Ғарыш қоқысы

Ғарыштық қоқысы — ғарыштағы жасанды объектілері мен олардың фрагменттерін айтамыз. Олар ешқандай қызмет атқара алмайды және пайдалы мақсаттарға қолданыла алмайды, алайда осы қалдықтар жұмыс істейтін және басқарылатын ғарыш аппараттарына, кемелеріне қауіпті әсер ете алатын фактор болып табылады.

Кейбір жағдайларда, осындай қалдықтар ауданы үлкен болса немесе олардың құрамында зиянды заттар(токсиндер, ядролық заттар немесе қоспалар т.б) болса, онда олар Жерге тікелей қауіп төндіруі мүмкін – олардың бақыланбай орбитадан шығуы немесе Жер атмосферасының қалың қабаттарынан өтуі кезінде толық жанып үлгермеуі, елді - мекендерге, өндіріс объектілеріне, транспорттық коммуникацияларға т.б кері әсер етуі мүмкін.

Жер маңайы кеңістігінің ғарыштағы жасанды қалдықтармен ластану мәселесі, теориялық түрде сәйкесінше бірінші жасанды Жер серіктері ғарышқа жіберілгеннен кейін, елуінші жылдардың соныңа таман пайда болды. Осы мәселе халықаралық деңгейде өз әлеуметтік атағына ООН-ның генерал-хатшысының “Ғарыштағы әрекеттердің қоршаған ортаға әсері” атты 1993 жылғы 10 желтоқсандағы баяндамасынан кейін ие болды. Баяндамада, осы ластану мәселесі халықаралық және әлемдік сипат алады: халықаралық Жер маңайының кеңістігі ластанбаған, мұнда тек Жердің ғарыштық аумағы ластанған және ол әр мемлекетке бірдей кері әсер етеді - делінген. Ғарышты техникалық қалдықтармен ластану қарқындылығын төмендету шараларының маңыздылығын, адамзаттың ғарышты игерудің жүзеге асуы мүмкін болатын болашақ жоспарларға қарап түсінуге болады. Небір бағалар бар, олар күрілдеуікті (каскадты) ісер деп аталады. Ол қысқа мерзімді келешекте яғни ғарыштағы ластаушы қалдықтардың объектілері мен бөліктерінің қақтығыс - соқтығыстарында пайда болуы мүмкін. Осыған байланысты келешекте 2055 жылдан кейін ғарыштағы адамдардың әрекеттерінен пайда болған техникалық қалдықтардың көбеюі қиын мәселе болып қалыптасуы мүмкін деп болжануда.

Ғарыштық қоқыстардың сипаттамасы

Қазіргі таңда, Жер маңайындағы орналасқан төмен орбиталар аумағында, тіптен 2000 км-ге жуық маңайда, әртүрлі мәліметтер бойынша 220 мыңнан (300 мың ООН басқармасы мәліметтері бойынша, 2009 ж.) астам жалпы салмағы 5000 тонна құрайтын техникалық қалдықтар бар. Осы қалдықтардың кішігірім бөлігі (10%) толық бақыланған және Жердегі радиолокациялық пен оптикалық құралдар көмегімен каталогқа енгізілген. Мысалы, АҚШ-тың 2013 жылғы  стратегиялық басқару топтамасы  саны 16 600 –ден асатын (негізінен, ауданы 10 см-дан аспайды) объектілер енгізілген, олардың үлкен бөлігі КСРО, АҚШ және Қытайда өндірілген болып шықты.

Осы көрсеткіштер бойынша - 6%  таман  бақыланатын объектілер бөлігі – әлі де жұмыс істеуде. 22% жуығы өз қызметтерін тоқтатқан және 17% құрамында зымыран -тасығыштарының   блоктары бар, 55% жуығы- қалдықтар, ғарыш зымырандарын ғарышқа жіберуге көмектесетін элементтердің жарылыс  немесе фрагментация нәтижесіндегі  технологиялық элементтер болып табылады.

Объектілердің көп бөлігі, жоғарғы еңкеюі бар, жазықтықтары қиылысатын орбиталарда орналасқан, сондықтан олардың ұшу жылдамдығы 10 км/с жуық жылдамдықты алады. Көп көлемдегі кенетикалық энергияның қоры бар болуы, кез–келген объектілердің  жұмыс істейтің ғарыш аппаратымен қақтығысқанда оны зақымдап немесе тіптен істен шығаруы себепкер болады. Осыған мысал ретінде, екі жасанды серіктерің: Космос-2251 мен Iridium-33, 2009 жылғы 10 ақпанда болған соқтығысы бола алады. Нәтижесінде, екі жасанды серік те толықтай жарылды, олардан 600 ден астам  сынықтар пайда болды. Неғұрлым қатты  ластанған аймақ Жер орбитасының маңайы болып табылады, онда көптеп ғарыштық аппараттар қолданылады. Осыдан басқалары: геостанционарлық орбиталар және  күннің синхронды орбиталары.

