Вибухи на орбіті - Журнал "Все про Космос"
22:46 29/01/2018
В наші дні все частіше і частіше постає питання про засмічення навколоземній орбіти «Космічним сміттям». Проблема по-справжньому серйозна, хоча ще й не стала злободенною і поки рано говорити про загрозу космічних польотів. Разом з тим замислюватися над цим доводиться вже сьогодні, щоб не опинитися в якийсь момент в ситуації, коли вихід в космос для людства буде закритий. Необхідно розробити методики, які дозволили б в майбутньому мінімізувати цю небезпеку. Краще, звичайно, взагалі позбутися від неї, але в доступній для огляду перспективі це навряд чи вдасться.
Вранці 29 червня 1961 року з космодрому на мисі Канаверал стартувала американська ракета-носій «Тор-Аблестар» з трьома космічними апаратами на борту: навігаційним супутником «Транзит-4А», розвідувальним - «Інджун» і супутником «Солрад-3», що призначався для вивчення мікрометеоритів. Сам запуск, як і виведення апаратів на навколоземну орбіту, пройшов успішно. А ось потім почалися проблеми.
Спочатку не вдалося розділити «Інджун» і «Солрад-3», і їм довелося здійснювати подальший політ в єдиній зв'язці, що представляла собою «купу непотрібного металу». А потім на висоті 990 кілометрів над поверхнею землі вибухнули залишки палива в баках щаблі «Аблестар», яка, як і супутники, вийшла на навколоземну орбіту.
Даний інцидент став першим в довгому ряду подібних, які відбулися на навколоземній орбіті. Вибухали космічні апарати майже всіх країн, які брали участь в освоєнні космосу. «Пощастило» лише Великобританії, через те що в її активі всього один успішний космічний запуск, так Ізраїлю, якого ця гірка чаша поки минула.
Першим радянським космічним апаратом, що вибухнув в космосі (другий за рахунком інцидент в історії космонавтики), стала радянська автоматична станція типу «2МВ-4» з пристикованим до неї розгінним блоком . Вибух стався 29 жовтня 1962 року. Космічний апарат повинен був відправитися до Марсу , Але застряг на навколоземній орбіті. Чотири доби він кружляв над планетою , Готуючись згоріти в щільних шарах атмосфери , А потім несподівано вибухнув. Якби старт пройшов успішно, то станція отримала б назву «Марс-1», а так вона залишилася в літописі як безликий «Супутник-29».
Точну причину встановити не вдалося. Найімовірніше, стався вибух залишків палива або в основний руховій установці, або в двигуні розгінного блоку. Йдеться саме про передбачувану причину, хоча і найбільш реальною.
Наступним інцидентом в космосі став вибух 27 листопада 1963 року залишків палива в ступені «Кентавр», що вийшла на орбіту в ході випробувального пуску. І знову причиною стали пари палива в баках.
Ну а далі вибухи відбувалися із завидною регулярністю. У тому, що в 1960-і роки ракети вибухали в космосі, немає нічого дивного. Людство ще тільки вчилося літати, і не можна було все передбачити, щоб зробити цей процес безпечним. На першому етапі за кількістю інцидентів такого роду, хоча і з незначною перевагою, «лідирували» Сполучені Штати.
До теперішнього моменту зареєстровано майже дві сотні вибухів в космічному просторі. До цього числа не включені інциденти, що сталися на ділянці виведення РН або на ділянці спуску космічних апаратів, а також вибухи на пілотованих кораблях . Про них розмова особлива.
Умовно всі події такого роду можна розділити на дві великі групи:
а) навмисні вибухи, що сталися за логікою роботи бортових систем або по команді з Землі;
б) мимовільні вибухи, коли доводиться говорити саме про аварії.
До першої групи належать польоти по військовим програмам СРСР і США, а також навмисно знищені космічні апарати, які не могли виконати намічену програму польоту і не могли бути повернуті на Землю. Велика частина таких вибухів носила «плановий характер». Про них я згадаю в розділах, де йтиметься про створення розвідувальних супутників, випробування протисупутникових систем і про польоти за програмою створення системи частково-орбітального бомбометання. А зараз тільки зазначу, що хоча ряд інцидентів і був ініційований командами із Землі, все-таки їх треба віднести до аварійних подій, так як стали вони наслідком інших проблем з космічними апаратами.
