый астероид, который в 2032 году может столкнуться с Землей.
Ученые всего мира постоянно изучают нашу Вселенную. Многие открытия последнего времени действительно шокируют. И чем дальше ученые углубляются в тайны Вселенной, тем больше опасностей они находят для нашей планеты именно со стороны космоса. В нашей статье мы собрали наиболее опасные из них
Астероид «Апофис»
В 2004 году астероид « Апофис » (такое название дали ему годом позже) оказался слишком близко от Земли и сразу же вызвал всеобщее обсуждение. Вероятность столкновения с Землей была выше, как бы то ни было. По специальной шкале (Туринской) опасность в 2004 году была оценена в 4, что является абсолютным рекордом.
В начале 2013 года ученые получили более точные данные относительно массы Апофиса. Оказалось, что объем и масса этого астероида на 75% больше, чем предполагалось ранее — 325 ± 15 метров.
«В 2029 году астероид Апофиз окажется к нам ближе, чем наши собственные коммуникационные спутники. Он будет настолько близко, что люди увидят, как Апофис пройдет мимо Земли, невооруженным глазом. Даже не понадобится бинокль, чтобы увидеть, настолько близко этот астероид пройдет. С вероятностью 90 процентов, Апофис не ударится о землю в 2029 году. Но если Апофис пройдет на расстоянии 30406 км, он может попасть в гравитационную замочную скважину, узкий участок в 1км шириной. Если это произойдет, земная гравитация изменит траекторию движения Апофиса, что вынудит его вернуться и упасть на Землю, семью годами позднее, 13 апреля 2036 года. Гравитационный эффект Земли изменит орбиту Апофиса, который приведет к тому, что Апофис вернется и упадет на Землю. В настоящее время шансы Апофиса нанести Земле смертоносный удар в 2036 году, оцениваются как 1:45000.» — из документального фильма «Вселенная. Конец Земли — угроза из космоса».
В этом году ученые NASA заявили, что возможность столкновения Апофиса с Землей в 2036 году практически полностью исключается.
Не смотря на это, стоит помнить: все, что пересекает орбиту Земли, может однажды упасть на нее.
Возможные места падения Апофиса в 2036 году (источник: Paul Salazar Foundation)
Гамма-всплески
Ежедневно во вселенной несколько раз появляется яркая вспышка. Этот сгусток энергии — гамма-излучение . По мощности он в сотни раз мощнее всего ядерного оружия на Земле. Если вспышка произойдет достаточно близко к нашей планете (на расстоянии 100 световых лет) — гибель будет неизбежна: мощный поток радиации просто-напросто сожжет верхние слои атмосферы, исчезнет озоновый слой и все живое сгорит.
Ученые предполагают, что вспышки гамма-излучения происходят вследствие взрыва крупной звезды, которая как минимум в 10 раз крупнее нашего Солнца.
Солнце
Все, что мы называем жизнью, было бы невозможно без Солнца. Но эта самая яркая планета не всегда будет дарить нам жизнь.
Постепенно Солнце увеличивается в размерах и становится горячее. В тот момент, когда Солнце превратится в красного гиганта, а это примерно в 30 раз крупнее теперешних размеров, а яркость возрастет в 1000 раз — все это расплавит Землю и ближайшие планеты.
Со временем Солнце превратиться в белого карлика. Размером оно станет примерно с Землю, но по прежнему будет в центре нашей солнечной системы. Светить оно будет уже намного слабее. В конце концов все планеты охладятся и замерзнут.
Но до этого момента у Солнца еще будет шанс погубить Землю другим способом. Без воды жизнь на нашей планете невозможна. Стоит жару Солнца увеличиться настолько, что океаны превратятся в пар — все живое погибнет от недостатка воды.
Источник
8 реальных угроз из космоса
По словам ученых, основные опасности, ожидающие земл, придут из космоса. Чем
больше ученые изучают нашу вселенную, тем большее количество разнообразных
катастроф пророчат. Впрочем ,что и говорить, некоторые из них уже происходят, причем
с незавидной частотой. Всегда ли в этих происшествиях виновата только мать природа, или же человек тоже
прикладывает свою руку.
Солнце
Солнце превратится в красного гиганта, увеличившись в сотни раз, и уничтожит на
нашей планете все живое. Впрочем, ныне живущим землянам волноваться об этом
смысла нет, катастрофа произойдет приблизительно через 5 миллиардов лет. И
все же, как именно будет выглядеть сценарии апокалипсиса далекого будущего?
Что будет, когда солнце исчерпает запасы водорода? До этого момента ученые могли
лишь приблизительно ответить на этот вопрос.
Узнать судьбу земли помогли наблюдение за звездой l2, расположенной в созвездии
Кормы на удаление 200 световых лет от нас.По астрономическим меркам, это не так уж
и далеко. l2 является красным гигантом, сейчас звезде 10 миллиардов лет ,а в далеком прошлом ,5 миллиардов лет назад, она была
похожа на наше родное светило. Но внимание ученых привлекла не столько
сама звезда, сколько планета, которая вокруг нее вращается .Она удалена от
светила на расстояние, которое можно сравнить с дистанций от земли до марса.
