Профессор РУДН предложил способы эффективной «уборки» космического мусора
Профессор РУДН предложил способы эффективной «уборки» космического мусора

Профессор РУДН предложил способы эффективной «уборки» космического мусора

Профессор РУДН, специалист в области управления движением космических аппаратов, проанализировал, как уводят на «орбиту захоронения» ступени ракет-носителей, разгонные блоки космических аппаратов и другой крупный космический мусор. Оказалось, что низкие орбиты выгоднее очищать с помощью космического аппарата, который несет на борту отделяемые модули с двигателями. Эти модули крепятся на уводимых объектах космического мусора. Геостационарную орбиту предпочтительнее очищать с помощью аппарата-буксира, который сам доставляет объекты на орбиту захоронения. Исследование проведено вместе с группой сотрудников МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Кроме спутников и МКС на различных орбитах вокруг Земли движутся тысячи вышедших из строя аппаратов, разгонных блоков ракет и другой космический мусор. Когда они сталкиваются между собой, получаются обломки — например, в 2018 году из-за восьми разрушений в околоземном пространстве появилось более 1000 новых наблюдаемых фрагментов. Чем больше мусора в космосе, тем выше риск, что он выведет из строя действующие спутники и оставит людей без спутниковых систем связи и наблюдения. Профессор РУДН Андрей Баранов и его коллеги из МГТУ им. Н.Э. Баумана Дмитрий Гришко и Георгий Щеглов изучили параметры космического мусора на разных орбитах и рассчитали наиболее экономичные схемы облета этих объектов.

На низких околоземных орбитах высотой от 600 км до 2000 км расположены 160 ступеней ракет-носителей, каждая имеет массу от 1,1 до 9 тонн. В окрестностях геостационарной орбиты высотой 35 786 км самые заметные и потенциально опасные объекты — 87 разгонных блоков массой 3,2–3,4 тонны каждый. Размеры, масса и параметры этих объектов заметно разнятся между собой, поэтому сложно разработать единый тип сборщика для их «уборки» — увода на орбиты захоронения, где «мусор» не будет представлять опасность для действующих спутников.

Для околоземных орбит было предложено использовать аппарат-сборщик мусора длиной 11,5 м, диаметром 3 м и массой чуть более 4 тонн. Такой сборщик может нести на борту 8–12 модулей с двигательными установками. Для перемещения более легких ступеней ракет-носителей будет достаточно 50–70 кг топлива внутри модуля, а для увода на орбиту захоронения девятитонной ступени «Зенита-2» понадобится около 350 кг топлива. Общая масса аппарата-сборщика при запуске — 8-12 тонн. Современные ракеты-носители могут без проблем вывести такой груз на орбиты высотой до 1000 км. После того, как сборщик израсходует все свои отделяемые модули, он состыкуется с еще одной, последней, ступенью ракеты-носителя и вместе с ней направляется в верхние слои атмосферы, где они и сгорят.

Для «уборки» на геостационарной орбите коллектив исследователей предложил использовать аппарат массой около двух тонн, высотой в 3,4 м, длиной и шириной по 2,1 м. Расчеты показали: если нагрузить его отделяемыми модулями, как в варианте для низких орбит, для увода всего мусора с геостационарной орбиты потребуется в 3–4 раза больше аппаратов. Поэтому предпочтительнее использовать аппарат-сборщик для геостационарной орбиты как буксир. По предварительным оценкам, он сможет функционировать до за 15 лет и увести за это время на орбиту захоронения 40–45 объектов.

«Спроектировать аппарат-сборщик космического мусора для низких орбит сложнее, чем аналогичный для геостационарной орбиты. К тому же в лучшем случае один аппарат может увести с низких орбит всего 8–12 объектов, в то время как из окрестностей геостационарной орбиты — 40–45. Таким образом, очищать низкие орбиты значительно труднее, чем геостационарную. Этот важный вывод надо учесть тем коммерческим компаниям и космическим агентствам, которые имеют планы развертывания группировок из сотен и тысяч спутников именно в этой области околоземного пространства», — доктор физико-математических наук Андрей Баранов, профессор департамента механики и мехатроники РУДН.

Результаты работы опубликованы в Advances in Space Research.

Новости
Все новости
Наука
23 июля
Степь, заповедное озеро и солевой вулкан: как экологи РУДН провели экспедицию на Баскунчак

В институте экологии уже 5 лет существует студенческий научно-популярный турклуб, открытый при НСО GreenLab. При поддержке преподавателей студенты организуют самостоятельные экспедиции — научно-исследовательские походы с выполнением поставленной научной задачи, а также научно-популярные и образовательные поездки.

Наука
14 июля
После инфаркта 44% пациентов бросают терапию, рискуя повторным приступом – исследование ученых РУДН

Исследователи медицинского института РУДН и Городской поликлиники № 2 Москвы проанализировали, как пациенты после острого инфаркта миокарда соблюдают рекомендации по приёму двойной антитромбоцитарной терапии (ДАТТ) — комбинации ацетилсалициловой кислоты (АСК) и ингибитора P2Y12 (тикагрелор, клопидогрел или прасугрел). Работа отмечена I местом в Конкурсе научных работ молодых ученых в области лекарственной безопасности «ЛекБез 2025» на III Российском конгрессе «Безопасность фармакотерапии 360°: Noli nocere!»

Наука
30 июня
Учёные РУДН создали новые вещества для борьбы с устойчивыми бактериями

Исследователи РУДН вместе с бельгийскими коллегами разработали новые химические соединения, которые могут блокировать образование бактериальных биоплёнок — плотных скоплений микробов, устойчивых к антибиотикам.