Глава 3 методы защити ка от столкновений с км. Методы уборки и уничтожения км
Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается эффект торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития человечества не существует. В поисках решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике космического мусора развивается по следующим направлениям:
Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за космическим мусором и ведение каталога объектов космического мусора;
Математическое моделирование КМ;
Перевод вышедших из строя ка на орбиты захоронения;
Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засорённости окп. [43]
3.1. Экологический мониторинг ОКП, включая область ГСО: наблюдение за КМ и ведение каталога объектов КМ.
Мониторинг ОКП бывает затруднен не только ввиду многочисленности КО, малых размеров и/или большой удаленности большинства из них, плохой отражательной способности и/или фазы освещенности, но и из-за многочисленных маневров и орбитальных коррекций многих действующих КА. В последних случаях часто приходится прибегать к их поиску.
Прежде всего, контролю должны подлежать крупные КО. По обнаруженным КО должен вестись динамический каталог, в котором содержатся сведения о назначении, принадлежности, состоянии, параметрах орбит, различных некоординатных характеристиках и др. Эта информация должна регулярно уточняться по результатам наблюдений КО. Для выполнения этих функций требуются создание и эксплуатация весьма дорогой сети средств наблюдения — СККП.
На сегодняшний день только два государства в мире способны эффективно отслеживать поведение космического мусора: Россия и США, которые являются и главными «загрязнителями» космоса.
Однако СККП России и США создавались вовсе не для мониторинга засоренности ОКП. Главная задача каждой СККП — обнаружение ИСЗ, представляющих опасность для страны с военной точки зрения, и принадлежат они Министерствам обороны государств. Для выполнения этой главной задачи необходимо обнаруживать и контролировать движение не только действующих КА, но и всех остальных крупных КО, на фоне которых и осуществляется обнаружение опасных с военной точки зрения объектов. Это последнее условие, а также то, что их реальные характеристики перекрывают заданные начальные технические требования, позволяет решать более широкие задачи. [1]
3.1.1. Российская сккп.
В начале 60-х гг. XX в. политическое и военное руководство Советского Союза пришло к выводу о необходимости организации в военных и народно-хозяйственных целях непрерывного наблюдения за КО искусственного происхождения в ОКП. В 1962 г. вышло Постановление Правительства «О создании отечественной службы контроля космического пространства». У истоков создания Российской СККП стояли такие крупные ученые, как д-ра техн. наук М. Д. Кислик, П. Е. Эльясберг и чл.-кор. АН СССР Н. П. Бусленко.
В 1963–1966 гг. под руководством СНИИ-45 МО был разработан и создан ЦККП (Ногинск Московской области).
В 1992 г. по инициативе ЦНИИ-45 МО между российскими и американскими специалистами была достигнута договоренность об обмене
каталогами КО национальных СККП. В том же году состоялся первый обмен. А через год был создан российско-американский научный семинар по ККП, который продолжает успешно функционировать и сегодня. Именно так началось сотрудничество между российской и американской системами ККП, в процессе которого был выполнен ряд успешных работ по совместному контролю входа в атмосферу и падения на землю крупных КО.
Основные функции СККП России:
• сбор и обработка позиционных и некоординатных измерений от средств наблюдения;
• идентификация измерений с орбитами каталогизированных КО;
• обнаружение новых КО и определение их начальных орбит;
• уточнение орбит каталогизированных КО;
• планирование наблюдений, расчет и выдача целеуказаний СН;
• прогнозирование движения КО;
• предсказание сближений КО и их возможных столкновений;
• определение некоординатных характеристик КО;
• определение массогабаритных, конструктивных, отражательных и излучательных характеристик КО, параметров их движения относительно центра масс;
• классификация КО по типу (КА, РН, элемент запуска или функционирования КА, фрагмент разрушения и т. п.);
• распознавание КА (определение его государственной принадлежности, целевого назначения, степени опасности, функционального состояния и т. д.);
• расчет продолжительности существования КО, определение времени и возможного района падения;
• оценка космической обстановки;
• ведение Главного каталога СККП.
Специализированные средства СККП:
• Радиооптический комплекс «Крона» на Северном Кавказе, включающий РЛС дециметрового и сантиметрового диапазона, лазерный оптический локатор;
• Оптико-электронный комплекс «Окно» (Рис. 3.1.1.1) в Таджикистане, включающий четыре оптико-электронные станции обнаружения ВОКО и две оптико-электронные станции сбора информации [7];
Рис. 3.1.1.1: Оптико-электронный комплекс «Окно»
Радиотехнический комплекс контроля излучающих КА «Момент» под Москвой.
Взаимодействующие информационные средства:
• РЛС «Днепр» (Мурманск, Иркутск (РФ), Гюльшад (Казахстан));
• РЛС «Дунай 3У» (Подмосковье);
• РЛС «Дарьял» (Печора (РФ), Мингечаур (Азербайджан));
• РЛС «Волга» (Беларусь);
• РЛС «Воронеж» (Ленинградская область, Армавир, Усолье-Сибирское (РФ));
• Многофункциональная РЛС ПРО «Дон-2Н».
Привлекаемые средства: наземные оптические средства наблюдения космического пространства, принадлежащие различным гражданским организациям (РАН, высшие учебные заведения и др.); ежесуточно они поставляют в ЦККП тысячи единиц измерений по геостационарным КО, что позволяет освободившийся ресурс специализированных оптических средств использовать для наблюдения КО на ВЭО (сложных с точки зрения точного прогнозирования движения).
Недостаточное количество СН, их отсутствие во многих районах обусловливает значительную ограниченность обзора ОКП. Данные измерений со средств наблюдения передаются практически в ЦККП, где на основе стандартной и специальной обработки соответствующих координатной и некоординатной составляющих измерительной информации ведется динамический каталог КО [1, 2, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14].
Проект ISON (НСОИ АФН)
В 2005-2010 гг. была создана глобальная сеть оптических телескопов НСОИ АФН, перекрывающая все долготы вокруг земного шара. В состав сети входят 23 обсерватории и наблюдательных пункта. С целью их переоснащения изготовлено 20 оптических инструментов апертурой от 19,2 до 60 см и приобретено 40 современных ПЗС-камер. Основными задачами сети сейчас являются наблюдение космических объектов техногенного происхождения и астероидов, сближающихся с Землей. Впервые в отечественной истории измерения по объектам космического мусора получаются вдоль всей геостационарной орбиты.
Полученные результаты накапливаются и обобщаются в Баллистическом центре ИПМ им. М.В. Келдыша РАН и открыты для
научного анализа - уже собрано порядка 7 миллионов измерений по 3300 высокоорбитальным объектам, включая около 750 новых объектам, открытых средствами НСОИ АФН. Собрана уникальная информация по объектам с большим отношением площади к массе. Количество обнаруженных объектов так велико, что требуется пересмотр существующих моделей динамического распределения космического мусора в околоземном пространстве. Регулярно проводятся фотометрические наблюдения астероидов. Работают два астероидных обзора - в Андрушёвке (Украина) и Нью-Мексико (США), что позволило открыть две кометы, два астероида, сближающихся с Землей, и 600 астероидов главного пояса. [45]