Дни МКС сочтены: какую опасность несет план НАСА по уничтожению станции

МКС отправится в точку Немо

НАСА объявило об официальных планах вывода из эксплуатации Международной космической станции (МКС) в 2031 году. После десятков запусков с 1998 года станция поднялась и вышла на орбиту, и ее спуск станет настоящим событием: риски серьезны, если что-то пойдет не так.

Кульминацией планов НАСА по выводу МКС из эксплуатации станет погружение в середину Тихого океана — место под названием точка Немо, также известное как кладбище космических кораблей, самая удаленная точка от всей цивилизации.

«В поисках точки Немо» станет последней остановкой в сложной и многоэтапной миссии по переносу операций МКС на новые коммерческие космические станции, а также безопасным сходом оставшейся конструкции на Землю.

Первоначально введенная в эксплуатацию на 15 лет МКС оправдала все ожидания. Она уже работает 21 год, и НАСА дало добро еще на одно десятилетие, тем самым удвоив общее запланированное время нахождения на орбите.

Назначение МКС

МКС позволила совершить гигантский скачок в науке и технологическом сотрудничестве пяти различных космических организаций (США, России, Европы, Канады и Японии). Модули МКС постепенно строились во многих странах, впервые соприкоснувшись в космосе.

Монументальное сооружение теперь простирается на длину футбольного поля и является крупнейшим рукотворным объектом в космосе. Он виден невооруженным глазом с Земли, совершая 16 ежедневных оборотов, пролетая над поверхностью Земли на высоте 400 км.

Исследования в так называемой микрогравитационной среде МКС привели к прорыву в открытии лекарств, разработке вакцин и лечении разных болезней за последнее десятилетие. МКС также помогает отслеживать экосистемы Земли и стихийные бедствия в режиме реального времени. Она используется для тестирования будущих технологий космических кораблей и изучения последствий долгосрочных космических полетов для здоровья с точки зрения возможности будущего исследования Солнечной системы человеком.

Несмотря на то, что бортовые исследования набирают обороты, НАСА заметило признаки замедления работы инфраструктуры станции и ее компонентов. На каждом обороте вокруг Земли МКС с одной стороны выжигается солнечным излучением, а с другой — замерзает. Эти экстремальные температуры вызывают циклическое расширение и сжатие материалов, изнашивая их. Космическое излучение обугливает прозрачное стекло солнечных батарей, которые используются для питания станции, а многократные стыковки и расстыковки вызывают постепенную деградацию конструкции, что в конечном итоге несомненно приведет к ее гибели.

Рост количества летающего космического мусора также представляет собой фатальный риск разрушения. Уже в 2016 году отлетевшее пятнышко краски разбило окно корабля, и только в прошлом году экипаж МКС перешел в режим ожидания эвакуации, когда Россия уничтожила ракетой мертвый спутник, в результате чего тысячи обломков пролетели мимо станции со скоростью 5 км в секунду. Несмотря на все это, НАСА считает, что существует «высокая уверенность» в том, что станция проработает до конца 2030 года.

Операция по выводу из эксплуатации

Хотя НАСА взяло на себя обязательство поддерживать станцию до 2030 года, ее партнерские организации еще не подписали официальное соглашение, а это означает, что окончательное решение о выводе с орбиты будет зависеть как от политики, так и от техники.

Если до официального вывода из эксплуатации произойдет деградация или еще одно незапланированное повреждение, свободно падающая МКС представляет серьезную опасность. На самом деле это будет не первая космическая станция, упавшая с неба. В 1979 году станция НАСА «Скайлэб» не была вовремя заправлена топливом и вышла из-под контроля, обрушив обломки станции, разбросанные по всей Австралии. Хотя никто не пострадал, это привело к реформам и принципам «дизайна на случай смерти».

Проектирование на случай гибели — важный принцип проектирования спутников и другой орбитальной космической инфраструктуры. Объекты, свободно падающие с орбиты, должны распадаться на мелкие кусочки, чтобы не представлять опасности для людей на Земле.

МКС слишком велика, чтобы удовлетворять принципу гибели, поэтому нужны специальные операции по сходу с орбиты. По оценкам экспертов, если бы она неконтролируемо рухнет в мегаполисе, наихудший сценарий может быть сопоставлен с трагедией 11 сентября. Но, к счастью, это маловероятно.

В запланированной контролируемой операции по выводу МКС с орбиты недавно построенные модули сначала будут отделяться от основной конструкции и оставаться на орбите, чтобы в конечном итоге рекомбинироваться в части будущих космических станций. Затем МКС будет плавно замедлена бортовыми двигателями, что приведет к постепенному снижению ее орбитальной высоты в течение нескольких месяцев.

Оставшийся отрезок спуска пройдет быстрее, но будет контролироваться несколькими космическими кораблями, отправленными для управления конструкцией, когда она начнет стремительно падать на Землю. Когда она снова войдет в атмосферу, большая часть ее сгорит, однако оставшаяся масса должна остаться на заданной траектории к месту своего глубоководного покоя.

Российская космическая станция ранее была благополучно спущена таким же образом, однако МКС примерно в четыре раза больше, поэтому операция такого масштаба успешна пока еще только в теории.

Новая эра

Перед полным уходом с орбиты в 2031 году МКС сначала пройдет переходный этап, чтобы поддержать важные научные исследования, проводимые в настоящее время, и сформировать основу для новых отраслей в космосе.

Компания Blue Origin Джеффа Безоса недавно объявила о планах заменить МКС на частную космическую станцию компании. Другими ключевыми игроками являются Northropp Grumman и Axiom Space (в партнерстве со SpaceX), с которыми подписан контракт на начало строительства модулей существующей МКС уже в 2024 году.

Есть также планы по созданию российской космической станции, которая, вероятно, будет состоять из модулей, отсоединенных от существующей МКС. Тем временем Китай в прошлом году запустил первый модуль своей независимой космической станции «Тяньгун» и планирует завершить ее расширение в ближайшие месяцы.

В настоящее время НАСА и агентства-партнеры контролируют использование инфраструктуры, находящейся в совместном владении, и с НАСА консультируются по вопросам операций из-за их опыта управления. Однако времена меняются, и теперь НАСА покупает места на борту космического корабля, принадлежащего SpaceX. В конечном итоге НАСА станет просто еще одним заказчиком коммерческих операторов.