stringtranslate.com

Устойчивость космоса

Обзор основных рассматриваемых вопросов устойчивости космоса.

Космическая устойчивость направлена ​​на поддержание безопасности и здоровья космической среды [1] , а также планетарной среды [2] .

Подобно инициативам по устойчивому развитию на Земле, космическая устойчивость стремится использовать окружающую среду космоса для удовлетворения текущих потребностей общества, не ставя под угрозу потребности будущих поколений. [3] [4] [5] Обычно она фокусируется на космосе, ближайшем к Земле, на низкой околоземной орбите (НОО), поскольку эта среда является наиболее используемой и, следовательно, наиболее актуальной для людей. [6] Она также рассматривает геостационарную экваториальную орбиту (ГЭО), поскольку эта орбита является еще одним популярным выбором для проектов околоземных миссий. [7]

Проблема космической устойчивости — это новое явление, которое в последние годы привлекает все больше внимания, поскольку запуск спутников и других космических объектов увеличился. [8] Эти запуски привели к увеличению количества космического мусора на орбите Земли, что затрудняет способность стран работать в космической среде, а также увеличивает риск будущей аварии, связанной с запуском, которая может нарушить его надлежащее использование. [9] [10] Космическая погода также является выдающимся фактором отказа космических аппаратов. [7] Текущий протокол утилизации космических аппаратов по окончании срока службы в целом не соблюдается при проектировании миссий и требует чрезмерного времени для утилизации. [11] [12]

Прецедент, созданный посредством предыдущих политических инициатив, способствовал первоначальному смягчению загрязнения космоса и создал основу для усилий по обеспечению устойчивости космоса. [11] Для дальнейшего смягчения международные и трансдисциплинарные консорциумы выступили с инициативой проанализировать существующие операции, разработать стандарты и стимулировать будущие процедуры для приоритетного подхода к устойчивому развитию. [13] Переход к устойчивому взаимодействию с космической средой становится все более неотложным из-за последствий изменения климата и растущего риска для космических аппаратов по мере приближения времени. [12] [14]

Основы

Космическая устойчивость требует, чтобы все участники космической деятельности имели три консенсуса. Космическая сфера должна использоваться мирно, совместно защищать космическую сферу от вреда и максимизировать использование космоса посредством экологического, экономического и безопасного исследования космоса. [15] Эти консенсусы также проясняют связь между космической устойчивостью и международной безопасностью, что государства и отдельные лица исследуют космос для различных целей. Их зависимость от космоса должна руководствоваться правилами, порядком и политикой и получать больше выгод без негативного влияния на космическую среду и космическую деятельность. [15]

Однако достижение соглашения остается сложной задачей даже при наличии таких требований. В обсуждениях между странами по вопросам долгосрочной устойчивости технические усовершенствования имеют большее значение, чем введение и применение новых правовых режимов. [16] В частности, были предложены технические подходы к космическому мусору, такие как удаление мусора. [17] Также изучаются конкретные данные о космическом мусоре, чтобы помочь изучить его влияние на устойчивость и способствовать дальнейшему сотрудничеству между странами. [16]

Текущее состояние

Космическая устойчивость вступает в игру, чтобы решить проблему текущего состояния околоземных орбит и большого количества орбитального мусора. [17] Столкновения космических аппаратов с орбитальным мусором, космическая погода, переполненность низкой околоземной орбиты (НОО) делают космические аппараты подверженными более высоким показателям отказов. [17] [12] Текущий протокол окончания срока службы космических аппаратов усугубляет кризис космической устойчивости; многие космические аппараты не утилизируются должным образом, что увеличивает вероятность дальнейших столкновений. [17]

Орбитальный мусор

Компьютерная анимация Европейского космического агентства, отображающая космический мусор на низкой околоземной орбите при текущих темпах роста в сравнении с принимаемыми мерами по его снижению.

Орбитальный мусор определяется как необитаемые, неработающие объекты, которые существуют в космосе. [18] Этот орбитальный мусор разрушается дальше с течением времени в результате естественных событий, таких как высокоскоростные столкновения с микрометеоритами , и вынужденных событий, таких как контролируемый выпуск ракеты-носителя. [18] На низкой околоземной орбите эти столкновения могут происходить на скоростях в диапазоне от средней скорости 9 километров в секунду (км/с) до 14 км/с относительно мусора и космического корабля. [18] Однако на геостационарной околоземной орбите эти высокоскоростные столкновения представляют собой гораздо меньший риск, поскольку средняя относительная скорость между мусором и космическим кораблем обычно составляет от 0 км/с до 2,5 км/с. [18] По состоянию на 2012 год Центр совместных космических операций США отслеживал 21 000 фрагментов орбитального мусора размером более 10 см на близлежащих орбитах Земли (LEO, GEO и солнечно-синхронных ), из которых 16 000 были каталогизированы. Космический мусор можно разделить на три категории: малый, средний и большой. [17] Мелкий мусор — это фрагменты размером менее 10 сантиметров (см). [17] Мусор среднего размера — это фрагменты размером более 10 см, но не целый космический корабль. [17] Крупный мусор не имеет официальной классификации, но обычно относится к целым космическим аппаратам, таким как вышедшие из эксплуатации спутники или ракеты-носители. [17] Трудно отслеживать мелкий мусор на LEO и сложно отслеживать мелкий и средний мусор на GEO. [18] Тем не менее, это утверждение не умаляет возможностей отслеживания LEO и GEO, наименьший отслеживаемый фрагмент мусора может весить всего десять граммов. [18] Если размер мусора не позволяет отслеживать его, то космический корабль не может его избежать и не позволяет космическому кораблю снизить риск столкновений. [18] Вероятность синдрома Кесслера , который по сути утверждает, что каждое столкновение производит больше мусора, растет по мере того, как количество орбитального мусора увеличивается, увеличивая количество дальнейших столкновений до тех пор, пока пространство не станет неиспользуемым полностью. [17]

