Оцінка перспектив орбітальної утилізації космічного сміття

Анотація

Зростання техногенного забруднення навколоземного космічного простору фрагментами космічного сміття різного розміру істотно обмежує можливості реалізації космічної діяльності й становить велику небезпеку для об'єктів на Землі. Особливо сильно засмічені низькі орбіти з висотами до 2000 км. Актуальність забезпечення безпеки космічних польотів в умовах техногенного забруднення навколоземного космічного простору і зниження небезпеки для об'єктів на Землі при неконтрольованому входженні космічних об'єктів у щільні шари атмосфери і їхньому падінні на Землю стрімко зростає. Відповідно до керівних принципів Inter-Agency Space Debris Coordination Committee фрагменти космічного сміття рекомендується видаляти з області робочих орбіт. Зараз як перспективні способи видалення космічного сміття розглядаються: спуск у щільні шари атмосфери Землі, переміщення на орбіту зі строком життя менш ніж двадцять п'ять років, переміщення на орбіту поховання та орбітальна утилізація. Відповідно до концепції орбітальної утилізації космічне сміття розглядається як ресурс індустрії на орбіті.           Метою статті є оцінка перспектив орбітальної утилізації космічного сміття та розробка методики вибору кількості й просторового розміщення безпечних орбіт утилізації в області низьких навколоземних орбіт. У статті проаналізовано перспективи використання орбітальної утилізації космічного сміття для очищення навколоземного космічного простору від техногенного забруднення та оцінено можливості тривалого орбітального зберігання й наступного повторного використання для розв'язку задач подальшого освоєння навколоземного космічного простору пристроїв, приладів і матеріалів, демонтованих з утилізованих космічних об'єктів. Сформульовано та вирішено ряд задач, що виникають при плануванні й організації орбітальної утилізації космічного сміття.            Розроблено методику визначення безпечних орбіт утилізації космічного сміття в області низьких навколоземних орбіт. Методика базується на сформульованій системі критеріїв. З використанням розроблених методики та пакету програм визначено можливі орбіти утилізації космічного сміття в області низьких навколоземних орбіт. Оцінено тривалість життя космічного об'єкта на орбіті утилізації, стійкість орбіти утилізації на тривалих часових інтервалах і енергетичні витрати для переведення космічного об'єкта з робочої орбіти на орбіту утилізації. Новизна отриманих результатів полягає в розробці методики кластеризації орбіт об'єктів космічного сміття, що утилізуються, й розробці методики вибору можливих орбіт утилізації космічного сміття в області низьких навколоземних орбіт. Отримані результати можуть знайти застосування при плануванні та організації орбітальної утилізації космічного сміття.