Циклическая экономика поможет бороться с космическим мусором
Ученые и инженеры из Британии предложили изменить подход к освоению космоса. Они считают, что отрасли необходим переход на принципы цикличной экономики. Статья с подробным описанием этой концепции вышла 1 декабря в журнале Chem. Авторы утверждают, что космическая индустрия должна отказаться от одноразовой техники в пользу ремонта, переработки и повторного использования ресурсов.
Сейчас каждый запуск ракеты наносит вред экологии. В атмосферу попадают парниковые газы и химикаты, которые разрушают озоновый слой. При этом тонны дорогих материалов безвозвратно теряются. Спутники служат свой срок, а затем превращаются в космический мусор. Их либо отправляют на специальные орбиты захоронения, либо оставляют дрейфовать вокруг Земли. Этот мусор угрожает работающим аппаратам и создает риск столкновений.
Ведущий автор исследования Джин Сюань из Университета Суррея отмечает, что такая модель поведения становится опасной. Количество частных запусков растет, компании создают мегасозвездия спутников, страны готовят миссии на Луну и Марс. Если не принять меры в ближайшие годы, человечество рискует повторить в космосе те же ошибки, что совершило на Земле.
Исследователи предлагают адаптировать для космоса опыт автомобильной промышленности и производителей электроники. В основе новой стратегии лежат три принципа: сокращение отходов, повторное использование и переработка. Переход к цикличной экономике начинается на этапе проектирования. Инженерам следует создавать спутники и корабли более долговечными и пригодными для ремонта. Это позволит использовать их дольше и запускать новые ракеты реже.
Космические станции в такой системе получили бы новую роль. Они стали бы техническими базами для обслуживания другой техники. На станциях можно дозаправлять спутники, менять сломанные детали и даже производить новые компоненты прямо на орбите.
Также авторы предлагают развивать технологии мягкой посадки, например парашюты и воздушные подушки. Это нужно, чтобы возвращать отработанные ступени и аппараты на Землю в целости для восстановления. При этом ученые признают сложность задачи: условия в космосе агрессивные, техника сильно изнашивается, поэтому любые повторно используемые детали потребуют строгой проверки безопасности.
Отдельная часть плана касается уборки мусора. Инженеры предлагают собирать обломки на орбите с помощью специальных сетей или роботизированных манипуляторов. Извлеченные материалы пойдут на переработку. Это решит сразу две задачи: даст ресурсы для новых аппаратов и снизит вероятность аварий.
Аннигиляционная пушка, магнит или лазер: «подводные камни» борьбы с космическим мусором
Для реализации этих идей потребуются современные цифровые технологии. Системы искусственного интеллекта помогут предотвращать столкновения с мусором и анализировать, как именно материалы стареют в вакууме. Компьютерное моделирование позволит проводить виртуальные испытания вместо дорогих и ресурсоемких физических тестов на Земле.
Авторы статьи отмечают, что внедрение цикличной экономики — это фундаментальная перестройка всей отрасли. Нельзя улучшить только один процесс или компонент. Необходимо менять систему целиком, от химического состава материалов до правил управления полетами. Джин Сюань утверждает, что одних технологий недостаточно. Для успеха нужны международное сотрудничество и новые законы, которые сделают устойчивость и бережное отношение к ресурсам стандартом для космической деятельности.
Источник иллюстрации: SciTech Daily