Космическая погода

Космическая погода представляет риск для работоспособности спутника, что приводит к увеличению количества орбитального мусора. [7] Космическая погода влияет на работоспособность спутника различными способами. Во-первых, зарядка поверхности от поверхности Солнца способствует электрическим разрядам, повреждающим электронику на орбите, создавая угрозу срыва миссии. [7] Сбои в работе одиночных событий (SEU) также могут повредить электронику. [7] Также может происходить зарядка диэлектрика и объемная зарядка, вызывая проблемы с энергией внутри космического корабля. [7] Кроме того, на высотах менее тысячи километров сопротивление атмосферы может увеличиваться во время солнечных бурь за счет увеличения высоты космического корабля, что только увеличивает сопротивление космического корабля. [7] Эти факторы ухудшают производительность в течение срока службы космического корабля, делая космический корабль более восприимчивым к дальнейшим системным и миссиям сбоев. [7]

Переполненность

За последние шестьдесят лет с момента первого запуска спутника в 1957 году наблюдалось резкое увеличение использования орбит LEO и GEO. На сегодняшний день было запущено около десяти тысяч спутников, тогда как активными остаются только около 2000. [17] Эти спутники могут использоваться для различных целей, таких как телекоммуникации, навигация, мониторинг погоды и разведка. В течение ближайшего десятилетия такие компании, как SpaceX , по прогнозам, запустят еще пятнадцать тысяч спутников на орбиты LEO и GEO. [17] Микроспутники, созданные университетами или исследовательскими организациями, также стали более популярными, что способствует переполнению околоземных орбит. [12] Эта переполненность орбит LEO и GEO увеличивает вероятность потенциальных столкновений между спутниками и орбитальным мусором, что еще больше увеличивает количество орбитального мусора, присутствующего в космосе. [17]

Протокол окончания срока службы

Текущий протокол окончания срока службы заключается в том, что в конце миссии космические аппараты либо добавляются на орбиту захоронения , либо находятся на достаточно низкой высоте, где сопротивление позволит космическому аппарату сгореть при входе в атмосферу и упасть обратно на Землю. [12] Около двадцати спутников выводятся на орбиту захоронения каждый год. [12] В настоящее время не существует процесса возвращения спутников на Землю после выхода на орбиту захоронения. [17] Процесс возвращения космического аппарата на Землю с помощью сопротивления может занять от десяти до ста лет. [17] Этот протокол имеет решающее значение для уменьшения переполненности околоземных орбит. [17]

Мегасозвездие и космический мусор

Также изучалось влияние созвездий на космическую среду, например, вероятность столкновений мегасозвездий в присутствии большого количества космического мусора . Хотя исследования показали, что предикторы мегасозвездий сильно варьируются, конкретная информация, связанная с мегасозвездиями, не является прозрачной. [19]

Но любое катастрофическое столкновение, как в случае синдрома Кесслера , имеет последствия для людей и окружающей среды. Если применить это мышление к мегасозвездиям, существование мегасозвездий может иметь потенциальные выгоды, но оно не принесет адекватной помощи в управлении космическим мусором. [17] В то же время, ситуацию с космическим мусором нельзя недооценивать или игнорировать из-за существования мегасозвездий. [17]

Районы

Планетарная среда

Шлейф в верхних слоях атмосферы Земли, оставленный космическим кораблем «Союз», вошедшим в атмосферу

Вход в атмосферу оказывает ощутимое воздействие на атмосферу Земли , особенно на стратосферу .

Вход космических аппаратов в атмосферу достигнет 3% от всех входов в атмосферу к 2021 году, но в сценарии, в котором число спутников с 2019 года удвоится, искусственные входы составят 40% от всех, [20] что приведет к тому, что 94% атмосферных аэрозолей будут искусственными. [21] Воздействие космических аппаратов, сгорающих в атмосфере во время искусственного входа в атмосферу, отличается от воздействия метеоров из-за, как правило, большего размера космических аппаратов и другого состава. Атмосферные загрязнители, образующиеся при искусственном сгорании атмосферы, были отслежены в атмосфере и идентифицированы как реагирующие и, возможно, негативно влияющие на состав атмосферы и, в частности, на озоновый слой . [20]

