Запуск СССР первого искусственного спутника 4 октября 1957 г. открыл новую, космическую страницу в истории человечества. За прошедшие 50 лет космические технологии стали не только достоянием и гордостью земной цивилизации, но и прочно вошли в повседневную жизнь миллионов людей. Сегодня человечество не мыслит себя без различных видов спутниковой связи, GPS-навигации, многообразных метеорологических и геологоразведывательных зондов. Достижения космической техники и управляемой космонавтики используются во многих сферах современной деятельности, начиная от военной и природоохранной и заканчивая разнообразной научной и хозяйственно-прикладной. Исследования далеких миров бесконечной вселенной, постоянный мониторинг нашей ближайшей звезды – Солнца также проводятся с помощью орбитальных телескопов.
Но наряду с бесспорными успехами назревают и не совсем приятные в перспективе сопутствующие проблемы. Эти незаметные на первый взгляд побочные эффекты вывода на орбиту многочисленных полезных аппаратов могут привести к весьма неприятным отрицательным последствиям. Речь идет не об экологической опасности загрязнения атмосферы ядовитыми продуктами сгорания токсичного ракетного топлива и не о нарушении и разрушении озонового экрана верхнего слоя атмосферы при каждом запуске ракет.
Речь пойдет о металле, который вместе с полезным грузом выходит на орбиту вокруг нашей планеты и продолжает там существовать в течение многих месяцев и лет в зависимости от массы, миделя и траекторных характеристик. С подобными проблемами цивилизация постоянно сталкивается и на Земле. Благородные намерения долгосрочного сохранения продуктов питания или транспортировка горюче-смазочных материалов в отдаленные районы уже приводит к накоплению используемой тары и упаковок. Но угрозы, исходящие от консервных и пивных банок, металлических бочек, медленно разрушающихся в почве и загрязняющих ее окислами железа, олова, свинца и цинка, не идут ни в какое сравнение с космической тарой, которая медленно, но верно все же сгорит в земной атмосфере. Угроза подстерегает нас не в ядовитости элементного состава этих многочисленных баков, обтекателей и защитных кожухов, а в самом факте существования подобных металлических объектов на околоземной орбите! Специалистам хорошо известно, к каким трагическим последствиям может привести столкновение современного авиалайнера с небольшой пичужкой на взлете или при посадке.
Но скорости самолетов — намного меньше первой космической, не более тысячи километров в час. А вот для вывода ракеты на орбиту Земли требуется скорость уже 8 километров в секунду. И энергия столкновения, зависящая от массы и квадрата этой скорости, огромна даже в случае столкновения с обыкновенной гайкой. Недаром аэродромные службы предпринимают всевозможные ухищрения по разгону птиц вблизи аэродромов, начиная от инфразвукового отпугивания и кончая содержанием специальных хищных птиц. Птицы — существа живые, и методику их удаления из опасной зоны разработать можно, а вот как быть с мертвым грузом космического лома, ежегодно накапливающегося в околоземном пространстве? Так ли опасно его существование, не призрачная ли это «высосанная из пальца» угроза? В свое время в СССР была разработана методика борьбы со спутниками потенциального противника. В то время как на Западе отрабатывались методики высокоточного лазерного удара, наши военлее дешевые и надежные способы ликвидации. Мощными ракетами на орбиту выводились контейнеры, заполненные специальными металлическими «дробинами» (размерами меньше спичечного коробка) и взрывателем.
В случае необходимости такое взрывное устройство выводилось на нужную орбиту и приводилось в действие, создавая на орбите рукотворный квазиметеоритный рой. Плотность этого роя и его поперечник были достаточны, чтобы гарантировать столкновение и выведение из строя спутника противника. Энергии столкновения были настолько высоки, что могли разрушить практически любой космический аппарат. В отличие от метода «лазерного ослепления», тактика «дробовика» требовала очень больших затрат на выведение в космос многих тонн тяжелого и редко используемого груза. Эти «тихие» космические войны были прекращены только после достижения взаимных договоренностей. Итак, любой болт или консервная банка, находящаяся на орбите, — это та мина или бомба, которая в случае столкновения с ракетой неминуемо приведет к взрыву и катастрофе. Каждый запуск многоступенчатой космической ракеты сопровождается сбросом отработанных ступеней (часть из которых сразу падает на Землю), а приведение в действие выведенной на орбиту аппаратуры завершается сбросом обтекателей и всевозможных защитных кожухов, которые, отстреливаясь, переходят на свои собственные орбиты.
