АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА НА КОСМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

ANALYSIS OF THE IMPACT OF SPACE DEBRIS ON SPACE OBJECTS

Sandygash Kamysbaeva

student, Department of Flight Vehicle Design and Test, Branch "Voskhod" of Moscow Aviation Institute (National Research University),

Russia, Baikonur

Irina Kolodjazhnaja

scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Branch "Voskhod" of Moscow Aviation Institute (National Research University),

Russia, Baikonur

АННОТАЦИЯ

Космический мусор представляет серьёзную угрозу для современных космических исследований. Обломки спутников, отработанные части ракет и другие искусственные фрагменты на орбите создают значительные риски для космических аппаратов и безопасности экипажей. В статье рассматривается классификация космического мусора по размеру и степени угрозы, а также анализируется влияние каждой категории на технику и оборудование. Проведённый анализ служит основой для разработки защитных систем, способных противостоять этим угрозам, что является актуальным для последующих исследований, направленных на повышение безопасности и долговечности космической техники и скафандров.

ABSTRACT

Space debris poses a serious threat to modern space exploration. Debris from satellites, spent rocket stages, and other artificial fragments in orbit create significant risks for spacecraft and crew safety. This paper examines the classification of space debris by size and threat level, and analyzes the impact of each category on equipment and technology. The analysis conducted serves as a foundation for the development of protective systems capable of countering these threats, which is crucial for subsequent research focused on enhancing the safety and longevity of space technology and spacesuits.

Ключевые слова: космический мусор, космический аппарат, космический скафандр, механические повреждения, разгерметизация.

Keywords: space debris, spacecraft, space suit, mechanical damage, depressurization.

В последние десятилетия количество искусственных объектов на околоземной орбите неуклонно растет. Запуски спутников, пилотируемых аппаратов и ракет оставляют после себя огромное количество фрагментов, которые с течением времени превращаются в космический мусор. Сегодня проблема накопления мусора на орбите становится критичной, так как фрагменты способны повредить или разрушить работающие аппараты, нанося значительный ущерб космическим миссиям и угрожая жизни космонавтов. В условиях постоянного увеличения числа запусков эта проблема требует всестороннего анализа и разработки систем защиты для космической техники, и скафандров космонавтов.

Космический мусор можно классифицировать по разным признакам, что позволяет более точно оценить его влияние на космический скафандр. Классификация по размеру и степени угрозы позволяет выделить основные категории мусора, представляющие потенциальную опасность для оборудования и экипировки. Среди типов космического мусора можно выделить микрочастицы размером менее 1 см, мелкие объекты от 1 до 10 см и крупные объекты более 10 см. Микрочастицы представляют угрозу для оптики, солнечных батарей и фильтров, так как даже мелкие повреждения таких систем могут повлиять на их работоспособность. Мелкие объекты способны повредить солнечные панели, антенны и защитные покрытия, что приводит к снижению эффективности работы аппаратов. Крупные объекты — фрагменты спутников и ракет, которые могут полностью разрушить космическую технику, нарушив герметичность и функциональность аппаратов.

С точки зрения степени угрозы можно выделить три основные категории: высокая угроза, средняя угроза и низкая угроза. К категории высокой угрозы относятся объекты, которые могут привести к разрушению критически важных систем. Например, крупный фрагмент мусора, столкнувшись с аппаратом, может повредить его герметичность и жизненно важные системы. Средняя угроза включает фрагменты, которые способны нарушить функционирование внешних элементов, таких как солнечные панели, антенны и радиаторы. Низкая угроза представлена микрочастицами, которые могут вызывать постепенное повреждение поверхностей, особенно оптических систем и защитных покрытий, приводя к деградации материалов и снижению эксплуатационных характеристик.

Классификация космического мусора по размеру и степени угрозы позволяет более детально оценить влияние каждой категории мусора на работу космической техники и на безопасность экипажа. Например, микрочастицы, несмотря на их малый размер, при высокой скорости способны повреждать оптические системы, что может привести к потере данных с камер и сенсоров. Постоянное воздействие таких частиц также вызывает износ защитных покрытий, что делает оборудование уязвимым перед более крупными фрагментами мусора.

Мелкие объекты размером от 1 до 10 см представляют значительную угрозу для более крупных элементов аппаратов, таких как солнечные панели и антенны. Поскольку эти компоненты играют ключевую роль в работе аппаратов, их повреждение может привести к сбоям в работе оборудования и даже к потере миссии.

Крупные объекты представляют наибольшую опасность, поскольку их столкновение с космическими аппаратами может привести к полному разрушению аппарата. Эти объекты могут пробить корпус аппарата, вызвать разгерметизацию, что ставит под угрозу жизни экипажа и ведет к катастрофическим потерям.

Ниже представлена таблица, которая наглядно отображает классификацию космического мусора по размеру, форме, характеру повреждений и объектам, подверженным этим повреждениям.

Таблица 1.

Классификация космического мусора

На основании данных из таблицы, можно сделать вывод о том, что одним из самых важных объектов, подверженных воздействию космического мусора, является скафандр.

В отличие от автоматических аппаратов, космонавт, находясь в открытом космосе, сталкивается с этим мусором непосредственно, что делает проблему защиты скафандра особенно актуальной. Космический мусор, включая микрочастицы и более крупные фрагменты, может повредить как внешний слой скафандра, так и его критически важные элементы, что в свою очередь угрожает безопасности самого астронавта. Поэтому защита скафандра от космических повреждений становится одной из ключевых задач при разработке технологий и материалов для космических исследований.

Поэтому требуется разработка новых сочетаний материалов и других конструктивных решений для скафандров, которые смогут обеспечить надежную защиту от космического мусора всех категорий, от микрочастиц до крупных фрагментов. В частности, одним из направлений является исследование многослойных покрытий и высокопрочных материалов, способных предотвратить проникновение мусора и минимизировать повреждения при столкновениях. Это становится особенно важным в свете увеличения частоты космических миссий и растущего количества мусора на орбите.

Анализ влияния космического мусора на технику и скафандры, служит основой для дальнейших исследований, направленных на поиск эффективных материалов и конструкций для защиты космонавтов от возможных угроз, что является критически важным для повышения безопасности и долговечности космических миссий.

Список литературы:

1. Давыдов, А. И., & Долгов, А. В. (2019). Космический мусор: угрозы и методы защиты. Космическое право и политика, 34(2), 122-135.
2. Иванов, И. П., & Михайлов, В. Г. (2020). Воздействие космического мусора на спутники и космические аппараты. Журнал прикладной аэрокосмической науки, 18(4), 45-53.
3. Козлов, А. В. (2018). Космический мусор: причины возникновения и пути решения проблемы. Известия Российской академии наук, серия физическая, 82(6), 873-879.
4. Бенашвили, Л. И., & Лукичев, Ю. В. (2021). Безопасность космических аппаратов в условиях загрязнения орбит космическим мусором. Космическая техника и технологии, 26(3), 19-28.
5. Фролов, В. И., & Кудрявцев, В. И. (2017). Методы минимизации воздействия космического мусора на космонавтов и аппараты. Технологии и безопасность в космических исследованиях, 45(1), 11-20.
6. Шмидт, О. И. (2019). Риски и угрозы космического мусора для космонавтов и аппаратуры. Вестник Российской академии наук, 89(8), 1023-1027.