Рассмотрение устойчивости космоса в отношении атмосферного воздействия при входе в атмосферу к 2022 году только развивается [22] и в 2024 году было определено, что оно страдает от «слепоты к атмосфере», что приводит к глобальной экологической несправедливости . [23] Это определено как результат текущего управления космическими аппаратами, срок службы которых истек, которое благоприятствует практике управления станциями с контролируемым входом в атмосферу. [23] Это делается в основном для предотвращения опасностей от неконтролируемого входа в атмосферу и космического мусора . [23]

Предлагаемые альтернативы включают использование менее загрязняющих материалов, обслуживание на орбите и потенциальную переработку в космосе. [22] [23]

Космическая среда

Существование орбитального мусора создало большие проблемы для проведения космической деятельности. Развитие космической устойчивости не получило достаточного политического внимания, хотя некоторые предупреждения и обсуждения сделали это совершенно очевидным. [12] Управление мусором по-прежнему является добровольным со стороны государства, и нет никаких законов, предписывающих практику управления мусором, включая количество мусора, подлежащего управлению. [12] Хотя Руководящие принципы ООН по предотвращению образования космического мусора были обнародованы в 2007 году в качестве первоначальной меры управления космическим мусором, до сих пор нет широкого консенсуса или действий по дальнейшим ограничениям на космический мусор после этого.

Трудности для лиц, желающих участвовать в инициативах по управлению космическим мусором, нельзя игнорировать. Любое лицо или сектор, желающие участвовать в операциях по космическому мусору, должны получить разрешение от запускающего государства, что для запускающего государства сделать сложно. [12] Это связано с тем, что процесс управления космическим мусором неизбежно оказывает негативное влияние на другие космические объекты, и существует большая последующая ответственность с точки зрения финансовых затрат. [12] Поэтому запускающее государство будет утверждать, что управление космическим мусором требует совместных усилий всех государств. [24] Однако трудно определить, какие действия можно предпринять, чтобы добиться признания между странами.

Правила

Текущие усилия по обеспечению устойчивости космоса в значительной степени опираются на прецедент, созданный регулирующими соглашениями и конвенциями двадцатого века. [11] Большая часть этого прецедента включена в Договор о космосе 1963 года или связана с ним, который представлял собой одну из первых крупных попыток Организации Объединенных Наций по созданию правовых рамок для деятельности стран в космосе. [25]

Предварительный договор о космосе

Международное сообщество испытывало беспокойство по поводу загрязнения космоса с 1950-х годов до запуска Спутника I. [26] Эти опасения возникли из-за идеи о том , что увеличение темпов исследования дальнейших областей космического пространства может привести к загрязнению, способному повредить другие планетарные тела, что приведет к ограничениям для исследования этих тел человеком и потенциальному вреду для Земли. [26] Усилия по борьбе с этими опасениями начались в 1956 году с Международной астронавтической федерации (IAF) и Комитета ООН по мирному использованию космического пространства (COPUOUS). Эти усилия продолжались до 1957 года через Национальную академию наук и Международный совет по науке (ICSU). [26] Каждая из этих организаций стремилась изучать загрязнение космоса и разрабатывать стратегии для наилучшего устранения его потенциальных последствий. [26] ICSU продолжил создание Комитета по загрязнению внеземными исследованиями (CETEX), который выдвинул рекомендации, приведшие к созданию Комитета по исследованию космоса (COSPAR). [26] Сегодня КОСПАР продолжает заниматься исследованием космического пространства в международном масштабе [цитата из cospar].

Договор о космосе

Соответствующие положения международного космического права , касающиеся устойчивости в космосе, можно найти в Договоре о космосе , который был принят Генеральной Ассамблеей ООН в 1963 году. [27] Договор о космосе содержит семнадцать статей, призванных создать базовую структуру для того, как международное право может применяться в космосе. [25] Основные принципы Договора о космосе включают положение в статье IX о том, что стороны должны «избегать вредного загрязнения космоса и небесных тел»; [25] определения «вредного загрязнения» не приводятся. [28] [25] Другие статьи, имеющие отношение к устойчивости космоса, включают статьи I, II и III, которые касаются справедливого и всеобъемлющего международного использования космоса способом, свободным от суверенитета, собственности или оккупации какой-либо страной. [25] Кроме того, статьи VII и VIII защищают право собственности их соответствующих стран на любые объекты, запущенные в космос, при этом возлагая ответственность за любой ущерб, причиненный этим объектом имуществу или персоналу других стран, на указанные страны. [25] Описания или определения того, что может повлечь за собой этот ущерб, не приводятся. [25]

Политика планетарной защиты COSPAR

Принципы Статьи IX легли в основу руководящих принципов Политики планетарной защиты Комитета по исследованию космоса (COSPAR), которые, как правило, пользуются уважением среди научных экспертов. [29] Однако такие руководящие принципы не являются обязательными и часто описываются как «мягкое право», поскольку у них нет правового мандата. [28] Политика планетарной защиты в первую очередь касается предоставления информации о передовых методах предотвращения загрязнения космической среды во время миссий по исследованию космоса. [30] COSPAR считает, что предотвращение такого загрязнения отвечает наилучшим интересам человечества, поскольку оно может помешать научному прогрессу, исследованиям и миссии по поиску жизни. [30] Кроме того, утверждается, что перекрестное загрязнение Земли может быть потенциально вредным для ее окружающей среды из-за в значительной степени неизвестной природы потенциальных космических загрязнителей. [30]

