Вчені розрахували ризик загибелі людини від космічного сміття
Авторка: Моніка Ґрейді, професорка планетарних і космічних наук Відкритого університету (Велика Британія).
Імовірність того, що хтось загине від космічного сміття, що падає з неба, може здатися до смішного нікчемною. Зрештою, ніхто ще не загинув внаслідок такої події, хоча випадки травм та пошкодження майна були. Але з огляду на те, що ми запускаємо в космос дедалі більше супутників, ракет і зондів, чи потрібно почати ставитися до цього ризику серйозніше?
У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Astronomy, вчені оцінили можливість загибелі людей у наступні десять років від падіння частин ракети з космосу.
Щохвилини і щодня з космосу на нас сиплеться сміття – небезпека, про яку ми майже не підозрюємо. Мікроскопічні частинки астероїдів і комет проникають крізь атмосферу і непомітно осідають на Землі, що становить близько 40 000 тон пилу на рік.
Хоча для нас це не проблема, такі уламки можуть пошкодити космічні апарати, як це нещодавно сталося з космічним телескопом Джеймса Веба. Іноді у вигляді метеорита прилітає більший шматок, а раз на сто років або близько того вдається пробитися крізь атмосферу і вирити кратер тілу розміром десятки метрів.
І кілометрові об'єкти – на щастя, дуже рідко – можуть зіткнутися з поверхнею, викликаючи смерть і руйнування, що доводить відсутність динозаврів, які більше не блукають по Землі. Це приклади природного космічного сміття, неконтрольовану появу якого не можна передбачити і яке доволі рівномірно падає на Землю.
Однак у новому дослідженні науковці звертають увагу на неконтрольовану появу штучного космічного сміття, наприклад, відпрацьованих ступенів ракет. Використовуючи математичне моделювання нахилу та орбіти частин ракет у космосі та щільність населення під ними, а також дані із супутників за останні 30 років, автори підрахували, де опиняються уламки ракет та інше космічне сміття, коли вони повертаються на Землю.
Вони виявили, що у найближче десятиліття є невеликий, але значний ризик падіння уламків. Однак ймовірність цього вища у південних широтах, ніж північних. Насправді, за оцінками авторів дослідження, ймовірність падіння уламків ракет приблизно втричі вища у широтах Джакарти в Індонезії, Дакі в Банґладеші чи Лаґоса в Ніґерії, ніж у широтах Нью-Йорка у США, Берліна у Німеччині чи Києва в Україні.
Автори також розрахували очікувану кількість жертв – ризик для життя людей – протягом наступного десятиліття внаслідок неконтрольованих падінь частин ракет. Передбачаючи, що кожне таке падіння розкидає смертоносні уламки на площі десять квадратних метрів, вони виявили, що в середньому існує 10% ймовірність однієї або декількох жертв протягом наступного десятиліття.
Досі ймовірність того, що уламки супутників і ракет можуть завдати шкоди на поверхні Землі (або повітряним суднам в атмосфері), вважалася незначною. Більшість досліджень такого космічного сміття було зосереджено на ризику, що його створюють на орбіті несправні супутники, які можуть перешкоджати безпечній роботі діючих супутників. Невикористане паливо та батареї також призводять до вибухів на орбіті, що створює додаткове сміття.
Але в міру збільшення числа учасників ракетного бізнесу – і переходу його від державного до приватного підприємництва – цілком імовірно, що кількість аварій, як у космосі, так і на Землі, схожих на ту, що сталася після запуску китайської ракети «Великий похід 5Б», також збільшиться. Тому нове дослідження попереджає, що показник у 10% є оптимістичним.
Що можна зробити
Існує низка технологій, що дозволяють повністю контролювати повернення сміття на землю, але їхня реалізація вимагає великих витрат. Наприклад, космічні апарати можна «пасивувати», при цьому невикористана енергія (наприклад, паливо або батареї) витрачається, а не зберігається після закінчення терміну служби апарату.
Вибір орбіти для супутника також може зменшити ймовірність утворення сміття. Несправний супутник можна запрограмувати на перехід до нижчої навколоземної орбіти, де він згорить.
Також є спроби запускати багаторазові ракети, які, наприклад, компанія SpaceX вже зробила, а компанія Blue Origin перебуває у процесі їх розробки. Від них залишається набагато менше сміття, хоча воно все одно є: фарба та металева стружка, але вони контрольовано повертаються на Землю.
Аґентства розуміють всю серйозність ризиків. Европейське космічне аґентство планує місію, щоб спробувати захопити та прибрати космічне сміття за допомогою чотирирукого робота. У 2010 році ООН через своє Управління з питань космічного простору опублікувало ряд рекомендацій щодо запобігання утворенню космічного сміття, які були доповнені 2018 року. Однак, як зазначають автори нового дослідження, це лише рекомендації, а не міжнародний закон, і вони не вказують, як слід впроваджувати чи контролювати заходи зі зменшення наслідків космічного забруднення.
У цьому дослідженні стверджується, що проґресивні технології та продуманіше проєктування місії можуть зменшити частоту неконтрольованого повернення уламків космічних кораблів на Землю, зменшуючи ризик небезпеки по всьому світу. Там зазначено, що «неконтрольоване повернення частин ракети на Землю є проблемою, яка потребує колективних дій; рішення існують, але кожна держава, що запускає ракети у космос, має їх ухвалити».
Вимога до урядів діяти разом має прецеденти, зокрема існує угода про заборону використання хлорфторвуглецю, який руйнує озоновий шар. На жаль, міжнародна спільнота зазвичай починає вживати колективних заходів лише після того, як відбулась якась велика катастрофа зі значними наслідками для всієї північної півкулі. Крім того, зміни у міжнародних протоколах і конвенціях потребують часу.
2027 року виповниться 70 років від запуску першого супутника у космос. Було б доречно відзначити цю подію дієвою та обов’язковою для виконання міжнародною угодою про космічне сміття, ратифікованою усіма державами ООН. Зрештою, всі країни виграють від такої угоди.
Стаття вперше була опублікована англійською мовою під назвою «Scientists calculate the risk of someone being killed by space junk» в журналі The Conversation 25 липня 2022 року.
Переклали Аліна Потапенко та Євгенія Яременко