Ғарыштық қоқыстың пайда болуына әсер ету мемлекеттер бойынша:

• Қытай - 40%;
• АҚШ - 27,5%;
• Ресей - 25,5%;
• басқа мемлекеттер – 7%.

Басқа мәліметтер бойынша (2014 жылда):

• Ресей - 39,7%;
• АҚШ - 28,9%;
• Қытай - 22,8%.

Ғарыштық аппараттардың ғарыштағы техникалық қалдықтармен соқтығысуынан қорғану шаралары

Әсері жоғары болатын, 1 см ауданнан үлкен ғарыштағы қалдықтармен қақтығысуды төмендету  шаралары (жоғары және төменгі орбиталарда) мүлдем жоқ деп айтуға болады.

Ғарыштағы бөгде қалдықтарды жинақтау немесе жою шаралары

• Ғарыштағы қалдықтарға бақылаулар жүргізу, соның нәтижесінде объектілерді бақылау топтамаларын жүргізу;
• Ғарыштағы қалдықтар шоғырланған аймақтарды математикалық түрде анықтап, алдын ала ескертулер дайындау;
• Ғарыштық аппараттарды  ғарыштағы қоқыстан қорғау шараларын ойластыру;
• Осыған байланысты іс-шараларды ұйымдастыру мен енгізу.

Халықаралық мекемелер

Қазіргі таңда, тек қана екі мемлекеттің - Ресей мен АҚШ Жер маңайы кеңстігіндегі техниалық қалдықтармен ластануын өздерінің халықтық кеңістік бақылау системаларымен қадағалай алады.

Ресей (КСРО)

КСРО кезінде ғарыш ластануымен  алғаш рет 1985 жылы қорғаныс Министірлігі мен елдің ғылым Академиясы айналыса бастады. 1990 жылдың өзінде,алғашқы тәжірибелік бағалаулар алынды және ғаламшарымыздың маңайындағы кеңістіктің ластануы бойынша математикалық модель жасалды. 1992 жылы алғаш рет елде тұрақты бастапқы деректер  жобасы  ғарыштық орбиталар құралдарын жасау және жұмысын қамтамасыз ету үшін жасалды.

Ресейдің 2016-2025 жылға жоспарланған федералдық ғарыштық бағдарламасына, 2025 жылға таман шығарылатын, геостационарлық орбиталардан қалдықтар мен қоқыстарды жинайтын құрылғы қосу мақсаты бар(осындай орбиталарда 2014 жылы саны 1000 жететін қаналушы объекттер тіркелді). Келешекте, әр жоюшы жарты жыл мерзімде жою орбитасына 10-ға  жуық объекттен әкеледі деп күтілуде.

2015 жылғы Ресейдің қауіпті жағдайларды ескерту жүйесінің мәліметтері бойынша, Жер шары маңындағы кеңістікте 17000-нан астам жасанды жолмен жасалған объекттер бар, солардың 1336-жұмыс істейтіндер, ал қалғандары ғарыштық қоқыстар болып табылады.

АҚШ

Ғарыш кеңістігін бақылау бойынша АҚШ жүйесі - Жер шары маңы орбитасындағы объекттердің траекториясын бақылау үшін жасалған қызмет жүйесі.Онда диаметрі бірнеше сантиметрден үлкен болатын объекттер бақыланады.

Халықаралық ынтымақтастықтар

Жалпылама айтқанда, ғарыштық қоқыс мәселесі басқа қиын және маңызды мәселе бола тұрып, бірнеше өлшеулерді қамтиды: ғылыми, техникалық, заңгерлік,экологиялық т.б жатады. Осы тақырып көптеген халықтық зерттеу орталықтары мен әр түрлі зерттеу тереңдігі бар ғарыштық агенттіктерді өзіне көңілге аудартады, және де әр түрлі комитеттер мен халықаралық ұйымдар комиссияларында талқыланады. Оларға: Халықаралық астронавтикалық федерация (ағылш. IAF), Ғылыми бірлестіктердің халықаралық кеңесінің ғарыш кеңістігін зерттеу комитеті (ағылш. COSPAR), Халықаралық телекоммуникациялық кеңес (ағылш. ITU), Халықаралық ғарыштық құқық институты (ағылш. ICJ) және т.б жатады.