Другие соответствующие правила

В последующие годы были сделаны нормативные разъяснения относительно Договора о космосе 1963 года, имеющие отношение к устойчивости космоса. Соглашение о возвращении 1967 года касается в основном возвращения потерянных астронавтов в соответствующие страны, но также требует от стран, подписавших Договор о космосе, помогать другим странам в возвращении объектов, которые возвращаются на Землю с орбиты, их законным владельцам [31] Конвенция об ответственности 1972 года возлагает ответственность за ущерб от космических объектов на страну, которая запустила объект, независимо от того, произошел ли этот ущерб в космосе или на Земле. [32] Другие разъяснения включают Конвенцию о регистрации 1975 года, которая пыталась создать механизмы для стран по идентификации космических объектов, и Соглашение о Луне 1979 года, которое установило защиту для окружающей среды Луны и других близлежащих планетарных тел. [33] [34] Эти соглашения и конвенции представляли собой попытки улучшить первоначальный Договор о космосе, поскольку исследование космоса продолжало расти в важности на протяжении 20-го века. [26]

Отношение

Страны и основные международные институты

И государство, и космические агентства работают над улучшением законов и правил, которые способствуют долгосрочной устойчивости космоса. Например, Европейский кодекс поведения по предупреждению образования космического мусора, подписанный Францией, Великобританией и другими странами в 2016 году. [17] Китай, Бразилия, Мексика и другие страны имеют правовую основу и методологические меры в рамках долгосрочной устойчивости космоса. [35] [36] [37] Однако главная проблема заключается в том, что до тех пор, пока концепция устойчивости космоса не будет согласована между странами, межрегиональные усилия не будут работать должным образом. [17]

В настоящее время Комитет по мирному использованию космического пространства (COPUOS) призывает государства включить руководящие принципы по уменьшению засоренности космоса, разработанные такими органами, как Межведомственная координация по космическому мусору (IADC), в свое национальное законодательство, тем самым регулируя поведение государств. [38] Некоторые страны отреагировали на это положительно, например, Швейцария, Нидерланды и Испания. Однако все еще есть некоторые страны, которые не рассматривают подходы к управлению космическим мусором в своем национальном законодательстве, например, Япония и Австралия. [17] Многие делегаты на заседании COPUOS высказали свои причины для этого, утверждая, что управление космическим мусором тесно связано с технологиями и финансированием. Технологии динамичны и постоянно развиваются. Поэтому включение руководящих принципов управления космическим мусором в национальное законодательство не является на данный момент первоочередной задачей. [39]

Научные взгляды

Исследование изложило обоснование для управления, которое регулирует текущую свободную экстернализацию истинных затрат и рисков , рассматривая орбитальное пространство вокруг Земли как «дополнительную экосистему» ​​или общую «часть человеческой среды», которая должна подчиняться тем же проблемам и правилам, что и океаны на Земле . Хотя ученые могут не иметь средств для самостоятельного создания и обеспечения соблюдения глобальных законов, исследование пришло к выводу в 2022 году, что необходимы «новые политики, правила и положения на национальном и международном уровнях». [40] [41]

Смягчение

Усилия по смягчению последствий в целях обеспечения устойчивости включают, помимо прочего, проектные спецификации, изменение политики, удаление космического мусора и восстановление орбитальных полуфункциональных технологий. [17] [42] [13] [43] Усилия начинаются с регулирования мусора, выбрасываемого во время обычных операций и после распада миссии [6]. В связи с возросшей осведомленностью о высокоскоростных столкновениях и орбитальном мусоре в предыдущие десятилетия миссии адаптировали проектные спецификации для учета этих рисков. [18] Например, программа RADARSAT внедрила 17 килограммов экранирования на свой космический корабль, что увеличило прогнозируемый уровень успешности программы с 50% до 87%. [18] Еще одним усилием по смягчению последствий является восстановление полуфункциональных спутников, что позволяет космическому аппарату, классифицированному как «мусор», стать «функциональным». [11] Снижение выбросов космического мусора фокусируется на ограничении выброса мусора во время обычных операций, столкновений и преднамеренного разрушения. [17] Смягчение последствий также включает в себя снижение вероятности поломок после миссии из-за накопленной энергии и/или этапов эксплуатации, а также рассмотрение процедуры утилизации космических аппаратов после завершения миссии. [17]

Рейтинг устойчивости космоса

Одним из примеров, лидирующих в мерах регулирования устойчивости, является Рейтинг космической устойчивости (SSR), который является стимулом для конкурентов в отрасли включать устойчивость в проектирование космических аппаратов. [13] Рейтинг космической устойчивости был впервые концептуализирован на Всемирном экономическом форуме Глобальным советом будущего по космическим технологиям, разработанным международными и трансдисциплинарными консорциумами. [13] Четыре ведущие организации — Европейское космическое агентство , Массачусетский технологический институт , Техасский университет в Остине и BryceTech — ставят своей целью определить технические и программные аспекты SSR. [42] SSR представляет собой инновационный подход к борьбе с орбитальным мусором путем стимулирования отрасли к приоритетному выполнению устойчивых и ответственных операций. [13] Этот ответ влечет за собой рассмотрение потенциального вреда для космической среды и других космических аппаратов, при этом сохраняя цели миссии и высококачественное обслуживание. [42] Рейтинг черпает вдохновение из других стандартов, таких как лидерство в энергетическом и экологическом проектировании (LEED) для строительного сектора. Некоторые из факторов, выделенных в рейтинге, были извлечены из проектных соображений LEED, таких как включение отзывов и комментариев общественности, или пропаганда рейтинга для влияния на политику, такую ​​как риски фрагментации орбиты, возможности предотвращения столкновений, отслеживаемость и принятие международных стандартов. [13]

