Окружающий мир

Найдёт тот, кто умеет ждать

— Найдет ли человечество жизнь за пределами Земли?

Новость по теме

На Луне взошел хлопок, высаженный китайским зондом

— Всё начиналось с поиска разума во Вселенной, а не просто какой-нибудь жизни. В СССР была целая лаборатория, занимавшаяся астробиологией. Там на полном серьезе исследовали возможность жизни на Венере, на Марсе. Мы начали слать сигналы и «стучаться» во все стороны, а ответа так пока и не получили. Но это ещё ничего не значит, просто мы мало ждали. Допустим, разумная жизнь есть в пятидесяти световых годах от Земли. По меркам космоса это близко, вот только сигнал туда и обратно будет идти целых сто лет. При таком расстоянии невозможно получить ответ сразу как по сотовому телефону. Если мы послали сигнал в 1960-х годах, то ответ будет не раньше 2060-х. А если разумные существа живут в ста световых годах от нас, то ответ от них может прийти минимум через двести лет. И это без учёта того, что возможны проблемы с прохождением сигнала и нужно время на его расшифровку. В целом поиск жизни во Вселенной не лишён смысла, и здесь я люблю приводить пример одного процента. Суть в том, что даже при такой низкой вероятности только в нашей галактике могут быть сотни тысяч и даже миллионы потенциально обитаемых планет. А ведь по прикидкам во Вселенной триллион галактик. Хотя совсем не обязательно искать так далеко. До сих пор не исключена вероятность существования внеземной жизни даже в Солнечной системе. Например, на спутнике Юпитера Европе под толстым слоем льда есть океан с подходящими для жизни условиями. Простые формы жизни могут существовать в атмосфере Юпитера и Венеры. Я хочу напомнить, что в своё время с внешней стороны космической станции «Мир» была обнаружена плесень

И не важно, как она туда попала. Главное, это доказывает, что жизнь возможна даже в адских условиях открытого космоса. 

— Как, глядя на небо, отличить звезду от планеты?

— Некоторые планеты Солнечной системы определить довольно просто. Венеру отличает то, что она очень ярко светится на утреннем и на вечернем небе. Она сразу бросается в глаза. Также очень яркий Юпитер. Но отличить большинство планет Солнечной системы на небе от звёзд для обывателя сложно. Тут нужно либо хорошо знать созвездия, либо проводить наблюдения как минимум в течение месяца. Дело в том, что звёзды все восходят и заходят одновременно. А вот планеты движутся среди звёзд, они потихонечку смещаются относительно них. При долгом наблюдении можно заметить, что планеты выписывают восьмёрки. Это проекция их движения вокруг Солнца. К слову, не имеет ничего общего с действительностью мнение о том, что планеты и звёзды как-то по-разному дрожат или «играют» на небе. Эти визуальные эффекты связаны только со свойствами земной атмосферы.

Планета Земля. Фото: pixabay.com

Основные источники засорения орбиты

Спутник-1 – первый в мире искусственный спутник Земли

В 1979 году американцы запустили первую программу по изучению космических аппаратов, находящихся в нерабочем состоянии. С тех пор это название «космический мусор» прикрепилось к рукотворным объектам, вращающимся вокруг Земли. Любопытна структура искусственных объектов, находящихся в непосредственной близости от нашей планеты:

• работающие аппараты – 6%;
• выведенные из эксплуатации КА – 22%;
• разгонные блоки и ступени РН – 17%;
• технологические элементы, отходы, сопутствующие запускам, фрагменты и обломки – 55%.

Мусор обладает неприятной особенностью: он способен воспроизводиться прямо на орбите. Крупные обломки фрагментируются и образуют миллионы мелких осколков.

Инженеры НАСА считают, что треть обломков на орбите – это следствие всего лишь 10 неудачных миссий.

Отработавшие спутники

Большинство космических аппаратов работает пять-десять лет, после чего их меняют на новые.

