Pavel ⠀
декабрь 2015.
488

Космический мусор рано или поздно сгорит в атмосфере или будет вечно висеть на орбите?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
2
3 ответа
Поделиться

Все зависит от высоты орбиты этого мусора. При высоте орбиты до 350 километров мусор упадет в течении примерно полугода. МКС, находящаяся как раз на высоте трехсот пятидесяти километров, вынуждена иногда при помощи двигателей Союзов увеличивать свою скорость чтобы не упасть, ведь на такой высоте все еще есть слабое трение атмосферы. Далее, до двух тысяч километров над поверхностью Земли идет зона низких околоземных орбит. Орбиты, находящие в этих пределах считаются "стабильными". Аппарат может провисеть там очень большой промежуток времени, даже целые тысячелетия, но рано или поздно все же упадет на Землю, опять из-за трения очень разреженной атмосферы. Еще выше начинаются истинно стабильные, почти вечные орбиты. Но тут еще есть гравитация Земли. И если мусор будет вращаться ниже геостационарной орбиты (35750 км), то он пусть и провисит даже сотни миллионов лет, рано или поздно упадет. Если же мусор будет выше геостационарной орбиты, то опять же, он пробудет на орбите Земли миллионы, даже миллиарды лет, но рано или поздно улетит от Земли.

Иван Ерохинотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
9

Иван, за счет чего именно улетит "от Земли" свободно летящий объект на орбите выше ГСО? Какое ускорение должно придать ему необходимую скорость? И почему именно ГСО является "водоразделом" в этом процессе? Не для того чтобы поспорить, но первый раз такое слышу, интересно.

0
Ответить
Прокомментировать

Давайте будем считать мусором бесполезные тела потенциально могущие нанести урон действующим космическим аппаратам и космонавтам.

Для начала, обратите внимание на такое странное понятие как количество мусора. От того чем измерять это количество, которое еще осталось на орбите зависит и оцениваемое время, в течение которого мы будем констатировать: «да, он еще висит на орбите».

Если считать мусор по его совокупной массе, то в целом вся эта масса либо падает на Землю, либо улетает от неё. Есть орбиты достаточно высокие и устойчивые, чтобы не смотря на гравитационные возмущения от Луны и Солнца время жизни мусора там оставалось весьма продолжительным — «практически вечным». Но всё равно конечным.

Однако можно посмотреть на этот вопрос иначе. Столкновение и с частицей имеющей размер несколько сантиметров, и с частицей размером с автомобиль может иметь одинаково фатальные последствия. И с этих позиций количество мусора увеличивается не только в результате запуска космических аппаратов, но и в результате столкновения и дробления уже имеющегося мусора.

Владимир Сурдин оценивает этот тренд как экспоненциально растущий. Т.е. на данный момент даже если полностью прекратить что-либо запускать, то количество мусора всё равно будет расти. (В.Сурдин, «Вселенная в вопросах и ответах. Задачи и тесты по астрономии и космонавтике», 2017, ISBN 978-5-91671-720-4)

Кроме общего восходящего тренда имеют место 11-летние периоды колебания, когда количество мусора уменьшается, но затем, растёт вновь. Это связано с 11-летними периодами активности солнца. Раз в ≈11 лет атмосфера Земли разогревается и «вспухает», что приводит к торможению мусора на наиболее низких орбитах, но потом всё возвращается на круги своя. Ну, точнее не всё, а только количество потенциально опасных частиц.

Так что динамику изменения количества мусора нужно описывать двумя этапами: сначала дробление, а только потом сход с орбиты. При таком подходе общее оценочное время замусоренности околоземных орбит будет заметно больше ранее приведённых тут оценок.

1
Прокомментировать

Время нахождения объектов на орбите связано с его высотой, то есть с плотностью атмосферы на высоте и её тормозящим действием. Очень незначительно на орбиты влияет гравитация Луны, Солнца и несимметричность земной гравитации. Точных цифр про время аэродинамического торможения на разных высотах я не нашёл, но приблизительно можно обозначить так: если ниже 500 километров перигей объекта, то он сгорит достаточно быстро (за несколько лет-десятилетий в зависимости от размеров массы и, конечно, самой орбиты), а если орбита целиком лежит выше 700 километров, то время торможения уже будет огромным (от сотен лет и дольше), практически вечным.

Можно посмотреть орбиты всех спутников и всех крупных объектов и их движение по орбитам в режиме онлайн вот на этом сайте: stuffin.space , чтобы примерно оценить количество «вечного» мусора, который всё прибывает в космос и прибывает.

0
Прокомментировать
Ответить