Отслеживание

Отслеживание является одним из основных усилий модулей Space Sustainability Rating. Модуль «Обнаруживаемость, идентификация и отслеживание» (DIT) состоит из стандартизации сравнения спутниковых миссий, чтобы побудить операторов спутников улучшать конструкцию своих спутников и эксплуатационные подходы для наблюдателя, чтобы обнаруживать, идентифицировать и отслеживать спутники. [13] Отслеживание представляет собой проблемы, когда наблюдатель стремится отслеживать и предсказывать поведение космического аппарата с течением времени. [42] Хотя наблюдатель может знать название, владельца и мгновенное местоположение спутника, оператор контролирует полную информацию об орбитальных параметрах. [42] Космическая ситуационная осведомленность (SSA) является одним из инструментов, направленных на решение проблем, возникающих при отслеживании орбитальных спутников и мусора. [17] SSA непрерывно отслеживает объекты с помощью наземных радаров и оптических станций, чтобы можно было предсказать орбитальные траектории мусора и избежать столкновений. [17] Он передает данные в 30 различных систем, таких как спутники, оптические телескопы, радиолокационные системы и суперкомпьютеры, чтобы прогнозировать риск столкновения за несколько дней. [17] Другие усилия по отслеживанию орбитального мусора предпринимаются Сетью космического наблюдения США (SSN). [18]

Удаление

В модуле «Внешние услуги» SSR рейтинг предлагает обязательство использовать или продемонстрировать использование услуг по удалению отслуживших свой срок объектов. [13] Меры по уменьшению засоренности космоса оказались недостаточными для стабилизации среды космического мусора с фактическим текущим соответствием примерно в шестьдесят процентов. [17] Более того, низкий уровень соответствия примерно в тридцать процентов из 103 космических аппаратов, которые достигли конца срока службы в период с 1997 по 2003 год, были утилизированы на орбите захоронения. [17] Поскольку политика не догнала по срокам обеспечения долговечности НОО для будущих поколений, такие действия, как активное удаление мусора (ADR), рассматриваются как способ стабилизации будущего среды НОО. [17] Наиболее известные концепции удаления основаны на направленной энергии, обмене импульсом или электродинамике, увеличении аэродинамического сопротивления, солнечных парусах, вспомогательных двигательных установках, замедляющих поверхностях и захвате на орбите. [17] Поскольку ADR состоит из внешнего метода утилизации для удаления устаревших спутников или фрагментов космических аппаратов. [14] Поскольку крупногабаритные объекты мусора на орбите являются потенциальным источником десятков тысяч фрагментов в будущем, усилия ADR сосредоточены на объектах с большой массой и большой площадью поперечного сечения, в густонаселенных регионах и на больших высотах; в этом случае приоритетными являются выведенные из эксплуатации спутники и корпуса ракет. [17] Другие практические достижения в области удаления космического мусора включают такие миссии, как RemoveDEBRIS и End-of-Life Service (ELS-d). [17]

Растущая срочность

Рост всех отслеживаемых объектов в космосе с течением времени [41]

Существовавшее ранее ослабленное регулирование и меры по смягчению последствий выбросов космического мусора [12] и ракетного топлива [43] ухудшают состояние стратосферы Земли из-за столкновений и истощения озонового слоя, увеличивая риск для работоспособности космических аппаратов на протяжении всего срока их службы.

Недоступность для LEO

Из-за увеличения количества запускаемых спутников и растущего количества орбитального мусора на НОО [17] увеличивается вероятность того, что НОО станет недоступной с течением времени (в соответствии с синдромом Кесслера). Политика смягчения последствий создания космического мусора подпадает под область добровольных кодексов государств, хотя оспаривалось, защищает ли Статья I Договора о космосе или Статья IX Договора о космосе космическую среду от преднамеренного вреда, что еще предстоит подтвердить. [12] В 2007 году неактивный китайский спутник был преднамеренно уничтожен китайским правительством в рамках испытания противоспутникового оружия (ASAT), в результате чего на НОО было разбросано около 2800 объектов космического мусора размером пять сантиметров или больше. [44] Анализ пришел к выводу, что около восьмидесяти процентов мусора останется на НОО в течение девяти лет после этого уничтожения. [44] Кроме того, уничтожение увеличило вероятность столкновения трех итальянских спутников, запущенных в том же году, что и уничтожение Fengyun-1C. [44] Рост числа столкновений составил от десяти до шестидесяти процентов. [44] Однако никаких правовых последствий для китайского правительства не было. [44]