За пятьдесят лет было запущено более 6.5 тысяч спутников, из которых около 3.5 тысяч все еще вращается вокруг нашей планеты.

Сегодня сразу несколько компаний планируют покрыть планету доступным спутниковым интернетом. OneWeb для этого хочет вывести на НОО около 700 аппаратов, а SpaceX – более 12 тысяч.

Система спутников Starlink

Подобные проекты способны не только увеличить количество орбитального мусора, но и создают опасность столкновений работающих аппаратов. В начале сентября 2019 года европейский метеоспутник ADM-Aeolus чудом избежал столкновения с аппаратом Starlink от SpaceX.

Еще одной проблемой могут стать кубсаты – малые или сверхмалые спутники, ставшие особенно популярными в последнее десятилетие. Они немного весят и дешево стоят, поэтому их забрасывают на орбиту в виде дополнительного груза десятками штук. При этом они имеют малый срок жизни и практически неуправляемы.

Спутник формата CubeSat

Утилизация отработавших свой срок космических аппаратов происходит путем их спускания в атмосферу или вывода на орбиты захоронения. Крупные объекты затапливают в несудоходных районах Мирового океана. Для транспортировки аппарата на «мусорную» орбиту необходимо дополнительное горючее, а стоимость вывода в космос каждого лишнего килограмма – десятки тысячи долларов. А платить лишние деньги никто не хочет.

Проект «Вестфорд»

Одним из самых крупных единоразовых засорений космоса стал американский проект «Вестфорд», реализованный в начале 60-х годов. Военные хотели создать искусственную ионосферу для обеспечения надежной связи. Для этого на орбиту отправили почти половину миллиарда тонких медных иголок. Иглы работали всего несколько недель, после чего разлетелись, превратившись в мусор. Большая их часть быстро сгорела в атмосфере, но более 40 скоплений до сих пор кружит на орбите.

Ракетные блоки

На килограмм массы, выведенной в космос, приходится примерно пять килограмм дополнительной.

Последние ступени ракет-носителей возвращаются на Землю, а вот разгонные блоки остаются за пределами атмосферы. Обычно в них остается небольшое количество топлива (5-10%). Поэтому блоки часто взрываются, образуя сотни мелких осколков.

Отстыковка твердотопливных ракетных ускорителей

Другие источники

Космический мусор имеет разное происхождение. Есть вещи и инструменты, потерянные космонавтами. Значительная доля небольших частиц – это несгоревшие остатки твердого ракетного топлива и капли жидкого металла из ядерных установок. Еще одним источником являются испытания противоспутникового оружия: в 2007 году с помощью ракеты Китай сбил свой аппарат «Фэнъюнь-1C».

Всё не так, как кажется

Александр Власенко, «АиФ»: Почему Луна у горизонта выглядит гораздо крупнее, чем высоко в небе?

Александр Иванов: Этот вопрос часто задают обыватели, ведь Луна завораживает даже далёких от астрономии людей. Особенно всех впечатляет её восхождение из-за горизонта, которое кажется каким-то таинством. В такие моменты диск естественного спутника Земли действительно выглядит гораздо крупнее, но это никак не связано с реальными физическими процессами. Угловые размеры Луны в любой точке её движения по небесной сфере остаются одинаковыми. Иллюзия увеличения возникает из-за особенностей работы человеческого мозга, который пытается сравнить Луну с наземными объектами, как бы привязать её к ним. Стоит только Луне подняться выше — и всё таинство исчезает. Но если её со всех сторон окружают облака, то опять возникает тот же самый интересный эффект. Здесь наш мозг опять пытается что-то к чему-то привязать. Кстати, тоже самое можно наблюдать и в случае с Солнцем. 

— Почему кольца есть только у Сатурна?

