Ловцы космического мусора: Одесская обсерватория отслеживает осколки американского военного спутника и помогает влюбленным  

В позапрошлом году, сразу после падения знаменитого Челябинского метеорита, «Думская» рассказала об одном из подразделений одесской обсерватории, которое занимается мониторингом космической обстановки на предмет небесных тел, норовящих грохнуться на поверхность Земли. Сегодня, когда внимание мировой общественности приковано к открытиям, сделанным при помощи космического телескопа NASA Hubble (он обнаружил одну из самых старых галактик, представил доказательства наличия океана на крупнейшем спутнике Юпитера Ганимеде, и вообще телескопу скоро  исполнится четверть века), наших читателей наверняка заинтересует другое направление работы одесских астрономов, связанное с искусственными спутниками и их остатками. В обсерватории побывала Ирэн Адлер.

На проходной учреждения нас встречает заместитель директора НИИ «Астрономическая обсерватория» ОНУ по научной работе, заведующий отделом космических исследований, старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук Николай Иванович Кошкин. Оценив добрые намерения «Думской», к нам ластится молодая сторожевая собака, многочисленные коты не опускаются до приветствий, недовольно поглядывая издали на пришельцев. На газонах цветут подснежники, целая колония жуков-солдатиков облепила пень, греется на солнышке. В ближайшие дни в обсерватории проведут субботник, станет еще краше. Но это дела земные, а мы пришли поговорить о небесном…

ООН и Фонд космических исследований ЮНЕСКО заинтересованы в наблюдениях одесских астрономов. С недавних пор прогрессивная общественность беспокоится по поводу загрязнения околоземного пространства, начавшегося без малого 60 лет назад, одновременно с выходом землян в космос.

Спутники помогают человечеству налаживать связь, вести навигацию, развивать науку, обеспечивать безопасность, в том числе военную — в этом несомненная польза. Но, к сожалению, запуская спутники в чересчур большом количестве, люди создали и большую проблему. Вокруг Земли обращается с опасной скоростью (скорость полета пули достигает 1,5 километров в секунду, а тела в космосе имеют скорость 8-10 км/сек!) примерно 17 тысяч одних только крупных объектов. Мелким же несть числа.

В 2007 году китайские товарищи, испытывая космическое оружие, уничтожили собственный же метеорологический спутник Фенъюнь-1С. Он был расстрелян ракетой «земля-космос» на высоте 800 километров. Образовалось большое количество обломков, на какое-то время основательно засоривших орбиту.

А между тем, один, даже небольшой кусочек материи, разогнавшись до космических скоростей, способен наделать больших бед: вспоминаем школьный курс физики — кинетическая энергия движущегося тела равна половине произведения его массы на квадрат скорости.

Очень красочно, хоть и излишне, как считают ученые мужи, драматично (и с большим количеством ляпов) такое столкновение показано в оскароносном фильме «Гравитация». Альфонсо Куарон воспроизвел на экране действие так называемого синдрома Кесслера – гипотетического развития событий на орбите, когда космический мусор порождает «эффект домино». Столкновение двух достаточно крупных объектов приведет, по мнению консультанта НАСА Дональда Кесслера, к появлению большого количества новых осколков. Каждый из этих осколков способен в свою очередь столкнуться с другим мусором, что вызовет цепную реакцию рождения все новых обломков. При достаточно большом количестве столкновений количество лавинообразно возникших новых осколков может сделать околоземное пространство совершенно непригодным для полетов.

Сегодня астрономы оценивают количество плавающих в космосе только сантиметровых обломков примерно в 50 тысяч. Конечно, «космического пылесоса» для ловли такого мусора нет, но можно при помощи ученых научиться уворачиваться от него.

«Построение хорошей теории движения околоземных объектов – посильная для нашего отдела и востребованная космическими державами работа, – говорит Николай Иванович. – Наблюдения, сделанные в Одессе, помогают рассчитать движение различных «мусорных» объектов с учетом того, что ни один из них не движется по правильному эллипсу, как на схемах в учебниках, траектории гораздо более извилистые, объект то приближается, то отдаляется, а в верхних слоях атмосферы разреженный воздух также сильно влияет на скорость движения».    

Вооруженные современными компьютерами одесские ученые разрабатывают программы, позволяющие фиксировать спутники на огромных расстояниях, рассчитывать кривые блеска разных объектов и их положение в пространстве.

Изучение и прогнозирование возмущенного движения низкоорбитальных искусственных спутников Земли происходит по ряду направлений. В кругу интересов одесситов — моделирование вариаций плотности верхней атмосферы Земли под влиянием солнечной активности и лунно-солнечных приливов, разработка численных методов интегрирования движения низкоорбитальных спутников под действием высоких гармоник геопотенциала, лунно-солнечных возмущений и сопротивления разреженной атмосферы, дистанционное изучение собственного вращения пассивных спутников методом фотометрии. А также – методы фотометрических наблюдений и их обработки для исследования колебаний блеска спутников, методы решения обратных задач по определению параметров вращения, размеров и формы тел по данным интегральной фотометрии, компьютерное моделирование спутников для интерпретации наблюдаемых фотометрических данных, изучение отражательных свойств космических материалов и покрытий.