Выбросы ракетного топлива

Когда ракеты запускаются в космос, часть их топлива попадает в стратосферу Земли. Выбросы ракетного топлива состоят из углекислого газа, воды, соляной кислоты , оксида алюминия и частиц сажи. Наиболее тревожными выбросами от ракетного топлива являются частицы хлора и оксида алюминия из твердотопливных ракетных двигателей (SRM) и сажа из двигателей, работающих на керосине. Когда соляная кислота из выхлопных газов двигателя распадается, свободный хлор свободно перемещается в стратосфере. [45] Химическая реакция между этим хлором и оксидом алюминия вызывает истощение озонового слоя. Кроме того, частицы сажи образуют черный зонтик над стратосферой, что может привести к снижению температуры поверхности Земли и дальнейшему истощению озонового слоя, что является непреднамеренной формой геоинженерии. [43] Природа геоинженерии оспаривалась как форма смягчения глобального потепления и может быть запрещена, а ракеты будут нести ответственность за частицы сажи, которые они распространяют в стратосфере. Появляются новые типы двигателей и видов топлива, в основном двигатели на жидком кислороде (LOX) и монометилгидразине, но исследований их воздействия на окружающую среду крайне мало, за исключением выбросов ими соединений гидроксида и оксида азота, двух молекул, которые оказывают значительное воздействие на озоновый слой. [43] В настоящее время выбросы ракетного топлива считаются незначительными, когда речь идет об их последствиях для окружающей среды Земли и НОО. [43] Однако в ближайшие годы выбросы увеличатся, что сделает вклад ракетного топлива в глобальное потепление гораздо более значительным.

За пределами LEO

Концепции и установки космической устойчивости, как правило, остаются на низкой околоземной орбите (НОО). [46] Одной из причин, которую нельзя игнорировать, является то, что легче обсуждать проблему, чем рассуждать о неизвестном. [12] Также есть примеры, подтверждающие, что с тех пор, как Аполлон-17 завершил свою миссию и остался на низкой околоземной орбите в 1972 году, пилотируемые космические миссии на низкой околоземной орбите прекратили свое существование. [47] Таким образом, разумно предположить, что более близкая Луна может стать следующим объектом для исследования, когда взгляд не будет ограничен НОО. [12] И лунная орбита , и НОО являются частью космической среды. В контексте присутствия космического мусора на НОО нормально предположить, что лунная орбита также обладает неприятностями в виде мусора. Будут приняты меры по космическому мусору, аналогичные мерам на НОО, связанным с устойчивостью космоса. [12]