— Так думают большинство обывателей, и это, в общем-то, нормально для далёких от астрономии людей. Но на самом деле не всё так просто. Ещё в 50-х годах прошлого века советский ученый Всехсвятский сделал предположение о наличии метеорных облаков вокруг всех планет-гигантов. И когда американская космическая станция «Пионер» впервые долетела до Юпитера, то она действительно обнаружила у него кольца. Просто они состоят из такого вещества, которое плохо отражает свет. По этой же причине мы не полностью видим и кольца Сатурна. На самом деле они простираются в космос чуть ли не на миллион с лишним километров дальше, чем мы можем рассмотреть с Земли. Подобные образования зафиксировали также у Урана и Нептуна. Но сейчас я вас удивлю ещё больше, сказав, что свой ободок имеется даже у Земли. Это тоненькое, пылеобразное, незаметное колечко, но оно есть. Все кольца состоят из вещества кометного и метеорного происхождения, которое удерживается на орбитах планет благодаря гравитации. Точно так же и наше Солнце удерживает вокруг себя огромный запас комет, метеоритов и астероидов. 

Планета Сатурн. Фото: Commons.wikimedia.org/ Kevin Gill

Предел запредельного

— Можно ли долететь до края Вселенной?

— Этот вопрос довольно простой с одной стороны и довольно сложный — с другой. Краем Вселенной называют наиболее удалённую от нас область, которую можно увидеть с помощью самых больших из существующих телескопов. Сегодня этот край определяется как 15 миллиардов световых лет, но это ещё не значит, что Вселенная там и заканчивается. Просто-напросто дальше мы пока не можем заглянуть. Остаётся ждать ввода в строй новых мощных телескопов. Но в любом случае долететь до самой удалённой от нас части Вселенной невозможно, даже если двигаться со скоростью света. Даже триста тысяч километров в секунду в масштабах космоса — это очень мало. Свет от Солнца до Земли идёт восемь минут, и если его выключить, то мы узнаем об этом только через восемь минут. То есть мы, по сути, видим изображение Солнца в прошлом. Кстати, именно поэтому Вселенную иногда называют машиной времени. От другой ближайшей к нам звезды — Проксимы Центавра — свет идёт уже почти четыре года. От ближайшей к нам крупной галактики Андромеды — два миллиона лет. А от края Вселенной — 15 миллиардов лет. Нет ни одного космонавта, который бы мог столько прожить. Я уже не говорю о том, что космические корабли сегодня летают гораздо медленнее скорости света. 

Солнце. Фото: pixabay.com

— Почему Солнце зимой не греет?

— Это ошибочное мнение, что Солнце зимой не греет Землю. С этим тесно переплетается распространённое заблуждение о причинах смены времён года. Часто школьники, студенты и даже очень образованные люди начинают объяснять, что наступление зимы или лета связано с расстоянием нашей планеты от Солнца. Но ведь в нашем полушарии сейчас зима, а в противоположном — лето. Смена времён года связана только с углом наклона земной оси к Солнцу, который периодически изменяется. В летний период лучи падают на земную поверхность в нашей части света под почти прямым углом и тем самым хорошо её нагревают. А зимой Солнце стоит у нас низко над горизонтом, и угол падения света получается более наклонным. Лучи достигают поверхности по касательной, то есть они как бы скользят по ней и поэтому меньше греют.

— Как потухнет Солнце? 

— Каждую секунду на Солнце сгорает 300 тысяч тонн вещества. Нам кажется, что это очень много, но на самом деле — мелочь с учётом общей массы нашей звезды. По теории она существует уже пять миллиардов лет и должна прожить как минимум ещё столько же, пройдя целую цепочку эволюционных преобразований. Но этот процесс будет идти не так, как у гигантских светил. Когда они гибнут, возникает яркая вспышка сверхновой звезды. А у Солнца будет происходить медленный процесс расширения его оболочки, в результате чего оно превратится в красный гигант. Потом эта оболочка будет сброшена, и образуется красивая туманность, которую, возможно, будут наблюдать какие-нибудь далекие астрономы. То есть потихоньку Солнце сойдет на нет, и от него останется только огарок в виде коричневого или белого карлика. 