Наблюдение за этой планетой поможет выяснить, что будет с землей, когда наше
солнце станет красным гигантом. Собственно говоря, уже тот факт, что рядом
с разбухшей звездой, может долгое время находиться планета, важен для науки. Уже
сам по себе автор открытия полагает, что планета может существовать миллиарды лет
после того, как расположенная относительно недалеко звезда превратится в красного
гиганта. Жизнь на такой планете, конечно, будет невозможна.Что касается земли, то пока еще не совсем ясно, что именно ее ожидает. Полное
уничтожение или превращение в некий аналог открытой планеты. Отметим также что
открытая рядом с l2 планета, очень отличается от земли. Данная экзопланета
представляет собой газовый гигант, имеющий массу в 12 раз превышающей массу самой большой планеты
нашей системы Юпитера.
Земля может сойти с орбиты.
По мере того, как мы будем отдаляться от солнца, будет меньше ультрафиолета для фотосинтеза. Да и средние температуры по
планете будут уменьшаться год за годом. Первыми будут страдать растения, что приведет к серьезным потрясениям в
пищевых цепочках и в экосистемах. И ледниковый период наступит достаточно шустро. Единственный
оазис, с более-менее условиями, будет вблизи геотермальных источников — гейзеров, но
ненадолго.Кстати времен года уже не будет. На поверхности
нашей планеты начнутся не совсем обычные дожди, это будут дожди из кислорода, если
повезет может и снег из кислорода пойти. Смогут ли люди к такому приспособиться
на поверхности? Однозначно сказать нельзя.Поверхность
океана замерзнет на солидную глубину, ледяная шапка ,из-за расширения
льда, покроет всю поверхность планеты.Но
температура ядра планетой мантии не изменится, так что под ледяной шапкой, на
глубине нескольких километров, температура сохранится вполне терпимой.
Если прокопать такую шахта обеспечить постоянной пищей и кислородом, там даже
можно будет жить. Самое забавное, в морских глубинах, там куда и сейчас не
проникает луч света, там на глубине в несколько километров под поверхностью
океана, существует целые экосистема. Которая абсолютно никак не зависят от
солнца, от фотосинтеза от солнечного тепла. Там свой круговорот веществ —
хемосинтез, вместо фотосинтеза, а нужная температура поддерживается за счет тепла
нашей планеты .
Астероиды
Как свидетельствует история, метеориты в судьбе нашей планеты играют не последнюю роль.
Вспоминаеются сразу же последствия падения тунгусского метеорита. Ну и ,конечно же, плачевные последствия встречи динозавров с небесным гостем миллионы лет
назад.В космическом агентстве НАТО финансируется программа по поиску
астероидов, которые могут упасть на землю. По состоянию на 2009 год, было
зарегистрировано 6200 космических объектов, которые могут пройти в относительной близости с землей. Среди них
90 процентов метеориты, остальные — кометы. Но ни один из них никакой опасности для
нас не несет, ввиду незначительных размеров или траектории, сильно
отдаленной от земли. Глобальной катастрофой нам грозят
космические объекты, диаметр которых превышает 250 метров. Среди обнаруженных
метеоритов, к данной категории относятся 325-метровый апофис и 270 метровый
2007tu24. Более мелкие принесут немалый ущерб только близлежайших
окрестностям.В 2008 году, за двадцать часов до падения, был обнаружен пятиметровый
астероид.При соприкосновении с атмосферой он взорвался над территорией
Судана, поэтому серьезных разрушений не было. В 2009 году был зафиксирован
астероид 2009gd45, который, всего через три дня, на максимально близкое
расстояние приблизился к поверхности земли, 70 тысяч километров. Это в 5 раз
меньше расстояние до луны.Размер его составили 35 метров, это соизмеримо с
размерами тунгусского метеорита. Так что если б он не пролетел мимо, последствия
были бы мягко говоря очень заметными. В 2013 году, в Челябинске в России, упал
метеорит, диаметр его тела составил около 15 метров. Приближение стероида не
было предсказано и его обнаружили только тогда, когда он вошёл в атмосферу. На
счастья, челябинский метеорит начала разрушаться еще в атмосфере и до земли
долетели лишь небольшие обломки.
Блуждающие черные дыры
Мы знаем о черных дырах совсем немного ,но известно что они настолько плотные, что даже свет не может
пройти сквозь них. Ученые полагают, что существует около 10 миллионов черных в одной лишь галактике млечный путь. Как и звезды, они медленно вращаются и могут
мигрировать по всему космосу, а следовательно, одна из таких черных дыр может попасть на орбиту нашей планеты и
затянуть ее в небытие вместе с нами.