Про другої групи вибухів варто поговорити окремо. Це були дійсно аварійні події, яких ніхто не очікував і багато хто з яких відбувалися, як зазвичай, в самий невідповідний момент.
На початку 1960-х основною причиною вибухів в космосі ставали пари ракетного палива, що не вигорілі під час роботи двигунів. Та й зараз це основна причина інцидентів на орбіті . Ця гримуча суміш накопичується в паливних баках і під дією сонячних променів або через іскру, випадково висіченим, коли одна металева деталь зачіпала іншу, вибухає, розносячи на шматки все, що попадається їй на шляху. При цьому утворюється величезна кількість уламків, які і стають основним джерелом засмічення космічного простору. На орбіті з'являються від кількох десятків до кількох сотень фрагментів. Засоби спостереження фіксують і відстежують більшу частину з них розміром від 10 сантиметрів. Всі вони включаються в каталоги, отримують ідентифікаційні номери і міжнародні реєстраційні індекси.
Як правило, крім цих зареєстрованих фрагментів, на орбіті з'являється в кілька разів більша кількість фрагментів розміром менше 10 сантиметрів. Вони настільки ж небезпечні, як і їх великі «побратими». Неважко здогадатися, яких збитків може принести шматок заліза, що летить зі швидкістю кулі. А таких куль в космосі «свистить» все більше і більше.
Як уже сказано, основна причина вибухів на орбіті - залишки палива в баках. Щоб уникнути вибухів або хоча б зменшити їх вірогідність, баки після виключення двигунів продувають, викидаючи залишки палива в космос. Така методика застосовується вже давно, але не завжди допомагає. Хоча, якби дана операція не проводилася в космосі, було б набагато більше «сміття».
Так як всі інциденти досить одноманітні, не варто розповідати про кожного з них. Зупинюся тільки на «найцікавіших» події. До таких можна, наприклад, віднести вибухи, коли в космосі в одну мить з'являються сотні фрагментів, що заважають нормальному космоплавання.
«Найбруднішими» за всю історію космічних польотів слід визнати такі інциденти:
вже згаданий вибух 29 червня 1961 року залишків палива в баках щаблі «Аблестар» - 296 фрагментів;
вибух 15 жовтня 1965 року залишків палива в баках щаблі «Транстейдж» - 470 фрагментів;
вибух 4 жовтня 1969 року залишків палива в баках щаблі «Аджена-Д» - 259 фрагментів;
вибух 17 жовтня 1970 року залишків палива в баках ще одному щаблі «Аджена-Д» - 372 фрагмента;
вибух 24 липня 1981 року радянського розвідувального супутника «Космос-тисячі двісті сімдесят п'ять» - 305 фрагментів;
вибух 13 листопада 1986 року рухової установки французького супутника «Спот-1» - 488 фрагментів;
вибух 3 червня 1996 року залишків палива в баках останнього ступеня американської ракети-носія «Пегас» - 704 фрагмента.
Абсолютний рекорд:
вибух 11 березня 2000 року залишків палива в баках останнього ступеня китайської ракети-носія «Лонг-матч-4» - 293 фрагмента;
вибух 19 грудня 2001 року залишків палива в баках останнього ступеня індійської ракети-носія PSLV - близько 500 фрагментів.
Решта вибухи внесли набагато меншу лепту в забруднення космосу, хоча їх сумарний внесок досить великий.
До «цікавою» особливості деяких інцидентів слід віднести множинність вибухів одного і того ж космічного апарату. Бувало, що під час першого вибуху не відбувалося повного руйнування конструкції, і тоді залишки палива вибухали вдруге. Бувало, що і в третій, і в четвертий.