Млечный путь. Фото: Commons.wikimedia.org/ ESO/H.H. Heyer

Секреты вечного света: почему солнце не падает в космосе

Ответ на этот вопрос кроется в совершенном балансе сил. Вселенная является гармоничной системой, в которой все тела притягиваются друг к другу. Таким образом, сила притяжения Земли удерживает солнце на своей орбите. Но это не единственное объяснение.

Солнце состоит из горячей плазмы и газов, а именно водорода и гелия. Внутри него происходит ядерный синтез – процесс, при котором атомы водорода сливаются, образуя атомы гелия и высвобождающиеся при этом огромное количество энергии. Эта энергия равномерно распределяется по всему солнечному телу, создавая внутреннее давление, которое препятствует его сжатию и падению в космосе.

Солнце также обладает огромной массой, которая создает сильное гравитационное поле. Это поле взаимодействует с гравитационным полем Земли, что позволяет солнцу оставаться на своем месте и не падать вперед или назад. Это подобно тому, как магниты притягивают друг друга.

Конечно, без надежного удержания солнца на своей орбите, наша планета не смогла бы существовать. Солнце является источником света и тепла, необходимых для поддержания жизни на Земле. Благодаря совершенному балансу сил и энергии, которые держат его на месте, солнце остается вечным источником света в нашей Вселенной.

Таким образом, преграда, не позволяющая солнцу упасть в космосе, заключается в сложном взаимодействии сил притяжения и давления. Благодаря этому великому балансу, солнце продолжает освещать и обогревать нашу планету, подарив нам жизнь и природные красоты.

Высокая плотность ядра солнца

Плотность ядра солнца определяется количеством вещества, сосредоточенного в данном объеме. В солнечном ядре происходит ядерный синтез, при котором легкие элементы превращаются в более тяжелые с высвобождением энергии. Для этого необходимо, чтобы частицы, такие как протоны и электроны, близко соприкасались друг с другом. Это обеспечивается высокой плотностью ядра, так как более высокая плотность приводит к увеличению частиц в данном объеме пространства.

Испытывая огромные давления и температуры, солнечное ядро превращается в гигантскую плазму, состоящую главным образом из ионизированного водорода и гелия. Плазма обладает электрической проводимостью, что позволяет энергии, вырабатываемой в ядре, передаваться от центра солнца к его поверхности и далее в космическое пространство. Высокая плотность солнечного ядра способствует удержанию ионизированных частиц и поддержанию ядерного синтеза.

• Компактность вещества в ядре солнца обусловлена гравитацией, которая вытягивает массу к центру звезды.
• Большое количество вещества, зажатого в относительно небольшом объеме, создает высокое давление.
• Повышенная плотность вызывает повышенные температуры в ядре, именно они позволяют ядерному синтезу происходить в нужном объеме.

Таким образом, высокая плотность ядра солнца играет решающую роль в поддержании стабильного источника энергии на протяжении миллиардов лет. Благодаря сложному взаимодействию физических процессов внутри солнца, оно не падает в космосе, а является надежной источником света и тепла для нашей планеты.

Столкновения с космическим мусором

Теперь, когда мы знаем теоретическую часть, давайте рассмотрим реальные случаи столкновения космического мусора с другими объектами в космосе и падения обломков на поверхность нашей планеты.

Столкновения космического мусора с МКС

С 1999 года Международная космическая станция более 25 раз меняла направление движения, чтобы избежать столкновений с космическим мусором. Однако, это не помогло МКС остаться полностью невредимой. К 2019 году было зарегистрировано более 1 400 случаев столкновения МКС с метеороидами и космическим мусором. В результате пострадали солнечные батареи, иллюминаторы российского и американского сегментов, радиаторы и другие части станции.

