Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) выбрало компанию Astroscale Holdings для первого этапа эксперимента, в рамках которого агентство собирается проверить возможность свода с орбиты больших объектов космического мусора. Предполагается, что во время первой фазы на орбиту будет запущен спутник, который подлетит вплотную к отработанной ступени ракеты, соберет данные о ней и отработает сближение, а на втором этапе, который пройдет в рамках отдельной миссии, уже другой аппарат сведет ее с орбиты.
Отметим, что на околоземной орбите на сегодняшний день находится огромное количество объектов космического мусора. По текущим оценкам, около 34 тысяч объектов имеют размер более 10 см, а объекты меньшего размера исчисляются десятками миллионов. Существенная часть крупных объектов — это либо сами отработанные верхние ступени ракет, либо их обломки или детали. Кроме того, часть крупных объектов космического мусора приходится на спутники, закончившие свою миссию, но не сошедшие с орбиты. Около двух с половиной десятков самых крупных объектов находятся под постоянным наблюдением наземных станций слежения, и их опасность считается умеренной. Однако поскольку они являются потенциальным источником большого количества малых объектов (как это произошло, к примеру, в 2009 году, когда в результате первого в истории столкновения действующего спутника с крупным объектом космического мусора в лице отработавшего спутника на орбите Земли образовалось около 600 обломков, один из которых даже нес угрозу МКС — последней пришлось производить маневр уклонения), в последнее десятилетие космические агентства разных стран начинают создавать проекты по очистке околоземного пространства.
Вместе с тем, пока такие проекты, например, британский RemoveDEBRIS, в основном нацелены на небольшие тестовые объекты, как правило, привезенные с Земли в ходе той же миссии. JAXA в рамках собственного проекта по уборке космического мусора CRD2 решило не отправлять на орбиту новый мусор и выбрало в качестве цели реальную верхнюю ступень ракеты. Ожидается, что это будет вторая ступень ракеты H-2A либо перспективной ракеты H-3, первый запуск которой намечен на 2020 год.
При этом данный проект в JAXA разбили на две фазы, из которых Astroscale Holdings пока доверили первую. Она должна состояться до конца 2022 фискального года в Японии, то есть до 1 апреля 2023 года. В рамках этой миссии спутник-инспектор, финансовую сторону постройки и запуска которого возьмет на себя японское космическое агентство, выйдет на околоземную орбиту и начнет маневр для сближения с указанной верхней ступенью. При приближении на расстояние 80 километров аппарат начнет отслеживать объект с помощью бортовой камеры и сблизится до километра. После этого сближение с километра до 250 метров будет проводиться на основе данных инфракрасной камеры. На последнем этапе за навигацию будет отвечать лидар. На отметке 100 метров спутник погасит разницу в скорости и проведет долгую съемку ступени, вращаясь вокруг нее и изучая со всех сторон ее корпус и его состояние, а также характер ее движения, а затем сблизится с ней на расстояние около полутора метров, отработав систему сближения. После этого спутник в рабочем состоянии останется на орбите — Astroscale Holdings планирует использовать его для исследования еще ряда крупных объектов космического мусора.
Стыковка и свод с орбиты искомой ступени намечены на второй этап, который должен состояться до 2026 года. Исполнитель второй фазы проекта пока не выбран.
Любопытно, что инженеры JAXA планируют использовать для свода не двигатели космического мусорщика, а специальный трос, который из-за движения в магнитном поле Земли будет создавать силу Лоренца, тормозящую аппараты и постепенно сводящую их с орбиты.
Напоследок отметим, что до того, как приступить к выполнению контракта с JAXA, Astroscale Holdings, специализирующаяся на разработке технологий для свода космического мусора с орбиты и их коммерциализации, во второй половине 2020 года намерена провести собственную тестовую миссию ELSA-d, которая будет состоять из прототипа спутника-мусорщика и небольшого устройства, выполняющего роль космического мусора, оснащенного специальной ферромагнитной пластиной. В ходе данной миссии японские инженеры планируют отработать компоненты и методы, необходимые для сближения с объектом космического мусора, а также проверить в полевых условиях фирменную магнитную систему захвата, которую компания, судя по всему, в дальнейшем будет предлагать устанавливать на ступени ракет и космические аппараты, чтобы космические робомусорщики могли с легкостью прикрепляться к ним после завершения их миссии и сводить их с орбиты.
«Представить современную жизнь без спутниковых сервисов крайне сложно. С их помощью мы можем обмениваться сообщениями и общаться с семьей и друзьями из любой точки мира, узнавать погоду, управлять финансами и выполнять множество других задач. Кроме того, спутники используются для прогнозирования стихийных бедствий и максимального смягчения последствий от них, мониторинга изменений климата на Земле и даже обеспечения национальной безопасности. Короче говоря, без спутниковых данных жизнь людей по всему миру была бы совершенно иной.
Проблема в том, что сегодня спутники все время находятся в опасности из-за миллионов объектов космического мусора, пребывающих в околоземном пространстве — от отработанных ступеней ракет и спутников размером с городской автобус до крошечных обломков шириной в миллиметр. При этом ожидается, что в ближайшие 10-15 лет человечество отправит на орбиту тысячи новых аппаратов, что только усугубит ситуацию с космическим мусором. Чтобы сделать орбитальную среду безопасной, нам необходимо ограничить образование на орбите нового космического мусора, а также заняться удалением уже существующих отработавших объектов и их обломков», — указывается на сайте Astroscale Holdings.
Источник: N+1