На фоне стремительного роста числа запусков спутников и орбитального мусора авиационные власти спешат не допустить, чтобы космический хлам спровоцировал новый крупный сбой в авиасообщении.
Задержка рейса или изменение маршрута из-за непогоды давно стало чем-то привычным. Но что, если самолет задержат из-за падающего космического мусора? То, что звучит как сюжет не самого удачного фильма-катастрофы, на деле, по словам экспертов, превращается в растущий риск, к которому операторам рейсов приходится готовиться.
На сегодня не зафиксировано ни одного подтвержденного случая, когда пассажирский самолет был поражен космическим мусором, но вероятность меняется по мере того, как увеличивается и число спутников на орбите, и частота пассажирских перелетов.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, показало, что ежегодно существует вероятность в 26 процентов того, что неконтролируемый вход в атмосферу ракеты произойдет над оживленными регионами, такими как Северная Европа, северо-восток США или крупнейшие азиатско-тихоокеанские авиаузлы.
Но это не означает 26-процентный риск того, что в самолет попадут обломки. В EUROCONTROL, организации, которая управляет воздушным движением в 42 странах, Euronews Next пояснили, что эта цифра отражает вероятность того, что траектория падающей ракеты пройдет через загруженное воздушное пространство и его придется закрывать в порядке предосторожности. На практике глобальная вероятность реального столкновения с воздушным судном остается крайне низкой и оценивается примерно как один случай на миллион лет при нынешнем уровне интенсивности полетов.
Однако даже «превентивное» закрытие может сильно ударить по пассажирам. Так, в 2022 году часть воздушного пространства над Испанией и соседними районами Франции временно закрыли для полетов вдоль одной из предполагаемых траекторий падения обломков китайской ракеты. Этот единственный эпизод задержал сотни рейсов и обошелся в миллионы евро, хотя ни один самолет не пострадал, а обломки в итоге упали в океан за тысячи километров оттуда.
Сейчас EUROCONTROL уже в режиме реального времени отслеживает запуски ракет и их вход в атмосферу, которые могут повлиять на европейское воздушное пространство, с поддержкой таких структур, как EU-SST, при необходимости обменивается информацией и включает сценарии падения космического мусора в свои протоколы кризисного управления.
Почему космический мусор выдерживает жар
Одна из главных причин для тревоги в том, что космическая техника изначально создается чрезвычайно прочной. Старший аналитик по космическому мусору Европейского космического агентства Стейн Лемменс поясняет: «Проблема в том, что, когда вы проектируете объект для полета в космос, он должен выдержать запуск, а значит он жесткий и прочный».
Одни из самых «живучих» фрагментов космического мусора — это, например, топливные баки из высококачественного титана.
Большинство обломков трудно опознать. По словам Лемменса, они выглядят «как деталь оборудования, которую засунули в печь», и от них остается лишь оплавившийся кусок металла.
Чтобы лучше понять, что происходит во время огненного возвращения на Землю, ЕКА готовит уникальную миссию под названием Destructive Reentry Assessment Container Object (DRACO), запуск которой запланирован на 2027 год. Спутник размером со стиральную машину по сути станет «миссией самоубийцей»: он должен записать собственное разрушение изнутри.
Когда аппарат начнет сгорать, специально разработанная неразрушимая капсула диаметром около 40 сантиметров будет играть роль «черного ящика» внутри. К ней подключат 200 датчиков и четыре камеры по всему спутнику, которые будут измерять температуру и механические нагрузки на металл по мере его разрушения.
Когда основная часть спутника сгорит до пыли, капсула рухнет в океан, раскроет парашют, чтобы снизить скорость, и успеет передать накопленные данные на геостационарный спутник, откуда ими займутся специалисты на Земле.
Эти сведения крайне важны, потому что, как отмечает Лемменс, «сейчас невозможно воссоздать на Земле точные условия, в которых происходит вход в атмосферу».
Как сделать вход в атмосферу «дружественным»
Данные DRACO помогут инженерам проектировать спутники так, чтобы они были так называемыми «разрушаемыми», то есть полностью распадались и испарялись до того, как достигнут высот, на которых проходят полеты самолетов с туристами.
После десяти лет исследований ЕКА тестирует технологии вроде «разрушаемых» шайб и кронштейнов, которые должны играть роль слабых звеньев и помогать аппаратам распадаться при входе в атмосферу. Инженеры также рассматривают переход от титановых баков к алюминиевым сплавам, которые легче плавятся, хотя Лемменс предупреждает, что «решение, подходящее для одного спутника, может не работать для другого».
Долгосрочная цель состоит в том, чтобы управляемый вход в атмосферу, когда объект направляют в удаленный район океана, стал стандартом для всех крупных ступеней ракет-носителей.
Небо становится сложнее
Наше небо становится все более загруженным. Ожидается, что объем авиаперевозок в Европе будет расти ежегодно до 2,4 процента вплоть до 2050 года, и уже заметна тенденция к увеличению числа дальнемагистральных рейсов, а также к корректировке маршрутов, чтобы снижать геополитические риски и оптимизировать время полета ради сокращения выбросов.
К этому добавляются новые виды воздушных путешествий — от суборбитального туризма в стиле Кэти Перри до медленно движущихся высоковысотных коммуникационных аэростатов и, возможно, в недалеком будущем гиперзвуковых аппаратов, доставляющих пассажиров из точки в точку вокруг Земли. В густонаселенных городах могут появиться и пассажирские дроны вертикального взлета и посадки.
Управлять рисками удастся только при гораздо более тесной координации между диспетчерами гражданской авиации и космическим сообществом. EUROCONTROL стремится уйти от реагирования «от случая к случаю» к постоянной службе мониторинга космических событий в режиме реального времени. Цель — получить многоуровневую картину воздушного пространства, от городского неба до низких околоземных орбит.
Смотрясь в будущее, в EUROCONTROL говорят, что хотели бы видеть более слаженную работу всех участников, в том числе новых и уже состоявшихся компаний частной космической отрасли, включая совместные моделирования и учения с участием авиакомпаний, военных и операторов космических аппаратов.
И наконец, если обломки все же прорываются через верхние слои атмосферы, агентство призывает всех быть максимально открытыми и подробно объяснять, как и почему та или иная металлическая или композитная деталь оказалась на более опасных высотах. Проще говоря, если на землю упал фрагмент именно вашего «дымящегося космического корабля», признайте это и поделитесь данными, чтобы помочь обеспечить безопасность всех путешественников.