Приведи в порядок свою орбиту: как будет работать ионная метла для космической уборки?

Десятки лет, что человечество осваивает ближний космос, на орбитах вокруг Земли копится мусор от этой деятельности. Это десятки миллионов мелких фрагментов, сотни тысяч обломков менее 10 см и еще около 15 тысяч крупных объектов (10 см и более). Все они опасны для космических кораблей, спутников и космонавтов.

О генеральной уборке на орбите говорят уже несколько лет на международном уровне, но универсального способа еще не создано. Российские ученые обратили внимание на самый перспективный сегодня способ бесконтактной уборки — сбивание мусора ионным потоком. Это луч или струя от ионного двигателя, на котором может работать аппарат.

Реактивная тяга в этом типе электрического ракетного двигателя создается на базе разгона ионизированного газа в электрическом поле до высоких скоростей. Уборщик должен приближаться к объектам и направлять на него ионный луч от двигателя так, чтобы «сдувать» мусор с его орбиты. Варианта два:

• на околоземной орбите можно направлять отходы в атмосферу Земли для сжигания;

• на геостационарной мусор лучше поднимать на безопасный уровень для захоронения.

Новые исследования российских разработчиков из Самары приближают создание таких технологий. Авторы показали, как можно менять направление ионного потока для разворота и точной транспортировки мусора. Для этого двигатель должен находиться на поворотной платформе.

Такой аппарат сможет убирать крупные объекты вроде отработанных ступеней ракет или вышедших из строя спутников связи, как Starlink. Для мелкого мусора аппарат не подойдет, поэтому авторы предложили также оснащать уборщика специальной пластиной сзади, которая будет забирать небольшие предметы.

В МАИ для подобного аппарата на двух ионных двигателях разработали специальную насадку, чтобы сделать поток более эффективным, собирая его в узкий направленный луч. Насадку установят на выходе из инжектора ионов, с противоположной от двигателей стороны.

Также уборщик оснастят поворотными устройствами. Все это позволит держаться от мусора на расстоянии 40–60 метров, но сопровождать его.

По словам всех разработчиков, все необходимые технологии для изготовления таких аппаратов уже есть. Однако для производства нужно решить вопросы финансирования — удаление мусора будет очень дорогим процессом.

Кроме того, сейчас нет правовой базы, чтобы можно было собирать любой мешающий мусор в зоны досягаемости. Юридически любой обломок принадлежит аппарату какой-то конкретной страны. Также есть военные риски — так как системы уборки потенциально можно использовать для удаления работающих спутников противоборствующих сторон.