Падающие осколки с космоса
20.07.2013
Космос, несмотря на кажущееся спокойствие и величие полон движения. На огромных скоростях несутся планеты, звезды, астероиды, метеородиды и кометы. В результате их столкновения образуются новые космические тела и системы, а вокруг их кружат мелкие частицы. Много таких частиц и вокруг Солнца. Основной их источник – пояс астероидов.
Самые мелкие частицы достаточно быстро притягиваются Солнцем, и сгорают в его лучах. Правда, процесс этот возобновляемый, т.к. частицы постоянно подходят в околосолнечное пространство. Отражающие свет или горящие частицы можно наблюдать после заката или перед восходом. Они образуют широкий столб не яркого света. Это явление получило название «зодиакальный свет». Также его можно наблюдать во время полного солнечного затмения, когда он переходит в ложную корону.
Множество мелких частиц порождено кометами и метеороидами. Часто их осколки падают на землю образуя метеориты. Это может быть как случайным, так и регулярным процессом. Так например, ежегодно 12 августа при пересечении потока Персеиды на Землю обрушивается метеоритный дождь. Этот поток образован частицами, оставленными кометой 1862 III. При пересечении частиц потерянных другой, более известной кометой Галлея, земля еще раз попадает в метеоритный дождь. Это событие происходит в конце октября.
При падении в атмосфере не сгорают лишь особо крупные и мелкие метеориты. Крупные обгорают, но часть все же приземляется. А мелкие парашютируют в плотных слоях атмосферы. Также могут не сгорать мелкие осколки космических тел размером несколько сантиметров, конечно, если они состоят из плотного вещества. Такие осколки представляют большой интерес для науки, но отличить их от земных пород для неспециалиста трудно. Поэтому чтобы обнаружить мелкие осколки практически невозможно.
Источник
Самые примечательные случаи падения космических обломков на Землю
Случается такое — обломки космических объектов падают на Землю. Давайте вспомним самые интересные из этих случаев.
Американский спутник Transit-5BN-3
В 1964 году американский навигационный спутник «Transit-5BN-3» при выводе на орбиту потерпел крушение. Случилось это на высоте 45-60 километров над водами Индийского океана к северу от Мадагаскара. Большинство обломков сгорели в атмосфере и все бы ничего, но на спутнике находились радиоактивные материалы, а именно — 950 граммов плутония-238.
Плутоний рассеялся в атмосфере, в результате чего содержание данного радионуклида в околоземном пространстве увеличилось в три раза. Дальнейший анализ почв помог обнаружить следы этого радиоактивного топлива на всех континентах земли.
К 1970 году в атмосфере Земли от испарившегося радиоактивного металла осталось лишь около 5%. Тем не менее, этот инцидент стал первой серьезной аварией, заставившей покорителей космоса задуматься о более безопасном использовании радиоактивного топлива на спутниках.
Советский спутник «Космос-954»
Случалось так, что радиоактивные обломки долетали и непосредственно до земли. Такой «подарок» в 1978 году преподнес советский спутник Канаде.
Военный спутник «Космос-954» был запущен в 1977 году и использовался Советским Союзом для морской разведки. Отработав на орбите всего месяц, спутник неожиданно вышел из строя по причине отказа оборудования. Вывести его на более высокую орбиту для захоронения не удалось и космический аппарат начал неконтролируемо снижаться. В начале января 1974 года аппарат полностью потерял связь с центром управления.
Американцы, тем временем, следили за судьбой спутника и знали, что тот сбился с орбиты и представляет возможную угрозу. Их опасения возросли после того, как Советский Союз в ответ на официальный запрос подтвердил, что на спутнике в качестве топлива находится до 30 кг обогащенного урана-235.
Информация быстро утекла в прессу и на Западе стали обсуждать, куда упадут советские радиоактивные обломки. Из-за непредсказуемости результата спутник успели прозвать «русской рулеткой».
Падение произошло 24 января 1978 года. Прочертив в утреннем небе огненную полосу, «Космос-954» упал на северо-западе Канады, в окрестностях Большого Невольничьего озера, а мелкие радиоактивные обломки спутника усеяли территорию в тысячи квадратных километров.
Сразу после случившегося власти США предложили Канаде помощь в ликвидации аварии и сборе обломков. Конечно же, американцы также были заинтересованы и в самих обломках секретного советского спутника.
Операция, получившая название «Утренний свет», стартовала сразу же после получения информации о падении. В результате поисков было найдено около 100 фрагментов космического аппарата. Радиоактивных продуктов деления удалось собрать боле 90%.
Инцидент, естественно, вызвал международный скандал. Советскому Союзу пришлось частично оплатить затраты Канады на ликвидацию аварии. По разным источникам, СССР выплатил от 3 до 7,5 миллиона долларов. Кроме того, случившееся заставило Советский союз на три года приостановить запуск спутников с радиоактивным топливом и пересмотреть их конструкцию в сторону увеличения безопасности.