Специальные наземные службы вынуждены следить и каталогизировать орбиты этих паразитных спутников, чтобы при очередном выводе на орбиту аппаратуры не произошло столкновения. Уже сейчас на орбитах вокруг Земли находятся тысячи таких опасных объектов, и с каждым новым запуском их становится все больше и больше. Возможно ли принципиальное решение проблемы последних ступеней и другого космического металлолома или все усилия по их обезвреживанию бесполезны? Сегодня их простое уничтожение возможно, но нерентабельно. Правда, потери от одного гипотетического столкновения вряд ли поддаются точному расчету, во что и как можно оценить человеческие жизни? Каждый килограмм, выведенный на орбиту, дороже слитка золота аналогичного веса, поэтому так хочется разработать методику утилизации космического лома ценнейших металлов, и предпосылки к этому есть. Из необходимых компонентов – сырье, энергия, технология производства сырье у нас имеется, энергии тоже предостаточно. Сейчас на большинстве космических аппаратов для обеспечения энергией используются либо солнечные батареи, либо «долгоиграющие атомные батарейки».
Но в нашем случае применение электричества — это прямые потери. Видимо, гораздо рентабельнее напрямую использовать энергию солнечного излучения, как это в детстве делают мальчишки, с помощью линз добывающие огонь и выжигающие на дощечках разные рисунки. Только в нашем случае рентабельнее использовать в космическом пространстве не тяжелые и громоздкие стеклянные линзы, а легкие «надувные» сферические зеркала. От изготовления больших линз астрономы отказались давно, ведь, помимо высоких требований к оптическим поверхностям, для линзы важна и однородность и прозрачность самого материала – стекла. А вот сделать большое зеркало или систему зеркал с общим фокусом не-сравненно проще.
Тем более в безвоздушном пространстве, где легче учесть побочные влияния. В нашем случае не требуется и высокой точности обработки поверхности зеркала. Хорошо известно, что таежные пожары может вызвать во время засухи обыкновенная разбитая бутылка из белого стекла. Собранные в пучок ее вогнутой поверхностью лучи солнца легко поджигают сухой мох, и это при малом диаметре и на дне воздушного океана, что уж говорить о зеркалах поперечниками в метры и десятки метров в «прозрачном» космическом вакууме. Создание системы таких зеркал и задача их постоянной ориентации на Солнце вполне по плечу современной космической промышленности.
Температура поверхности Солнца — 6000 градусов, так что в фокусе нашего «космического зеркала» можно расплавлять и вы-плавлять самые разнообразные металлы и создавать невозможные в условиях земного тяготения сплавы. В первую очередь целесообразно наладить производство многофункциональной защитной фольги.
Именно фольги потребуется больше всего для создания различных построек, станций, хранилищ на околоземных орбитах. Производить защитные покрытия из космического лома с помощью энергии Солнца — это ли не интересная и важная задача для инженеров и технологов. Да и возможность создания уникальных сплавов из смесей материалов с различным удельным весом позволит выплавлять несущие конструкции невиданных свойств.
Уже сейчас существующая на орбите нашей планеты Международная космическая станция постоянно наращивается за счет прибывающих с Земли модулей. Но строительство больших орбитальных лабораторий, производств и поселений, о которых мечтал еще К.Э. Циолков-ский, не за горами. И процесс такого строительства можно совместить с экологическими задачами утилизации космического лома.
Что касается ловли, сбора и доставки самих обломков к «заводу по переработке», то об этом следует позаботиться заранее. Снабжая каждую отделяющуюся деталь собственным «маячком», позволяющим не только иметь все подробные данные о массе и составе, но и легко обнаружить ее на орбите. Московские дороги уже задыхаются от огромного числа автомобилей.
Ни улицы, ни площади города не рассчитаны на все возрастающую транспортную нагрузку, приводящую к скоростям движения, не соизмеримым с возможностью самих автомобилей и сводящим на нет все их преимущества. Не будем же мы, люди ХХI в., ожидать, когда подобные «пробки» возникнут на космических орбитах и очередной ракете придется сутками и неделями ждать благоприятного и безопасного коридора для старта.
Не лучше ли уже сейчас, заранее не заполнять небо опасным хламом, не вести учет его перемещения, а побеспокоиться о его перспективной утилизации, создав новое направление в космической промышленности. Вода выбрасывает на берег электронную начинку. Моря и океаны Земли пока единственные переработчики космического лома.
metallolom 