Гамма-вспышки
В созвездии стрельца содержится потенциальная угроза, которая
может отправить все живое на земле обратно в мезозойскую эру. Внутри
огненной спирали ,имеющей название wr104, содержатся две умирающие звезды,
оборачивающихся вокруг друг друга. Судьба обеих звезд уже предопределена —
они обе должны превратиться в сверхновые. Дело в том, что одна из звезд находится,
что называется, уже на самом последнем издыхании, фактически перед самим взрывом
сверхновой. Эта звезда относится к классу звезд вольфа-райе и представляет собой
космическую часовую бомбу. Конкретно данная звезда, вольфа-райе, станет
сверхновой ближайшие несколько сотен тысяч лет и из-за своего расположения
мощнейшие гамма-лучи, которые звезда буквально выстрелит в последний миг
своей жизни, могут направиться по направлению к земле. Вспышки гамма-лучей
или гамма-всплески в настоящий момент рассматривается учеными как самые мощные
и масштабные космические выбросы взрывного характера во вселенной.
Гамма-всплеск продолжительностью в одну минуту может содержать себе столько
энергии, сколько солнце способно вырабатывать за свой целый
жизненный цикл в 10 миллиардов лет. Так как эти лучи двигаются со скоростью
света, возможно мы даже не успеем ,а точнее не сможем, их увидеть. Хотя
спиральная звезда wr104 находится примерно 8 тысяч световых лет от нас ,она
способна привести к катастрофическим последствиям жизни на земле.
Если эти гамма-лучи в нас попадут, то речь пойдет уже о масштабном вымирание.
Нас будут ожидать сельскохозяйственной катастрофы, кислотные дожди, а в качестве
бонуса, голод для выживших, если такие вообще будут. Более прохладный
климат и ослабленный озоновый слой позволят большому объему губительных
ультрафиолетовых лучей проникнуть в нашу атмосферу. Все те, кто живет на той
стороне земли, которая будет находиться лицом к вспышке, испытают радиационные воздействия, по объему аналогичной ядерному взрыву.
Выжившие же, очень скоро погибнут от лучевой болезни.
Столкновение с другой планетой
Планета-странник может не просто приблизиться к земле и сместить ее с
орбиты, но и столкнуться с ней. Около четырех с половиной миллиардов лет назад,
одна маленькая планета врезалась в планету побольше, в результате чего, и сформировались земля
и луна. Новое столкновение привело бы к тому, что земля расплавилась. Новая
сформировавшаяся планета со временем бы остыла, но осталась бы она пригодной для жизни не известно.
Инопланетяне
Стивен Хокинг провел виртуальную экскурсию по планете Глизе832c находящейся на расстояниии примерно 16 световых лет от солнца. И хотя масса этой
планеты превышает массу земли в 5,4 раза, она схожа с нашим миром по целому ряду
важных характеристик. Глизе832c присвоили индекс подобие земли 0.81, это один из
высочайших показателей, среди всех экзопланет известных науке. При всей схожести
глизе и земли, Хокинг не считая, что на экзопланете есть разумная жизнь. Ученый
полагает, что инопланетяне, при условии их существования, давно бы дали о себе знать.
Однако физик-теоретик весьма высоко оценивать шансы на существование
инопланетных цивилизаций на других планетах, похожих на Глизе. Хокинг также
предупреждает, что получив человечеством сигнал с одной из таких планет, ему
следует затаиться. Встреча с высокоразвитой инопланетной расой, по мнению исследователя, не сулит
людям ничего хорошего. Так как в этом случае, человечество может повторить
судьбу коренных американцев, завоеванных европейскими колонизаторами.
Кометы
По непонятным причинам, кометы кажутся смертельной опасностью.
А зря, потому что кометы ,на самом деле, довольно маленькие и для земли не
представляют большой опасности. Кометы видно лучше чем астероиды благодаря их
красивому хвосту, состоящему из газа и пыли. Относительно недавно, в 1910 году, с
землей столкнулся хвост кометы к Галлея, и как мы сейчас можем заметить, никакой
катастрофы не произошло. Юпитеру в 1994 году повезло меньше, он
столкнулся с обломком кометы Шуме́йкеров — Ле́ви 9 , температура самой планеты резко
возросла и на ней образовалась газовое облако. Страшно подумать, что было бы если
бы на месте юпитера оказалась наша земля.Жители земли на своем примере смогли
ощутить силу столкновения с кометой. Считается, что в 1908 году на территории
сибири, упало тело кометного происхождения. Мощность удара была
настолько велика ,что в радиусе двух тысяч километров были обнаружены
поваленные деревья. После этого на протяжении нескольких
дней из космоса можно было увидеть красиво светящееся небо и светящиеся
облака. Нельзя сказать что падение было в одной точке, поэтому учёные называют лишь
эпицентр взрыва. Считается что сам взрыв произошел на высоте в несколько
километров от земли.
Источник