Научно-исследовательская работа по астрономии на тему Проект решения проблемы накопления космического мусора .

1. Описание проблемы
С момента появления и становления космической техники человечество не задумывалось о том, что многие объекты, запущенные в космос, останутся там на сотни лет. Об этом может свидетельствовать тот факт, что значительная часть космических объектов (КО), отправленных на низкую околоземную орбиту, не способна реализовать самовозвращение в атмосферу Земли.
В частности, это касается космических аппаратов на высокоэллиптических и геостационарных орбитах. Дизайнеры, создавшие и создавшие их, в большинстве своем изначально не закладывают в них такую ​​возможность. [1]. Под космическим мусором понимают все искусственные объекты и их фрагменты, образовавшиеся в результате разрушения крупной ракетно-космической техники (РКТ) (космических аппаратов, верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков), находящихся на околоземных орбитах в космическом пространстве, которые не функционируют, но являются опасным фактором, влияющим на существующие космические аппараты [2].
Проблема космического мусора получила официальный статус в конце 80-х годов в связи с ростом космической деятельности человечества. Под космическим мусором следует понимать отработавшие или вышедшие из строя космические аппараты (КА), ступени ракет-носителей и их обломки. При этом космический мусор классифицируется на крупные объекты (отработавший ресурс космических кораблей, ступени ракет-носителей), средние объекты (космические зонды, эксплуатационный мусор, отработанные микро-, наноячейки) и малые объекты (обломки космических кораблей, ступени ракет, защитные оболочки) [2]. В связи с активным использованием человечеством околоземного космического пространства степень техногенного загрязнения с каждым годом неуклонно возрастает.
Проблема космического мусора влияет на задачи вывода космических аппаратов на орбиту и их функционирование, поскольку столкновение даже с сантиметровым фрагментом может привести к поломке ракеты-носителя или выходу из строя космического корабля [3].
Разрабатываются как конструкции технических устройств, так и методы, позволяющие в той или иной степени устранить эту проблему, например, способ вывода КМ с низких орбит [4-9]. Основными недостатками существующих проектов технических устройств и способов вывода на орбиту являются:
- дробление крупных КМ, что приводит к образованию более мелких фрагментов, более опасных для космических аппаратов [5];
- удаление крупного КМ с низких орбит может привести к его неполному сгоранию и падению на Землю [6, 11];
- вынос КМ с геостационарной орбиты на орбиту захоронения приводит к засорению высоких орбит, что в последующем может стать угрозой для функционирования высокоэллиптических и высокоорбитальных космических аппаратов, а также запуска межпланетных исследовательских станций [7].
В связи с этим актуальность проблемы космического мусора в целом обусловлена ​​возрастающим техногенным загрязнением околоземного космического пространства, что влечет за собой повреждение и выход из строя космических аппаратов [4,6,9]. В частности, актуальность данной работы заключается в разработке устройства для утилизации космического мусора, основанного на принципе переработки космического мусора в топливо, то есть безотходным способом.
Космический мусор — совокупность всех искусственных объектов, находящихся на околоземной орбите, а также их фрагментов, дальнейшее использование которых не предусматривается из-за неисправности. Другими словами, космический мусор – это все искусственные объекты в космосе, которые неисправны и никогда больше не смогут работать, но в то же время являются опасным фактором, влияющим на функционирование космических кораблей, особенно пилотируемых.
Фактически только 6% космических объектов, отслеживаемых с Земли, являются исправными аппаратами, все остальные в полной мере можно назвать мусором, и теперь накопление этого мусора на геостационарной орбите ставит под угрозу дальнейшее освоение человечеством ближнего космоса. Есть мнения, что в случае загрязнения космоса путь туда для человека будет закрыт на многие сотни лет.