Такі множинні вибухи зафіксовані у наступних апаратів:
запущений 24 червня 1966 американський супутник «Пегас» - вибухи 12 липня 1975 року, 20 січня 1976 року, 10 вересня 1976, середина червня 1978 року, середина вересня 1984 года, середина грудня 1985 роки;
щабель «Аджена-Д», за допомогою якої 8 квітня 1970 був запущений метеорологічний супутник «Німбус-4», - 17 жовтень 1970 року, 23 січня 1985 року, 17 грудня 1985 року, 2 вересня 1986 роки;
другий ступінь ракети-носія «Дельта» , За допомогою якій 22 січня 1975 року був запущений американський супутник «Лендсат-2», - 9 лютого і 19 червня 1976 роки;
другий ступінь ракети-носія «Зеніт-2», за допомогою якої був запущений російський супутник «Космос-2227», - 26 і 30 грудня 1992 року, причому 26 грудня сталися три вибухи.
Про вибухи, пов'язаних з паливом і руховими установками, мабуть, все.
Ще однією причиною, приводила до загибелі космічних апаратів, були бортові акумуляторні батареї, які в разі їх заводського дефекту або неправильної експлуатації ставали міною уповільненої дії, яка періодично спрацьовувала. Як правило, такі інциденти розслідування не піддаються і про причини можна говорити тільки імовірно. Найчастіше підозра падає на акумуляторні батареї, коли начебто більше нема чому вибухнути на борту, - палива немає, тротил не поклали, пластмаса і метал не належать до числа вибухонебезпечних матеріалів.
Хоча деякі інциденти, які низкою західних експертів списуються на акумуляторні батареї, могли мати інші причини. Йдеться про кілька радянських супутниках, які були мішенями при випробуванні противоспутникової зброї Можливо, що вони загинули від попадання в них вражають фрагментів. Але на Заході вперто пишуть про проблеми з акумуляторними батареями.
Ось перелік вибухів в космосі, викликаних, ймовірно, акумуляторними батареями:
29 вересня 1977 року - вибух радянського військового супутника «Космос-839»;
23 червня 1978 року - вибух на борту радянського супутника зв'язку «Екран-2»;
27 листопада 1978 року - вибух радянського військового супутника «Космос-880»;
24 липня 1981 року - вибух радянського військового супутника «Космос-1 275»;
21 жовтня 1985 року - вибух радянського військового супутника «Космос-1375»;
22 листопада 1985 року - вибух радянського військового супутника «Космос-1691»;
30 грудня 1985 року - вибух американського навігаційного супутника NOAA-8;
17 грудня 1987 року - вибух радянського військового супутника «Космос-1823».
Як бачимо у американців лише один раз акумуляторні батареї стали причиною вибуху космічного апарату. Втім, і у Росії лише загибель супутника «Екран-2» достовірно може бути віднесена до цього класу інцидентів. Про всіх інших пишемо «ймовірно».
Останнім часом пальма першості щодо вибухів на орбіті міцно належить Росії. З 1990 року відбулося не менше 29 інцидентів з російськими апаратами. Може бути, через занепад ракетно-космічної галузі в нашій країні якість вітчизняної космічної техніки знизилося.
Щоб закінчити тему вибухів на орбіті, ще кілька слів про фрагментах, які з'явилися в результаті цих інцидентів на орбіті. За більшістю з них ведуть постійні спостереження і контролюють їх політ. У разі якщо вони можуть створити загрозу працюючим космічним апаратам, орбіту останніх коректують, щоб уникнути не тільки зіткнення, але навіть небезпечного зближення. Так не раз робилося при польотах російського орбітального комплексу "Світ" , Міжнародної космічної станції , Американських кораблів багаторазового використання. Не завжди вжитих заходів було достатньо, і деякі уламки вражають супутники.
На жаль, про подібного роду інциденти не говорять, тому я можу навести тільки два випадки більш-менш достовірних. Один стався в другій половині 1960-х років з американським розвідувальним супутником. Згадка про нього колись промайнуло в журналі «Наука і життя», правда, без вказівки найменування космічного апарату і дати інциденту. Друге зіткнення відбулося в 1990-х роках з французьким супутником, але і тут вельми мало подробиць.
Залишається тільки сподіватися, що вибухи на орбіті коли-небудь припиняться, втім, навіть не чекаючи цієї історичної події, варто всерйоз задуматися над розгрібанням «космічної звалища». А то якось негоже сподіватися лише на сили земного тяжіння, що зводить уламки з орбіти і спалює їх в атмосфері. Коль самі насмітили, треба самим і зайнятися прибиранням.