Не только Луна была предметом изучения, но и другие тела также принимались во внимание. Илон Маск , генеральный директор SpaceX , на Международном астронавтическом конгрессе в 2016 году объяснил амбициозную цель исследования Марса в 22 веке. [48] Но остаются сложные вопросы, такие как технические аспекты достижения дальних космических полетов, а также правила и юридические аспекты, связанные с технологией, все из которых необходимо учитывать. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Космическая устойчивость | Безопасный мир". swfound.org . Получено 2021-03-17 .
  2. ^ Фламм, Патрик; Ламбах, Даниэль; Шефер-Рольфс, Урс; Столле, Клаудия; Браун, Виталий (6 июня 2024 г.). «Космическая устойчивость через загрязнение атмосферы? Сход с орбиты, атмосферная слепота и планетарная экологическая несправедливость». Обзор антропоцена . SAGE Publications. doi : 10.1177/20530196241255088 . ISSN  2053-0196.
  3. ^ "Космическая устойчивость: практическое руководство" (PDF) . Secure World Foundation : 4. 2018.
  4. ^ "Долгосрочная устойчивость космической деятельности". www.unoosa.org . Получено 2021-03-17 .
  5. ^ Джонсон, Кайтлин (2020). «Космическая устойчивость и уменьшение засоренности». Центр стратегических и международных исследований (CSIS) : 15 – через JSTOR.
  6. ^ "ESA и UNOOSA иллюстрируют проблему космического мусора". www.esa.int . Получено 2021-03-17 .
  7. ^ abcdefgh Уильямсон, Рэй А. (2012-08-01). «Обеспечение устойчивости космической деятельности». Космическая политика . Основной момент: Обеспечение устойчивости космической деятельности. 28 (3): 154–160. Bibcode :2012SpPol..28..154W. doi :10.1016/j.spacepol.2012.06.010. ISSN  0265-9646.
  8. ^ «Мы запускаем больше, чем когда-либо». www.esa.int . Получено 2021-03-17 .
  9. ^ Леман, Дженнифер (2021-03-09). «Космический мусор представляет серьезную угрозу для 3300 функционирующих спутников». Popular Mechanics . Получено 2021-03-17 .
  10. ^ Ундсет, Марит; Джолли, Клэр; Оливари, Маттиа (2020-04-08). «Космическая устойчивость: экономика космического мусора в перспективе». OECD Science, Technology and Industry Policy Papers : 25–26. doi : 10.1787/a339de43-en .
  11. ^ abcd Попова, Рада; Шаус, Фолькер (июнь 2018 г.). «Правовые основы ликвидации космического мусора как инструмента обеспечения устойчивости в космическом пространстве». Аэрокосмическая промышленность . 5 (2): 55. Bibcode : 2018Aeros...5...55P. doi : 10.3390/aerospace5020055 .
  12. ^ abcdefghijklmnop Ньюман, Кристофер Дж.; Уильямсон, Марк (2018-11-01). «Космическая устойчивость: переосмысление дебатов». Космическая политика . 46 : 30–37. Bibcode :2018SpPol..46...30N. doi :10.1016/j.spacepol.2018.03.001. ISSN  0265-9646. S2CID  158678917.
  13. ^ abcdefgh Rathnasabapathy, Minoo et al. «Рейтинг устойчивости космоса: разработка составного индикатора для стимулирования операторов спутников к достижению долгосрочной устойчивости космической среды». Труды Международного астронавтического конгресса (январь 2020 г.): 60517. © 2020 Стефан А. Кайзер
  14. ^ ab May, Christopher (январь 2021 г.). «Триггеры и эффекты рынка активного удаления мусора» (PDF) . Aerospace.org . Получено 3 ноября 2021 г. .
  15. ^ ab Галлахер, Нэнси (2010-12-03). «Космическое управление и международное сотрудничество». Астрополитика . 8 (2–3): 256–279. Bibcode : 2010AstPo...8..256G. doi : 10.1080/14777622.2010.524131. hdl : 1903/15657 . ISSN  1477-7622. S2CID  153652542.
  16. ^ ab Aganaba-Jeanty, Timiebi (2016-01-02). «Космическая устойчивость и свобода космического пространства». Astropolitics . 14 (1): 1–19. Bibcode : 2016AstPo..14....1A. doi : 10.1080/14777622.2016.1148463. ISSN  1477-7622. S2CID  147528534.
  17. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag Муртаза, Абид; Пирзада, Сайед Джаханзеб Хусейн; Сюй, Тонге; Цзяньвэй, Лю (2020). «Угроза орбитального мусора для космической устойчивости и дальнейшего развития (обзорная статья)». Доступ IEEE . 8 : 61000–61019. Бибкод : 2020IEEA...861000M. дои : 10.1109/ACCESS.2020.2979505 . ISSN  2169-3536. S2CID  215738256.
  18. ^ abcdefghij Джеймс Ричард Вертц; Дэвид Ф. Эверетт; Джеффри Джон Пушелл, ред. (2011). Космическая инженерия: новый SMAD . Хоуторн, Калифорния: Microcosm Press. ISBN 978-1-881883-16-6. OCLC  747731146.
  19. ^ Санчес, Антонио Харрисон; Соарес, Тиаго; Волахан, Эндрю (2017). «Аспекты надежности спутников мега-созвездия и их влияние на среду космического мусора». Ежегодный симпозиум по надежности и ремонтопригодности 2017 г. (RAMS) . IEEE. стр. 1–5. doi :10.1109/ram.2017.7889671. ISBN 978-1-5090-5284-4. S2CID  21282765.
  20. ^ ab Сгоревшие спутники загрязняют атмосферу , Американская ассоциация содействия развитию науки (AAAS), 23 июля 2024 г., doi :10.1126/science.zub5l4y
  21. ^ Шульц, Леонард; Глассмейер, Карл-Хайнц (2021). «Об антропогенном и естественном введении вещества в атмосферу Земли». Достижения в космических исследованиях . 67 (3). Elsevier BV: 1002–1025. arXiv : 2008.13032 . Bibcode :2021AdSpR..67.1002S. doi : 10.1016/j.asr.2020.10.036 . ISSN  0273-1177.
  22. ^ ab Miraux, Loïs; Wilson, Andrew Ross; Dominguez Calabuig, Guillermo J. (2022). «Экологическая устойчивость будущей предлагаемой космической деятельности». Acta Astronautica . 200. Elsevier BV: 329–346. Bibcode : 2022AcAau.200..329M. doi : 10.1016/j.actaastro.2022.07.034 . ISSN  0094-5765.
