Проблемът с космическия боклук традиционно се разглежда изключително от индустрията на орбиталните рискове като заплаха за действащите спътници и Международната космическа станция. Но с нарастващия брой изстрелвания и развитието на търговските космически дейности ситуацията се промени. Експертите по авиационна безопасност вече трябва да разглеждат нов рисков фактор: обектите, които се връщат на Земята.
Средно веднъж седмично в атмосферата навлиза голям фрагмент от космическо оборудване – отработена степен на ракета носител или отказал сателит. Повечето от тези обекти изгарят под въздействието на високите температури, получени в резултат на триенето с въздуха при хиперзвукова скорост. Но има и големи структурни елементи, изработени от огнеупорни материали (например титанови горивни резервоари или части от двигатели), които могат да издържат на топлинното натоварване и да достигнат повърхността на планетата или ешелоните на гражданската авиация.
Статистиката и прогнозирането на риска
Според проучване на Университета на Британска Колумбия, публикувано в началото на 2025 г., има 26% вероятност голям космически отломък да падне в активната зона за въздушно движение през следващата година.
В проучването от 2020 г. се посочват още по-сериозни стойности: при сегашните темпове на космическа активност до 2030 г. рискът от сблъсък на търговски самолет с падащ обект може да бъде 1 към 1000. В мащаба на отделния полет тази цифра изглежда незначителна, но за световната авиоиндустрия, където всеки ден се извършват десетки хиляди полети, това ниво на риск вече е неприемливо високо.
Риск представлява не само директният сблъсък с голям обект. Когато се разпадне сателит, се образува облак от отломки с различни размери. Малките фрагменти и частици могат да действат като вулканична пепел: ако попаднат в турбината на реактивен двигател, те могат да предизвикат нейната повреда. Като се има предвид херметичността на фюзелажа на самолета и високите скорости на полета, всеки сблъсък с твърд обект на височина 10-11 км може да има най-малкото негативни последици.
Инцидентът с Long March 5B: проблемът с неточните данни
Нагледен пример за това как космическите инциденти влияят на въздушния транспорт е ситуацията през ноември 2022 г. Китайската тежка ракета носител Long March 5B (Changzheng-5) извършваше неконтролирано спускане от орбита. Траекторията на 20-тонната първа степен беше над територията на Южна Европа.
В отговор на потенциалната заплаха испанският доставчик на аеронавигационни услуги Enaire реши временно да затвори въздушното пространство. Беше установена забранена за полети зона с ширина 200 километра по предполагаемата траектория на удара. Ограниченията бяха в сила за около 40 минути. В резултат на това повече от 300 търговски полета бяха забавени, отменени или пренасочени към други маршрути.
Последвалите анализи показаха, че реалната опасност за самолетите в този сектор е продължила не повече от пет минути. Въпреки това ръководителите на полети бяха принудени да се презастраховат и да затворят небето за много по-дълъг период от време. Причината за подобни действия се крие в липсата на точни данни за времето и мястото на удара на обекта.
Техническите трудности при прогнозирането
Много е трудно да се определи точното място на падане на неуправляем сателит поради физическите процеси, протичащи на границата между атмосферата и космоса (височина 100-200 км).
- Непредсказуемостта на атмосферата. Плътността на газовете на тези височини е променлива. Тя зависи пряко от слънчевата активност. Слънчевите изригвания нагряват горните слоеве на атмосферата, което води до нейното разширяване. Това увеличава аеродинамичното съпротивление, което изпитва падащият обект.
- Високата скорост. Сателитите се движат със скорост около 28 000 километра в час. Дори минимална грешка при изчисляването на времето на навлизане в плътната атмосфера (например няколко минути) води до изместване на точката на удара на хиляди километри.
- Липсата на данни. Сателитите преминават този височинен диапазон много бързо и учените разполагат с ограничен набор от емпирични данни за поведението на обектите в тази зона. Съществуващите математически модели се основават на екстраполация, която неизбежно води до грешки.
Именно тази неопределеност поставя ръководителите на полети пред труден избор: или да пренебрегнат риска (което е неприемливо от гледна точка на безопасността), или да затворят обширни зони от въздушното пространство, което води до големи икономически загуби и нарушения на графика.
Научното решение: мисията DRACO
За да се справи с липсата на данни, Европейската космическа агенция (ЕКА) разработва специализираната мисия DRACO (Destructive Re-entry Assessment Container Objective). Изстрелването е насрочено за края на 2027 г.
Мисията има за цел да събере точна информация за процеса на разрушаване на космическите апарати по време на повторното навлизане в атмосферата. Сателитът на DRACO е оборудван с набор от 200 сензора, които ще записват температурата, налягането и механичните деформации в реално време.
Конструкцията на космическия апарат включва капсула, способна да издържи на екстремните условия на повторното навлизане в атмосферата. Докато основното тяло на сателита ще изгори, тази капсула ще съхрани записаните данни и ще ги предаде на изследователите. Инженерите възнамеряват да проучат как различните материали и компоненти (като композитните резервоари и макетите на двигателите) се държат при разрушаването им.
Получената информация ще им даде възможност да коригират съществуващите модели на излизане от орбита. По-точните модели, от своя страна, ще дадат възможност да се стеснят прогнозираните зони на въздействие на отломките. Вместо да затварят въздушното пространство над цели държави, ръководителите на въздушното движение ще могат да налагат точкови ограничения по конкретни маршрути и в тесни времеви интервали.
Организационните промени: Взаимодействието авиация-космос
Техническото решение на проблема трябва да бъде придружено от регулаторни промени. Понастоящем водещите авиационни регулатори, включително Федералната агенция по въздухоплаване на САЩ (FAA), Европейската агенция за авиационна безопасност (EASA) и Международната организация за гражданска авиация (ICAO), разработват нови стандарти за взаимодействие с космическите агенции.
Целта е да се създаде единна система за обмен на информация. Операторите на космически изстрелвания и центровете за проследяване на космическите отпадъци следва да предават данните за деорбитиращите обекти на ръководителите на полети в стандартизиран формат и възможно най-бързо.
Това трябва да позволи в крайна сметка космическият трафик да бъде интегриран в цялостната система за контрол на въздушното движение. В бъдеще предупрежденията за навлизане на космически обекти в атмосферата ще се превърнат в стандартна част от полетната информация, подобно на метеорологичните доклади.
Заключение
Разрастването на сателитните съзвездия превръща проблема с падащите космически отпадъци в неизбежен фактор за авиационната индустрия. Периодът, в който космосът и авиацията съществуваха като изолирани среди, приключи.
Въпреки че индивидуалният риск за пътниците все още е изключително нисък, системният риск за индустрията изисква незабавни действия. Въвеждането на точни системи за прогнозиране и нови протоколи за комуникация ще сведе до минимум заплахата, без да се прибягва до широкомащабно затваряне на въздушното пространство, каквото имаше по време на инцидента с ракетата Long March. Безопасността на полетите през 21-ви век ще зависи не само от надеждността на самолетите, но и от качеството на мониторинга на околоземното пространство.
И така проблемът с космически боклук вече не е ограничен само до орбиталните станции и сателитите в орбита около Земята. С увеличаването на броя на извежданите в космоса спътници, експертите предупреждават, че неконтролираното навлизане на космически отпадъци в атмосферата създава сериозен риск от инциденти за гражданската авиация. Прогнозите сочат, че до „авиация 2030“ вероятността от сблъсък на самолет с подобна отломка ще нарасне значително, което изисква нови мерки за космическа сигурност и прецизна безопасност на полетите.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