Столкновение космического мусора с Луной

В 2022 году фрагмент космического мусора впервые врезался в лунную поверхность. Верхняя ступень предположительно китайской ракеты, запущенной в 2014 году, упала на обратную сторону Луны 4 марта 2022 года. Никто не наблюдал за столкновением, но, согласно рассчетам, часть ракеты упала рядом с кратером Герцшпрунг и должна была оставить после себя кратер диаметром около 20 м.

Падение космического мусора на Землю

Несмотря на то, что большая часть космического мусора сгорает в атмосфере, обломки космических аппаратов неоднократно падали на поверхность Земли. Однако никакого значительно вреда они не принесли. Вот несколько примеров:

• Один из самых ранних зарегистрированных случаев произошел 5 сентября 1962 года, когда фрагмент Спутника-4 упал в округе Манитовок в штате Висконсин. Размер фрагмента составлял 0,15 м, а вес — 9,5 кг.
• Первым человеком, пострадавшим от (почти) прямого попадания космического мусора стал 6-летний мальчик из Китая по имени У Цзе в 2002 году. 10-килограммовый кусок алюминия, оставшийся после запуска спутника Цзыюань-2B, упал на дерево, под которым играл мальчик. У Цзе получил перелом пальца на ноге и шишку на лбу.
• 31 июля 2022 года основная ступень ракеты Чанчжэн-5B совершила неконтролируемый вход в атмосферу над Индонезией и Малайзией. Никто не пострадал.

Невероятные факты о космическом мусоре на Луне

Мало того, что существует много космического мусора на орбите Земли, есть объекты и в других местах, например, на поверхности Луны. Некоторые вещи были брошены там, другие же были помещены туда специально, в качестве сувениров или капсул времени.

Вот несколько фактов того, что осталось на Луне:

• Три лунных багги (луномобили) с Аполлона 15, 16 и 17
• 54 неуправляемых зондов, приземлившихся на Луне
• 190000 килограммов различного материала, оставленного людьми на Луне (буры, молотки, грабли, видео- и фотокамеры, небольшой телескоп, клюшка для гольфа и т. п.)

Первые космические аппараты и зонды, оставленные на Луне разными странами:

• 1959: Луна 2 (СССР)
• 1969: Рейнджер 4 (США)
• 1993: Hiten (Япония)
• 2006: SMART-1 (Европа)
• 2008: Чандраяан-1 (Индия)
• 2009: Чанъэ-1 (Китай)
• 2019: Берешит (Израиль)

Еще несколько странных объектов, оставленных на Луне:

• 1969: золотая оливковая ветвь (Аполлон-11)
• 1969: искусство Энди Уорхола (Аполлон-12)
• 1971: три мяча для гольфа (Apollo 14)
• 1971: соколиное перо (Аполлон-15)
• 1972 год: фотография семьи астронавта Чарльза Дьюка (Аполлон-16).

P.S.

Если Вам понравилась и была полезна данная информация, поделитесь ею в соц. сетях со своими друзьями и знакомыми. Так вы поддержите наш проект “Экология жизни“ и сделаете свой вклад в сохранение окружающей среды!

Школа 33 г.Ярославля

1. Какая планета вращается всех быстрее?

Та, которую быстрее всех раскрутили.

2. Как не сгореть на Солнце?

Сесть на ночную сторону.

3. Если на перекрестке космических путей стоит светофор — что это
означает?

Решили сэкономить на РЕГУЛировщике.

4. Если в летающей тарелке находится суп, что это означает?

Семейная ссора за обедом.

5. Пьяный за рулем космического корабля-это…

Угроза для всех ближайших астероидов.

6. Что случится, если заклинит небесную шестеренку?

Мы больше не услышим скрежета небесной сфер.

7. Где была подписана Конвенция Галактического Содружества?

Внизу, прямо под текстом.

8. Если Вы встретились с космическим чудовищем, надо…

Насыпать ему соли на хвост — не догонит.

9. Если в космосе нет дорог, это значит:

Росcия не одинока в своей беде.

