Обломки ракет падают на Землю чаще двух раз в неделю: чем это опасно для людей

Ракета после запуска не исчезает: её отработавшие части ещё долго могут оставаться на орбите, а затем вернуться в атмосферу. Пока запусков было меньше, такие события воспринимались как редкость. Теперь на орбите становится всё теснее, а вместе с числом запусков растёт и количество объектов, чьё возвращение нельзя полностью контролировать. Опасность в том, что некоторые фрагменты переживают вход в атмосферу и могут упасть там, где их никто не ждёт. Для отдельного человека риск по-прежнему очень мал, но он постепенно растёт — и именно эта тенденция беспокоит специалистов.

Обломки ракеты летят на Землю

Ракетные ступени возвращаются в атмосферу как придётся

Когда ракета выводит груз на орбиту, её верхняя ступень, последняя часть носителя с собственным двигателем, часто остаётся там же. Постепенно её тормозят разреженные верхние слои атмосферы, и рано или поздно она падает. Где именно это случится, заранее точно не скажешь: такое возвращение называют неуправляемым.

Большая часть ступени или спутника сгорает при входе в атмосферу на огромной скорости. Но самые прочные детали выдерживают нагрев и долетают до поверхности. Поэтому космический мусор не остаётся только на орбите. И чем чаще запускают ракеты, тем больше железа со временем возвращается обратно.

Количество космических объектов, возвращающихся в атмосферу Земли, резко выросло в последние годы. Источник данных: ESA

Как понимать риск в 4% и треть за десятилетие

По данным ESA, в 2024 году вероятность жертв от падающих верхних ступеней превысила 4%. В 2020-м она была примерно вдвое ниже. Важно понимать, что это суммарный риск за год по всей планете. Он не означает, что каждое падение с вероятностью 4% кого-то убьёт.

Беда в том, что такие небольшие вероятности складываются год за годом, как при многократном броске кубика: шанс выбросить шестёрку за один бросок невелик, а за двадцать бросков вполне реален.

«Если такой уровень сохранится в следующее десятилетие, вероятность того, что где-то на Земле кто-то погибнет только от обломков ракет, составит 33%», — сказал Юэн Райт, специалист по космической среде, изданию Space.com. Это его оценка при условии, что нынешний темп сохранится, а не прогноз конкретного события.

Расчётный риск для людей от неуправляемого возвращения ракетных ступеней и спутников заметно вырос после 2020 года. Источник данных: ESA

Спутники и авиация тоже попадают в зону риска

Ракетами дело не ограничивается. По словам Райта, риск жертв от падающих спутников в 2024 году вырос примерно до 1%, а спутников на орбите становится всё больше. ESA описывает движение в обе стороны: каждый день запускают примерно 10 новых аппаратов, а обратно в атмосферу в среднем ежедневно входят больше трёх целых спутников или ракетных корпусов.

По пути вниз эти объекты пересекают одно из самых загруженных мест транспортной системы Земли, воздушное пространство. Чтобы помешать авиации, обломкам не обязательно в кого-то попасть. Если траектория падающего аппарата слишком неопределённа, власти могут закрыть или ограничить небо, и рейсам придётся менять маршрут.

«Вероятность того, что в самолёт попадут обломки или что воздушное пространство закроют из-за входа объекта в атмосферу, тоже растёт», — отмечает Райт.

Космический мусор, обнаруженный на пешеходной тропе в Кантоне, Северная Каролина, предположительно является частью космического корабля SpaceX Dragon, вошедшего в атмосферу в мае 2024 года.

Прямое попадание по-прежнему маловероятно, но чем чаще падают обломки, тем выше этот риск. Поэтому исследователи всё чаще говорят о неуправляемом возвращении как о проблеме космического движения, которая касается не только владельцев спутников.

Управляемый сход в океан снимает большую часть угрозы

С ракетными ступенями ситуация необычная: специалисты считают, что большей части риска можно избежать ещё на этапе проектирования. Ступень не обязательно бросать на орбите, откуда она когда-нибудь упадёт неизвестно куда. Её можно свести управляемо и направить уцелевшие обломки в отдалённый район океана.

Райт предлагает сделать это обязательным правилом, а не добровольной мерой. «Все ракеты должны быть обязаны совершать управляемый сход в океан, подальше от людей и самолётов, чтобы полностью устранить риск», — говорит он. Но для такого манёвра у ступени должны остаться работающий двигатель, запас топлива, система управления и достаточная надёжность. Значит, решать это нужно задолго до старта, когда миссию только проектируют.

