Как избежать эффекта Кесслера: ученые отбирают самый опасный космический мусор
Сейчас вокруг Земли кружат миллионы фрагментов мусора — от обломков старых спутников до забытых ящиков с инструментами. Каждый из них может повредить работающий космический аппарат и вызвать цепную реакцию столкновений. Убрать все невозможно, потому что удаление даже одного объекта обойдется в миллионы долларов. Ученые спорят, какие фрагменты опаснее всего. Ответ зависит не только от физики, но и от того, как люди принимают коллективные решения.
По данным NASA, количество мусора на околоземной орбите продолжает расти с каждым месяцем. Это не только отработавшие спутники и ступени ракет, но и обломки от прежних столкновений. Даже маленький осколок размером в пару сантиметров может пробить корпус действующего аппарата. Похожий случай уже оставил вмятину в Международной космической станции.
Чтобы избегать столкновений с мусором, орбиту МКС корректируют десятки раз в год. А если таких обломков станет слишком много, возникнет эффект Кесслера — ситуация, при которой столкновения отходов с космическими аппаратами создают еще больше мусора и делают орбиту непригодной для полетов на десятилетия вперед.
Чтобы этого не случилось, эксперты предлагают ежегодно убирать с орбиты по 5–10 крупных объектов диаметром больше 10 сантиметров. Это позволило бы стабилизировать ситуацию, прежде чем отдельные части начнут распадаться на тысячи мелких фрагментов, которые уже невозможно отследить. Проблема в том, что такие космические субботники стоят дорого. Удаление одного объекта может обойтись в десятки миллионов долларов. Поэтому возникает логичный вопрос — с чего начать?
Несколько лет назад международная группа из одиннадцати команд ученых попыталась ответить на этот вопрос. Каждая команда составила список из 50 самых опасных объектов в низкой околоземной орбите. Их методы отличались, но около 20–40% фрагментов встречались в нескольких списках. Это говорит о высоком уровне согласия, несмотря на сложность задачи. Только один объект оказался во всех списках.
Чтобы понять, как обрабатывать такие данные, ученые из Франции и Испании применили теорию общественного выбора — математический подход к голосованию и принятию коллективных решений. Оказалось, что итоговая «таблица приоритетов» зависит от того, как именно считать голоса.
Изначально исследователи использовали гибридную формулу, которая учитывала и рейтинг объекта в списке, и число попаданий в разные списки. По ней самым опасным был признан объект с номером 22 566. Но если применить классический подсчет Борда, лидер сменится — им станет объект 22 220. А если использовать метод Кондорсе (он ищет вариант, который побеждает остальные в парных сравнениях), то на первое место выйдет объект 27 006. Это не просто формальные расхождения: от метода голосования зависит, куда уйдут реальные деньги.
Ученые предлагают изменить саму систему оценки. Вместо обязательного списка из 50 позиций, они предлагают давать экспертам право назвать любое число опасных объектов — столько, сколько они считают действительно важными. Еще одна идея — вместо ранжирования по местам использовать шкалу: «крайне опасный», «опасный», «приемлемый риск». Такой подход, по их мнению, лучше отражает логику профессионального мышления.
Исследование также показывает, что выбор мусора для удаления — это не просто техническая задача. Это пример того, как научное сообщество ищет справедливые способы принимать решения в условиях ограниченных ресурсов. Та же логика может пригодиться при выработке стратегий по борьбе с изменением климата или приоритетами в здравоохранении.
Есть и практическая проблема: сейчас при планировании очистки не учитываются ни стоимость удаления, ни то, как один успешный запуск влияет на риски от остальных объектов. Например, если свести отработавший спутник с орбиты при помощи запуска другого спутника, общее количество мусора может остаться прежним. Ученые предлагают рассматривать не отдельные цели, а целые сценарии — например, в каком порядке лучше убирать мусор, чтобы не оставить еще больше отходов.
О других тонкостях борьбы с космическим мусором Pro Космос поговорил с известным астрономом Леонидом Елениным.
Иллюстрация ESA
Самое популярное