Взаимодействие с планетами

Солнце, будучи невероятно гигантской звездой, взаимодействует с планетами нашей Солнечной системы. Это взаимодействие включает несколько аспектов.

Гравитационное влияние: Солнце оказывает гравитационное влияние на планеты, удерживая их в орбитах вокруг себя. Благодаря своей массе, Солнце обеспечивает планетам необходимую скорость, чтобы они двигались по своим орбитам.

Излучение: Солнце испускает огромное количество энергии и света, которые достигают планет. Это солнечное излучение не только обеспечивает нашу планету теплом и освещением, но и влияет на погоду и климат на Земле.

Магнитное поле: Солнце обладает солнечным магнитным полем, которое также взаимодействует с планетами. Некоторые планеты имеют собственные магнитные поля, такие как Земля, которые взаимодействуют с солнечным магнитным полем.

Солнечный ветер: Солнце испускает за собой поток заряженных частиц, известных как солнечный ветер. Эти частицы влияют на окружающую среду планет и могут вызывать явления, такие как полярные сияния.

Солнечные вспышки и корональные выбросы: Иногда на Солнце происходят вспышки и выбросы, при которых выбрасываются большие количества энергии и заряженных частиц. Эти события могут иметь влияние на планеты и их атмосферы, вызывая сильные магнитные бури и геомагнитные штормы.

Изучение взаимодействия Солнца и планет нашей Солнечной системы является важным аспектом астрономических исследований и позволяет лучше понять нашу планету и место во Вселенной.

Школа 28 г.Ярославля

1. Почему земная ось наклонена?

• Минздрав предупреждает: «Пить по утрам не рекомендуется!»
• Космическим ветром сдуло или
  При посадке инопланетян они ударились о Землю /вариант
  ответа школы 68 Ярославля/

2. Почему Ю.А.Гагарин был первым человеком, полетевшим в космос?

Потому что его первым так далеко послали.

3. Почему Луна не падает на Землю?

• Она очень старается, но постоянно промахивается.
• У нас с лунатиками пакт о непадении.
  /вариант ответа школы 78/
• По точным данным Луна давно хочет сблизится с Землей,
  но не может решить, когда ей лучше это сделать: когда Земля повернута северным
  полушарием (и не так жарко), или когда южным (и не так холодно).
  /вариант ответа школы 8 Рыбинска/

4. Почему Земля круглая?

Потому что первыми на свет появились напильники.

5. Почему 3/4 Земли покрыта водой?

• Вечная история: наша канализация…
• Остальная четверть разлита в бутылки по 0,5 л и 0,7 л.
  /вариант ответа областной станции детского туризма/
• Потому что 1/4 Земли покрыта землей.
  /вариант ответа школы 68 Ярославля/

6. Почему в космическом корабле нет стоп-крана?

Наверное, забыли поставить.

7. Кто был первым человеком, вышедшем в космос без скафандра?

• Неудачливый сапер.
• Тот, кого послали, а он и поверил.
  /вариант ответа ивняковской школы/

8. Почему на Солнце еще не ступала нога человека?

У нас есть дураки, но не до такой степени.

Что находится на краю света

Шон Кэрролл, профессор физики Калифорнийского технологического института

«Насколько мы знаем, у Вселенной нет границ. У наблюдаемой Вселенной есть край — предел того, что мы можем увидеть. Это связано с тем, что свет движется с конечной скоростью (один световой год в год), поэтому, когда мы смотрим на далекие вещи, мы вглядываемся назад во времени. В самом конце мы видим, что происходило почти 14 миллиардов лет, остаточное излучение Большого Взрыва. Это космический микроволновый фон, который окружает нас со всех стороны. Но это не физическая «граница», если уж так посудить.