  23. ^ abcd Фламм, Патрик; Ламбах, Даниэль; Шефер-Рольфс, Урс; Столле, Клаудия; Браун, Виталий (6 июня 2024 г.). «Космическая устойчивость через загрязнение атмосферы? Спуск с орбиты, атмосферная слепота и планетарная экологическая несправедливость». Обзор антропоцена . SAGE Publications. doi : 10.1177/20530196241255088 . ISSN  2053-0196.
  24. ^ "The Space Review: Решение проблем космического мусора, часть 2: ответственность". www.thespacereview.com . Получено 2022-03-16 .
  25. ^ abcdefg Организация Объединенных Наций. «Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела». Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства .
  26. ^ abcdef Национальная академия наук (2018). "Отчет NAS_Разработка политики планетарной защиты_2018" (PDF) . Национальная академия наук . Получено 1 ноября 2021 г. .
  27. ^ «Договор о космосе». www.unoosa.org . Получено 2021-11-03 .
  28. ^ ab Чейни, Томас; Ньюман, Кристофер; Олссон-Фрэнсис, Карен; Стил, Скотт; Пирсон, Виктория; Ли, Саймон (2020). «Планетарная защита в новую космическую эру: наука и управление». Frontiers in Astronomy and Space Sciences . 7 : 90. Bibcode : 2020FrASS...7...90C. doi : 10.3389/fspas.2020.589817 . ISSN  2296-987X.
  29. ^ "Комитет по исследованию космоса (COSPAR) » Заявление о принципах COSPAR". cosparhq.cnes.fr . Получено 2021-11-03 .
  30. ^ abc Кминек, Г.; Конли, К.; Хипкин, В.; Яно, Х. (декабрь 2017 г.). «Политика планетарной защиты КОСПАР» (PDF) . Штаб-квартира КОСПАР . Проверено 3 ноября 2021 г.
  31. ^ Организация Объединенных Наций. «Соглашение о спасании астронавтов и возвращении объектов, запущенных в космическое пространство». Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства . Получено 1 ноября 2021 г.
  32. ^ Организация Объединенных Наций (январь 2021 г.). «Конвенция о международной ответственности за ущерб, причиненный космическими объектами». Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства . Получено 1 ноября 2021 г.
  33. ^ Организация Объединенных Наций (январь 2021 г.). «Конвенция о регистрации объектов, запускаемых в космическое пространство». Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства . Получено 1 ноября 2021 г.
  34. ^ Организация Объединенных Наций (январь 2021 г.). «Соглашение, регулирующее деятельность государств на Луне и других небесных телах». Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства . Получено 1 ноября 2021 г.
  35. ^ Ду, Ронг (ноябрь 2017 г.). «Подход Китая к устойчивости космоса: правовой и политический анализ». Космическая политика . 42 : 8–16. Bibcode : 2017SpPol..42....8D. doi : 10.1016/j.spacepol.2017.10.005. ISSN  0265-9646.
  36. ^ Лопес, Лаура Дельгадо (август 2016 г.). «Подходы к обеспечению устойчивости в космосе в развивающихся космических странах: Бразилия, Колумбия и Мексика». Космическая политика . 37 : 24–29. Bibcode : 2016SpPol..37...24L. doi : 10.1016/j.spacepol.2015.12.004. ISSN  0265-9646.
  37. ^ Dennerley, Joel A. (февраль 2016 г.). «Развивающиеся космические государства и развитие международных режимов регулирования». Космическая политика . 35 : 27–32. Bibcode : 2016SpPol..35...27D. doi : 10.1016/j.spacepol.2016.02.003. ISSN  0265-9646.
  38. ^ "Документы и резолюции". www.unoosa.org . Получено 2022-03-16 .
  39. ^ "Заявление на открытии 58-й сессии Юридического подкомитета КОПУОС ООН, Вена, 1-12 апреля 2019 г.". wien-io.diplo.de – Auswärtiges Amt . Получено 16.03.2022 .
  40. ^ «Орбитальное пространство вокруг Земли необходимо защищать на фоне роста числа спутников, говорят ученые». The Guardian . 22 апреля 2022 г. Получено 13 мая 2022 г.
  41. ^ ab Лоуренс, Энди; Роулз, Мередит Л.; Джа, Мориба; Боли, Аарон; Ди Вруно, Федерико; Гаррингтон, Саймон; Крамер, Майкл; Лоулер, Саманта; Ловенталь, Джеймс; Макдауэлл, Джонатан; Маккогриан, Марк (апрель 2022 г.). «Аргументы в пользу космического энвайронментализма». Nature Astronomy . 6 (4): 428–435. arXiv : 2204.10025 . Bibcode :2022NatAs...6..428L. doi :10.1038/s41550-022-01655-6. ISSN  2397-3366. S2CID  248300127.
  42. ^ abcde Франческа Летиция; Стиджин Лемменс; и др. (2020). Вклад данных SSA в определение рейтинга устойчивости космоса (PDF) . Конференция по передовым технологиям оптического и космического наблюдения Мауи (AMOS).
  43. ^ abcde Росс, Мартин; Ведда, Джеймс (май 2018 г.). «Политика и наука о ракетных выбросах» (PDF) . The Aerospace Corporation . Получено 3 ноября 2021 г. .
  44. ^ abcde Пардини, К.; Ансельмо, Л. (1 сентября 2009 г.). «Оценка последствий распада Фэнъюнь-1С на околоземной орбите». Достижения в космических исследованиях . 44 (5): 545–557. Бибкод : 2009AdSpR..44..545P. дои : 10.1016/j.asr.2009.04.014. ISSN  0273-1177.
  45. ^ Whitten, RC; Borucki, WJ; Poppoff, IG; Turco, RP (1 марта 1975 г.). «Предварительная оценка потенциального воздействия твердотопливных ракетных двигателей в стратосфере». Журнал атмосферных наук . 32 (3): 613–619. Bibcode : 1975JAtS...32..613W. doi : 10.1175/1520-0469(1975)032<0613:PAOTPI>2.0.CO;2 . ISSN  0022-4928.
  46. ^ "Маск представил обновленную версию гигантской межпланетной пусковой системы". SpaceNews . 2017-09-29 . Получено 2022-03-16 .
  47. ^ «The Space Review: Возвращаясь к исторической последовательности открытия наших космических границ». www.thespacereview.com . Получено 16.03.2022 .
  48. ^ Чанг, Кеннет (27.09.2016). «План Илона Маска: отправить людей на Марс и дальше». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 16.03.2022 .