Также одесситы занимаются мониторингом геостационарной орбиты и околоземного космического пространства, в частности поиском, каталогизацией и мониторингом новых фрагментов космического мусора, исследованиями астероидов, тесно сближающихся с Землей.

Недавно, по словам нашего собеседника, взорвался секретный американский спутник, сразу утратив свою секретность (для одесских ученых он, впрочем, секретным не был никогда). Говорят, перегрелся.

«Мы его и до этих пор наблюдали, — улыбается Николай Иванович. – В результате взрыва возникли новые «мусорные» объекты, теперь нужно отслеживать движение и их. Если предполагается сближение, можно рассчитать, какие маневры должен предпринять активный аппарат, чтобы избежать столкновения».

Спутник DMSP-F13, предназначенный для метеорологических исследований, взорвался на орбите после 20 лет работы. Произошло это 3 февраля сего года. ВВС США сообщили, что причиной ЧП стал резкий скачок температуры внутри одной из подсистем старого аппарата. DMSP-F13 входил в Военную (оборонную) метеорологическую спутниковую программу США. В результате взрыва сателлит распался на 43 части, которые отслеживаются наземными станциями слежения, в том числе одесской.

По заявлению ВВС США, потери от случившегося минимальны: этот спутник считался устаревшим еще с 2006 года и не был единственным в своем роде — на орбите осталось еще 6 таких же объектов. Седьмой «метеспутник» (не факт, что только «метео») будет запущен в ноябре 2016 года. Национальные агентства не использовали DMSP-F13 для составления прогнозов погоды, однако его взрыв может затруднить процесс передачи данных на Землю, утверждают американцы.

Сейчас украинские ракеты выводят в открытый космос аппараты многих стран. Услугами нашей космической отрасли пользуются и россияне, и американцы, и даже арабы. С наблюдениями за спутниками – та же история: в данных, которые получают одесские астрономы, нуждаются все космические агентства планеты – российское, американское, европейское, китайское, японское и даже индийское.

«Нужно понимать, что самостоятельно мониторить все околоземное пространство не способно ни одно государство нашей планеты – хотя бы потому, что Земля круглая, и то, что видно и слышно с одной точки ее поверхности, невозможно заметить с другой, — рассказал «Думской» один из сотрудников отдела. — Скажем, для Советского Союза было проблематично отслеживать орбитальные объекты, пролетающие над Атлантикой. Чтобы решить эту проблему был создан т.н. Морской космический флот, формально подчиняющийся Академии Наук, а фактически – Министерству обороны. Кстати, корабли МКФ базировались, в том числе, и в Одессе. Сейчас за космосом наблюдает все возрастающее количество людей и организаций, а государственные структуры стараются привлекать как можно больше астрономов – профессионалов и любителей. Чисто военные функции, понятно, остаются за специализированными учреждениями, однако наука и космические угрозы человечеству – это общее дело».

Астрономы работают на уникальных телескопах – как современных, так и старинных. Один из них, имеющий, скорее, учебное, чем исследовательское, значение, расположен в здании с куполом – памятнике архитектуры, выстроенным в начале прошлого века университетом по проекту Бернардацци. На лестничной площадке Николай Кошкин показывает нам выложенную на каменном полу семиконечную звезду с символами небесных светил. По мраморной винтовой лесенке взбираемся вверх и оказываемся у раритетного телескопа. Как известно, обсерватория входит в состав кафедры астрономии Одесского университета и сначала использовалась как база для учебных работ. Также астрономы по поручению городских властей производили поверку навигационных приборов кораблей, следили за правильным ходом городских часов и определяли время зажигания и гашения городского освещения. Телескоп приобретен в Англии на средства, подаренные в 1886 году доктором Ивановым, о чем гласит красивая медная табличка. У раритета много бронзовых деталей ручной работы – старина…

«Наши предшественники были умными и изобретательными людьми, — констатирует гид. – Земля вращается, двигать трубу вручную неудобно. Поэтому астрономы 19 века изобрели «часовой механизм»: используется система вращающихся грузов, к которым подвешена гиря. Прибор через карданный вал медленно и плавно поворачивает телескоп за звездами. Колесо для поворота купола помогает открывать обзор неба. Жаль, что вся южная сторона станет скоро труднодоступной для наблюдений. Строящаяся в парке Шевченко подстанция разогреет воздух, и не то что спутник на пятисоткилометровой высоте — ворону будет не разглядеть, все поплывет в мареве… А вообще-то, одесские приборы, особенно телескоп КТ-50 выпуска конца шестидесятых (тогда все делали добротно, и людей, и приборы), позволяют добиться лучшей точности измерений в Украине, проводить наблюдения на хорошем мировом уровне. А еще – поражать экскурсантов картинами звездного неба».

«Мартовским вечером здесь можно увидеть спутники Юпитера, — уверяет Николай Иванович. — В другое время удобно наблюдать кольца Сатурна, двойные звезды, звезды с кольцевидными туманностями. С мая по сентябрь, да и в октябре бывает ясная погода, это у нас самое золотое время для экскурсий. Смотреть на звезды влюбленным всегда приятно, и бывает, что к нам приходят даже новобрачные».

Романтика не мешает познанию, интересные сведения врезаются в память, даже если парочка смотрит не столько на звезды, сколько друг на друга. Учтите это, планируя свидания – обсерватория отлично подойдет!

Автор — Ирэн Адлер, фото Алексея Кравцова