Поскольку мы можем видеть лишь настолько далеко, мы не знаем, на что похожи вещи за пределами нашей наблюдаемой Вселенной. Та вселенная, которую мы видим, довольно однородна в больших масштабах и, возможно, так будет продолжаться буквально всегда. В качестве альтернативы вселенная могла бы свернуться в сферу или тор. Если это так, вселенная будет ограничена по общему размеру, но все равно не будет иметь границы, точно так же, как круг не имеет начала или конца.

Также возможно, что вселенная неоднородна за пределами того, что мы можем видеть, и что условия сильно отличаются от места к месту. Эту возможность представляет космологическая мультивселенная. Мы не знаем, существует ли мультивселенная в принципе, но поскольку не видим ни то, ни другое, разумно было бы сохранять непредвзятость».

Джо Данкли, профессор физики и астрофизических наук в Принстонском университете

«Да все то же самое!

Окей, на самом деле мы не считаем, что у вселенной есть граница или край. Мы думаем, что она либо продолжается бесконечно во всех направлениях, либо оборачивается вокруг себя, так что она не является бесконечно большой, но все равно не имеет краев. Представьте поверхность пончика: у нее нет границ. Может быть, вся вселенная такая (но в трех измерениях — у поверхности пончика всего два измерения). Это значит, что вы можете отправиться на космическом корабле в любом направлении, и если будете путешествовать достаточно долго, вернетесь туда, откуда начали. Нет края.

Но есть также то, что мы называем наблюдаемой вселенной, которая является частью пространства, которую мы можем реально видеть. Край этого места находится там, откуда свету не хватило времени, чтобы добраться до нас с начала существования вселенной. Мы можем увидеть только такой край, а за ним, вероятно, будет все то же самое, что мы видим вокруг: сверхскопления галактик, в каждой из которых миллиарды звезд и планет».

Месяц

Сама Луна не светит. То свечение Луны, которое мы наблюдаем по ночам, — это отражённый Луной свет Солнца. В разные ночи Солнце освещает спутник Земли по-разному.

Земля, а вместе с ней и Луна вращаются вокруг Солнца. Если взять мячик и осветить его фонариком в темноте, то с одной стороны он будет казаться круглым, потому что свет фонаря падает прямо на него. С другой стороны мячик будет тёмным, потому что он находится между нами и источником света. А если кто-нибудь посмотрит на мячик сбоку, он увидит освещённой только часть его поверхности.

Фонарик — это как будто Солнце, а мячик — Луна. А мы с Земли смотрим на Луну в разные ночи с разных точек зрения. Если свет Солнца падает прямо на Луну, она видится нам полным кругом. А когда свет Солнца падает на Луну сбоку, мы наблюдаем на небе месяц.

Иллюстрация из книги «Увлекательная астрономия»

Причины появления мусора в космосе

На появление космических отходов влияет множество причин:

1. Дрейфующие спутники

Спутники имеют ограниченный срок полезного использования, и, когда их батареи разряжены или выходят из строя, они остаются дрейфовать в космосе. В начале, предполагалось, что рано или поздно эти брошенные объекты упадут на землю или сгорят при входе в атмосферу. Однако, этого может не случиться никогда, особенно на высоких орбитах.

2. Потерянное оборудование

Астронавты иногда роняют инструменты или другие предметы во время выходов в открытый космос. Например, в 2008 году космонавт Хайдемари Стефанишин – Пайпер уронила ящик с инструментами. Он распался, затем вошел в атмосферу Земли, совершив более 4000 облетов вокруг нее.

3. Нерабочие ракетные ступени

Некоторые отработанные ракетные ступени остаются дрейфовать в космосе и иногда взрываются, потому что содержат остатки топлива. Эти взрывы образуют тысячи осколков.

4. Испытание оружия

В 60-х и 70-х годах Соединенные Штаты, и Советский Союз проводили испытания противоспутникового оружия. Например, в 1985 году Соединенные Штаты уничтожили спутник весом в одну тонну (Solwind). Подобные испытания позже проводились и другими странами, включая Китай и Индию.

