Справка

Космические обломки

Причина появления большинства орбитальных обломков искусственного происхождения - испытания противоспутниковых систем и взрывы ракетных ускорителей. Американские радарные установки позволяют отследить примерно 11 тысяч объектов, превышающих 10 см в поперечнике, однако по данным программы по изучению орбитальных обломков Orbital Debris Program, среди этих фрагментов насчитываются также и свыше 100 тысяч частиц от 1 и 10 см в поперечнике. Как ни странно, такое обилие частиц - это прямое следствие усилий, направленных на предотвращение ядерного загрязнения земли при сходе "грязных" аппаратов с орбиты. Металлические частицы предпочитали при этом рассеивать прямо в космосе.

В первые годы космической гонки Соединенные Штаты и Советский Союз для снабжения энергией долговременных орбитальных спутников разработали компактные реакторы, причем у СССР реализация такого рода проектов оказалась более успешной. США запустили первый аппарат подобного типа в 1965 году, зато Советский Союз между 1967 и 1988 годами умудрился запустить серию из 31 спутника морской разведки, снабженного реактором (для контроля военно-морских передвижений с 300-километровой орбиты). На Западе такие спутники получили сокращенное обозначение RORSAT (от Radar Ocean Reconnaissance Satellite - спутник радиолокационной океанской разведки), Компактные ядерно-энергетические установки (ЯЭУ) из-за размеров спутников должны были работать без крупногабаритных парогенераторов или турбин. Были разработаны термоэмиссионные реакторы прямого преобразования ("Топаз" и "Бук"), в которых тепло от деления ядерного вещества сразу превращалось в электрический ток (принцип работы аналогичен ламповому диоду, только нагрев эмиттера производится за счет энергии ядерного деления, а топливом служит двуокись урана, в зазор между эмиттером и коллектором (что сообщается прямо с забортным пространством) подаются пары цезия для увеличения тока эмиссии). Относительно низкий КПД этих реакторов (вначале - несколько процентов) компенсировался активным энерговыделением плутония-238. В конце срока эксплуатации эти спутники предполагалось переводить на "парковочную" орбиту высотой 900 км, но 24 января 1978 года "Космос-954" оказался не в состоянии это сделать и рассеял радиоактивные обломки над Канадой (в окрестностях Большого Невольничьего озера). Чтобы компенсировать материальный ущерб, советскому правительству пришлось выплатить канадским властям более шести миллионов долларов. После этого скандала спутники для предотвращения подобных инцидентов предусматривали выброс реактора и на более низких орбитах, если не удалось достичь заданной "парковочной".

В 16 случаях процесс выброса приводил к разрыву труб с жидкой смесью натрия и калия, что использовалась в качестве хладагента в реакторе (точнее говоря, это жидкометаллический (эвтектический) сплав натрия и калия для отвода тепла от коллектора). Эта смесь замерзает при -12 градусах Цельсия. Проблемы начались в 1990 году, когда аппарат NASA под названием LDEF (Long Duration Exposure Facility) весом около 10 тонн, который занимался исследованием воздействия открытого космоса на спутники и космические корабли, возвратился на Землю, загрязненный калием и натрием (на Землю он был возвращен с помощью шаттла Columbia, погибшего несколько лет спустя при входе в атмосферу). Моделирование показало, что полная масса хладагента в 164 кг распределилась среди 116 тысяч частиц.

Даже на высоте в 900 км сказывается сопротивление воздуха из земной атмосферы, особенно это актуально для маленьких частиц, поэтому большинство частиц размером менее 5 мм к настоящему времени уже вошли в плотные слои атмосферы. Более крупные частицы будут постепенно переходить на более низкие орбиты, а затем сгорать в атмосфере в течение более длительного срока.

Ссылки:
Военные аспекты советской космонавтики
В космос на атомной тяге. Мечты и реальность