Еще больше познавательных материалов вы найдете в нашем Telegram-канале. Обязательно подпишитесь!

Само ESA не сравнивает падающий мусор с привычными опасностями вроде дорожных аварий. Агентство тревожит направление тренда: в докладе сказано, что по сравнению с повседневными рисками цифры невелики, но вероятность жертв в последние годы выросла из-за возросшего трафика. Предупреждение касается устранимого риска, который растёт вместе с космической экономикой.

Синдром Кесслера: мусор начинает размножаться сам

Визуализация космического мусора вокруг Земли разных размеров

Падающие обломки — лишь часть проблемы. Выше атмосферы, на тех же орбитах, где работают действующие аппараты, копятся мёртвые спутники, отработавшие ступени и их осколки. На орбитальных скоростях даже столкновение двух объектов выделяет огромную энергию и может превратить один крупный аппарат в облако мелких фрагментов.

Эти осколки угрожают другим аппаратам и порождают новые столкновения. Такую цепную реакцию называют синдромом Кесслера: мусор начинает производить мусор. ESA предупреждает, что даже полный отказ от новых запусков не стабилизировал бы обстановку. Уже случившиеся разрушения могут давать обломки быстрее, чем атмосфера успевает их тормозить и сжигать.

По модели ESA, столкновения на орбите будут продолжаться даже в сценарии, где после 2025 года полностью прекращаются новые запуски.

Тревожный сигнал даёт и Space Environment Health Index, индекс «здоровья» космической среды от ESA. По нему оценка долгосрочного вреда от нынешней космической деятельности в 2025 году ухудшилась на порядок по сравнению с предыдущим годом, то есть примерно в десять раз. Главный вопрос уже не в том, сколько спутников запустят в конкретном году. Важнее, не подходят ли орбиты к состоянию, в котором мусор будет всё активнее воспроизводить себя сам.

Следить за орбитой стали лучше, но неопознанных объектов всё больше

С 2016 года, когда ESA начало выпускать эти доклады, наблюдение за космосом заметно улучшилось. Сети слежения научились надёжнее каталогизировать объекты у геостационарной орбиты, где спутник висит над одной точкой экватора. Лучше стало и отслеживание трафика на низкой околоземной орбите. Благодаря этому операторам проще оценить опасное сближение и решить, нужен ли спутнику манёвр уклонения.

Однако обстановка усложняется быстрее, чем растут возможности наблюдения. ESA фиксирует всё больше объектов с пометкой «неопознанный»: системы их видят, но не могут уверенно установить, откуда они взялись. А чтобы управлять космическим движением, нужно знать, что летает на орбите, куда движется и, по возможности, какой оператор или какое событие это породило.

Диаграмма фрагментов космических объектов по причинам возникновения с 1960 года

У слежения есть принципиальный предел: оно снижает неопределённость и помогает избегать столкновений, но не убирает ни одного обломка. Поэтому основой любой долгосрочной стратегии остаются две вещи: не создавать новые фрагменты и ответственно избавляться от отслуживших аппаратов.

ESA призывает не только предотвращать мусор, но и убирать его

По данным доклада, операторы всё внимательнее относятся к правилам, которые ограничивают появление мусора. Но этих постепенных улучшений может не хватить при нынешнем темпе освоения орбиты. Авторы пишут, что действовать нужно быстрее, последовательнее и надёжнее. Иначе будущим поколениям придётся дорого заплатить за любую деятельность в космосе.

ESA считает, что без активной уборки мусора не обойтись. Мало запрещать создавать новые обломки: опасные объекты, которые уже летают на орбите, придётся физически убирать. Первыми кандидатами станут крупные целые аппараты и ракетные корпуса, потому что одно столкновение с их участием может породить множество новых осколков.

Сложностей здесь три вида: технические, финансовые и правовые. Чтобы снять объект с орбиты, нужно догнать и захватить его, найти на это деньги и договориться, кто отвечает за железо, запущенное разными компаниями и странами. Обязательный управляемый сход ограничит то, что добавится в будущем, а уборка поможет разобраться с наследием прошлых десятилетий. Пока ни того ни другого в обязательном порядке нет.