Ғарыштық аппараттардың ғарыштағы қоқыспен қақтығыс жағдайлары:

1983 жылы кішігірім сынық (диаметрі 0,2 мм-ге жуық) ғарыш кемесінің дөңгелек терезесінде айтарлықтай сызат қалдырды (сызат тереңдігі 0,4 мм жуық). Барлығын қоса айтқанда, ғарыш кемелерінің ұшырылуды бастау уақытынан бері қалдықтардың иллюминаторлармен қақтығысы нәтижесінде пайда болған 170-тен астам іздер табылды, сондықтан ұшулар кезінде 70 иллюминаторлар ауыстырылды.

1996 жылдың шілде айында, шамамен 660 км биіктікте француз жасанды серігі, сол француз Arian кемесінің үшінші баспалдақ фрагментімен соқтығысып қалды.

2006 жылдың 29 наурызында 03:41-де (MSK) ”Экспресс-АМ11” жасанды серігінің апаты болды: нәтижесінде ғарыштық аппарат үлкен динамикалық импульсты қабылдады және кеңістікте өз бағытын жоғалтып, бақыланбайтын айналымдар жасай бастады. Алдын-ала алынған ақпараттар бойынша осы апаттың себебі ғарыштағы техникалық қалдықтар болып шықты. Комиссияның қорытындысы бастапқыда айтылған болжамды растап шықты.

2009 жылдың 10 ақпанында, американдық Iridium серіктік байланыс компаниясының коммерциялық 1997 жылы орбитаға жіберілген жасанды серігі, Ресейдің әскери серіктік байланысының “Космос-2251” атты 1993 жылы ғарышқа жіберілген  жасанды серігімен соқтығысып қалды.

Жасанды серіктердің ғарыштағы қалдықтармен соқтығысы нәтижесінде көп жағдайда жаңа жарамсыз қалдықтар пайда болады (Кесслер синдромы деп те аталады), осының барлығы бақылана алмайтын Ғарыш ластануына әкеліп соғады. Осы синдромның басталуына таман NASA модельдері бойынша 2007 жылдан бастап-ақ төменгі Жер шары маңы  орбиталарында (200-2000км жуық маңайда) ірі қалдықтар мен жасанды серіктер жеткілікті болған делінеді. Есептеулерге байланысты, орташа есеппен алғанда әр бес жыл сайын ірі қақтығыстар болып жатады, тіптен егер де ғарыштық аппараттар орбиталарға мүлдем жіберілмейтін жағдайда да, алайда жарамсыз қалдықтар саны өсе бермек деп болжануда.

Ғарыштың ластану деңгейін көтермелеген маңызды жағдайлар

1968 жылдан 1985 жылға дейін АҚШ пен КСРО жасанды серіктерге қарсы бағытталған  қаруларға сынақтар жүргізе бастаған.1990 жылға келе бақыланатын жарамсыз қалдықтардың 7%-ы осындай 12 сынақтың нәтижесінде пайда болған.

Ғарыштағы қоқыстың Жер шарының бетіне құлауы

Жер шары маңайының төменгі орбиталарында болатын ірі объекттер  бірте келе жұмысын баяулатады да, бірнеше уақыттан кейін атмосфераға кіре бастайды. Олардың кейбір фрагменттері Жер бетіне жетеді. Үлкен емес ғарыштағы қалдықтар объекттері тығыз атмосфера қабаттарына күнделікті дерлік түседі, ал оларға қарағанда ірі объекттер айына бірнеше рет түсуі мүмкін. Nicholas Johnson (НАСА) мәліметтері бойынша әр жыл сайын жасанды серіктердің немесе ғарыш кемелерінің  бөлек фрагменттері ғаламшарымыздың бетіне келіп жетеді.

Орбиталық қоқыстың тарихи маңызы

Ғылым тарихшыларының ойларына келсек, орбитадағы кейбір қоқыс ретінде қаралатын объекттер  келешекте ғарыштық археологтардың қызығушылығын арттыруы мүмкін, сондықтан қазіргі күйінде сақталуы керек. Бірақ  дәл сол уақытқа келсек, онда ғарышнама масштабының уақыты бойынша осы қоқыстардың үлкен бөлігі өте жылдам түрде (мың жылдықтар аралығында) ғаламшар орбитасын тастап кетеді.