Вы, наверняка, видели научно-фантастические фильмы, где космический корабль хороших парней, попадает в невидимый луч корабля злодеев и медленно, но неотвратимо притягивается им. Притягивающие лучи, изображенные в «Звездных войнах» или «Звездном пути», удерживают космические корабли посредством искусственной гравитации или некоего «энергетического поля». Увы, человечество пока не обладает подобными технологиями. Но сама идея вдохновила Ханспетера Шауба, профессора аэрокосмической техники из Калифорнийского университета, на создание некоторого подобия этих лучей.
Электростатический притягивающий луч в представлении художника. Реальный луч будет невидим.
По словам ученого, эта мысль впервые пришла ему в голову после столкновения спутников в 2009 году, когда действующий спутник связи Иридиум 33 врезался в нерабочий российский космический аппарат «Космос-2251». В результате столкновения на орбите образовалось более 1800 обломков.
После этого Шауб и его коллеги начали разработку устройства, позволяющего перемещать "мертвые" спутники с геостационарной орбиты (GEO) на орбиту захоронения, где они не будут представлять никакой опасности для действующих аппаратов.
Собственно говоря, сама по себе идея очистки геостационарной орбиты далеко не нова. Если низких или средних околоземных орбит существует огромное множество, то GEO всего одна. По сути, это виртуальный обруч радиусом чуть более 42 000 километров, лежащий в плоскости экватора Земли. И количество мест на нем ограничено. Именно поэтому столь важно освобождать геостационарную орбиту от неработающих спутников.
И такие разработки есть. Одни из них предполагают набрасывать на "мертвый" спутник сеть, другие - забагривать его с помощью гарпуна, третьи - стыковаться с ним с помощью специальных захватов. У всех этих схем есть один общий недостаток.
«У вас есть эти большие, мертвые космические корабли размером со школьный автобус, очень быстро вращающиеся. Если вы стреляете из гарпуна, используете большую сеть или пытаетесь состыковаться с ними, то физический контакт может повредить оба космических корабля, и тогда вы только усугубите проблему [космического мусора]»,
— говорит участник проекта Джулиан Хаммерл, докторант Калифорнийского университета.
Шауб и его коллеги разрабатывают реальный притягивающий луч, получивший название электростатический тягач. В отличие от описанных выше методов, он будет полностью бесконтактным. Электростатический тягач будет представлять собой космический корабль, оснащенный электронной пушкой, которая будет стрелять отрицательно заряженными электронами по "мертвому" спутнику. Электроны придадут мишени отрицательный заряд, а тягачу оставят положительный заряд. Электростатическое притяжение будет удерживать их вместе, несмотря на разделяющее их пустое пространство от 20 до 30 метров.
Как только сервисный корабль и цель «склеятся», сервисер сможет вывести цель с орбиты, не касаясь ее. В идеале неработающий спутник должен быть переведён на орбиту захоронения, более далёкую от Земли, где он мог бы безопасно дрейфовать.
Слабым местом этого метода является тот факт, что электростатическое притяжение между двумя космическими кораблями будет чрезвычайно слабым из-за ограничений в технологии электронных пушек и расстояния, которое будет их разделять, чтобы предотвратить столкновения, Из-за этого сервисеру придется двигаться очень медленно, чтобы не разорвать "склейку", и для полного вывода одного спутника за пределы ГСО может потребоваться больше месяца.
Таким образом, для расчистки орбиты может понадобиться не один сервисный корабль. А это, в свою очередь, порождает другую проблему: финансовую. По словам Шауба, команда еще не провела полный анализ стоимости электростатического тягача, но, скорее всего, он будет стоить десятки миллионов долларов. Однако, как только сервисный корабль окажется в космосе, его эксплуатация будет относительно рентабельной.
В настоящее время ученые проводят эксперименты в своей Лаборатории электростатического заряда в Калифорнийском университете. В случае получения положительных результатов, следующей и не менее сложной проблемой может стать поиск финансирования для первой миссии.
Стоимость прототипа может составить миллионы долларов, а действующая полномасштабная версия и того дороже. Но если финансовые препятствия удастся преодолеть, притягивающий луч может быть введен в эксплуатацию в течение десятилетия.
Хотя технология не может полностью решить проблему космического мусора, она, тем не менее, имеет ряд преимуществ перед другими предлагаемыми методами, что может сделать ее важным инструментом для решения этой проблемы, поскольку удаление космического мусора, не прикасаясь к нему, намного безопаснее, чем любой нынешний альтернативный метод.