Тем не менее, серьезных экологических последствий катастрофа не вызвала — этому поспособствовала малая заселенность территорий, а также большее количество расположенных на ней рек и озер. Вода быстро поглотила радиацию и сегодня никакой угрозы обломки «Космоса-954» уже не представляют.
Американская станция Skylab
Эпичней всего на Землю падают не спутники, а во много раз превосходящие их по размеру орбитальные станции. Одной из первых и самой большой на тот момент орбитальной станцией была американская «Скайлэб», запущенная в 1973 году.
Активно эксплуатировалась она несколько месяцев и к 1979 году начала раньше намеченного срока сходить с орбиты. Вернуть ее на более высокую орбиту не было возможности, так как на станции отсутствовали двигатели — она маневрировала с помощью пристыкованных к ней кораблей.
Согласно расчетам американцев, не сгоревшие в атмосфере обломки «Скайлэб» должны были упасть в район, расположенный на 1300 километров южнее территории ЮАР. Однако, 4% погрешность в расчетах, а также то, что станция разрушалась медленнее, чем предполагалось, привели к смещению реальной точки падения.
В итоге, остатки «Скайлэб» упала на Австралию, на западную ее часть, южнее города Перт. Некоторые обломки впоследствии были найдены и сегодня экспонируются в музеях австралийских городов.
Вот такие обломки падали на Австралию.
Советская станция «Салют-7»
Советская орбитальная станция «Салют-7» была запущена в 1982 году. Она стала последней в рамках программы «Салют», осуществляемой с 1960-х годов. Станция была рассчитана на пять лет работы, последний экипаж побывал на ней в 1986 году. Тогда, впервые в истории, советские космонавты Леонид Кизим и Владимир Соловьев осуществили перелет с одной орбитальной станции на другую — на «Салют» они прилетели с недавно запущенного «Мира».
Советские инженеры терять «Салют-7» после выработки срока службы не собирались. Какое-то время к ней планировался полет на «Буране», но этот проект был в итоге положен на полку. Сохранить станцию ученым помешало Солнце. Возросшая солнечная активность привела к тому, что плотность верхних слоев атмосферы повысилась и станция начала тормозить, постепенно падая.
Запас топлива на «Салюте» к этому времени оказался практически полностью выработанным, поэтому серьезно скорректировать ее орбиту не представлялось возможным. Оставалось лишь ждать, когда станет понятно, куда конкретно станция будет падать, чтобы увести ее в океан.
Такие данные были получены в феврале 1991 года. Обнаружилась реальная опасность того, что обломки могут накрыть густонаселенную Европу. Но специалистам все же удалось увести станцию в район Южной Америки. Советское правительство заранее выразило готовность возместить возможный ущерб, связанный с падением остатков станции.
В итоге, обломки «Салюта-7» упали на территорию Чили и Аргентины. В ночь с 6 на 7 февраля жители этих стран наблюдали в небе яркие вспышки, а также огненный шар, похожий на комету или самолет. Множество не сгоревших в атмосфере частей впоследствии были обнаружены местными фермерами.
Следующую крупную орбитальную станцию — «Мир», также ждала участь падения на Землю. Но операция по затоплению «Мира» была заранее спланирована и прошла без осложнений. В результате, «Мир» упал в заданном несудоходном районе Тихого океана. Жители соседних островов Фиджи смогли стать свидетелями этого зрелища.
Американская ракета Delta II
Падение космических обломков гипотетически может нести угрозу для человека. Но реальный шанс того, что какая-нибудь железка упадет на человека, согласно расчетам НАСА, не превышает 1/3200.
Тем не менее, известен по крайней мере один случай, когда космический обломок задел человека. По словам американки Лотти Уильямс, в январе 1997 года она с друзьями из города Тасла в штате Оклахома прогуливалась по местном парку. Примерно в 3:30 ночи компания вдруг стала свидетелями вспышки огненного шара в ночном небе. «Мы были ошеломлены и даже испуганы, — рассказывала она. — Мы подумали, что это падающая звезда».
Менее чем через 30 минут Лотти вдруг почувствовала, как что-то с силой хлопнуло ее по плечу. Так как в этого момент никого рядом не было, американка подумала, что это незнакомец и начала убегать. После этого что-то вдруг шлепнулось позади ее спины, Лотти обернулась и нашла странную на вид железку. «Вес у нее был примерно как у пустой алюминиевой банки, а по фактуре она походила скорее на жесткую ткань, но сделанную из металла», — рассказывала она.
Сначала Уильямс была убеждена, что нашла кусок метеорита. Но когда она отдала его для изучения в местный астрономический клуб, то сразу же стало понятно, что кусок является обломком американской ракеты Delta II, потерпевшей крушение в ту же ночь. Ракета должна была вывести на орбиту американский военный навигационный спутник, но по пути развалилась.
На Уильямс, как показали дальнейшие исследования найденного материала, упал кусок топливного бака ракеты. Потерпевшая утверждает, что в последствии ей даже пришло письмо с извинениями от НАСА, хотя вскоре оно затерялось.
Источник
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