Баланс между гравитацией и термоядерной реакцией

Гравитация – это сила, притягивающая все объекты во Вселенной друг к другу. Сила гравитации, действующая на солнце, огромна из-за его огромной массы, и она стремится привлечь солнце к центру галактики. Однако, существует другая сила – термоядерная реакция, которая происходит в ядре солнца и компенсирует эту гравитационную силу.

Термоядерная реакция – это процесс, при котором в ядре атома водорода происходит горение, или как говорят, слияние, атомов водорода, образуя атомы гелия. В результате этой реакции выделяется огромное количество энергии, которая поддерживает солнце в состоянии термодинамического равновесия.

Внутри ядра солнца давление и температура настолько высоки, что атомы водорода начинают сильно сталкиваться друг с другом, а затем сливаются в атомы гелия. Этот процесс называется ядерным синтезом. При ядерном синтезе выделяется огромное количество энергии в виде света и тепла.

Благодаря этому процессу, солнце поддерживает баланс между гравитацией и термоядерной реакцией. Гравитация стремится сжать солнце, а термоядерная реакция создает давление, которое уравновешивает эту силу. Если бы солнце заблокировалась на термоядерной реакции, то гравитация победила бы и солнце упало бы в космосе. Если же гравитационная сила превысила бы термоядерную реакцию, солнце рухнуло бы на себя с огромной силой.

Таким образом, баланс между гравитацией и термоядерной реакцией является ключевым фактором, который предотвращает солнце от падения в космосе и обеспечивает его стабильность и долгожительство.

Способы решения проблемы

Все существующие и перспективные пути решения проблемы космического мусора вокруг Земли можно разделить на две большие группы: профилактика и уборка.

К профилактическим мерам относят:

• снижение веса запускаемых аппаратов;
• усиление защиты;
• увеличение срока эксплуатации;
• обязательная утилизация КА;
• повышение маневренности.

Такие решения способны замедлить дальнейшее «замусоривание» пространства, но они не уберут объекты, уже находящиеся там. Сегодня проверенных и надежных средств борьбы с орбитальным мусором не существует. Ниже приведены проекты, над которыми работают ученые.

Лазеры

По замыслу инженеров, лазерный луч будет буквально испарять опасные объекты. Сейчас российские ученые ведут работы над созданием подобной системы для защиты МКС.

Гарпун и невод

Идея в том, чтобы захватывать нефункционирующие аппараты с помощью сверхпрочной сети или гарпунить их, а затем отправлять в плотные слои атмосферы. В начале 2019 года она была успешно испытана – британский аппарат RemoveDEBRIS сумел захватить фрагмент спутника.

Воздушные шары для мусора

Данный проект называется GOLD System. Большой и тонкий воздушный шар должен оборачивать фрагменты мусора, увеличивая их аэродинамическое сопротивление.

Буксир с солнечным парусом

Исследовательский центр Surrey Space Centre работает над космической системой уборки мусора с солнечным парусом. Аппарат HybridSail с помощью троса будет цеплять фрагменты, разворачивать парус и уводить их с орбиты.

Солнечный парус

Вольфрамовый веник на орбите

Идею придумал ученый Гурудас Гангули из США. Он предложил распылить на высоте 1,1 тыс. км облако из частиц вольфрама. По его расчетам, такой тяжелый и плотный металл будет медленно опускаться к Земле, попутно тормозя мелкие фрагменты мусора. Гангули полагает, что пыль не будет вредить работающим аппаратам. Для реализации проекта потребуется 20-25 лет.

Реактивный буксир-самоубийца

Для уборки орбитального мусора предлагают использовать аппараты-буксиры, заталкивающие опасные объекты в атмосферу. Предполагается, что при этом они и сами будут сходить с орбиты.

Орбитальный мусоровоз

Есть несколько проектов по переработке космического мусора прямо на орбите. Рациональное зерно в этой идее есть – спутники содержат много редких и драгоценных металлов.