Спорный, перегруженный и инвестируемый

Технический перевод статьи журнала ROOM, № 1(3) Март 2014

Майкл Симпсон (Michael Simpson), кандидат технических наук, Исполнительный директор, Всемирный фонд безопасного развития

Лаура Дельгадо Лопес (Laura Delgado López), Руководитель проекта, Всемирный фонд безопасного развития

Коммерческая деятельность в космосе выглядит иначе, чем мы привыкли думать. Расширение доступа к космическим технологиям и возможностям является ключевым фактором в перспективе, которая значительно отличается от ранних дней космической эры.

Такая приумноженная доступность приводит к увеличению инновационного потенциала, снижению затрат и расширению доступа к полезным возможностям и услугам, предоставляемым спутниками. Более 70 стран, компаний частного сектора, неправительственных организаций и даже отдельных лиц составляют быстро растущее сообщество субъектов космической деятельности.

В то же время ускорение роста космической деятельности и приток новых участников в перспективе способен привести к обострению многих из уже существующих негативных факторов долгосрочного, непрекращающегося использования космического пространства, таких как риски, связанные с многолетним космическим мусором, орбитальной скученностью, радиочастотной интерференцией и возможностью возникновения особых ситуаций или эскалацией геополитической напряжённости на Земле. Учитывая эти обстоятельства, Сообщество национальной космической безопасности США охарактеризовало космическое пространство как «перегруженное, спорное и конкурентное».

Международное сообщество через Комитет Организации Объединённых Наций по мирному использованию космического пространства UNCOPUOS (Комитет по космосу) и прочие форумы пытается найти технические и нетехнические решения этих вопросов. В то время как экологическая рациональность использования космического пространства традиционно считается межгосударственным вопросом, растущее присутствие коммерческих космических предприятий обращает внимание на необходимость участия частного сектора в решении этой проблемы.

В космическом пространстве, не только перегруженном и спорном, но и обильно инвестируемом, частный капитал может значительно продвинуть вперёд наши попытки защитить критические орбиты для поддержания текущей деятельности и способствовать дальнейшему новаторскому и плодотворному развитию.

Рискованные запуски

28 октября 2014 года орбитальная ракета Antares взорвалась всего 15 секунд после включения зажигания; это должен был быть третий полёт для доставки груза и расходных материалов на Международную космическую станцию (МКС).

Отказ ракеты уничтожил 2 290 кг груза, направлявшегося на МКС, а также 26 малых спутников для дистанционного зондирования коммерческой компании Planet Labs. После аварии, наряду с чувством разочарования, лейтмотивом прошла одна мысль: запуск является рискованным бизнесом.

Даже если запуск очередного телекоммуникационного спутника может показаться делом обыденным для всего мира, риск неудачи присутствует всегда, и последствия такого отказа могут быть ошеломляющими. Тем не менее риски, с которыми сталкиваются руководители коммерческих компаний в коммерческом космическом мире, этим не заканчивается.

Утиль на интенсивно используемых орбитах

За последние 10 лет более 7 000 новых обломков орбитального мусора размером более четырёх дюймов заполонили наиболее интенсивно используемые околоземные орбиты. Общее количество орбитального мусора, в настоящее время насчитывающего более чем 500 000 единиц и размером более полдюйма, сосредоточено на тех же высотах, что и более 1 200 активных спутников на орбите вокруг Земли.

При относительной скорости свыше 22 000 миль в час столкновения с космическим мусором представляют существенную угрозу для жизнеспособности активных спутников в долгосрочной перспективе. Растущая популяция космического мусора также увеличивает шансы взаимных «обломок-на-обломок» столкновений, которые могут даже ещё более усугубить негативную обстановку.

Образованию большей части этих новоявленных обломков способствовали всего два события: испытания антиспутникового оружия, проведённые Китаем в 2007 году, и в 2009 году столкновение между рабочим спутником связи Iridium-Cosmos США и неактивным российским военным спутником.

Последствия этих двух событий, повлёкших за собой образование такого количества продуктов разрушения, вывели и так уже растущую обеспокоенность проблемой космического мусора на передний план международных обсуждений космических аспектов. В 2007 году Организация Объединённых Наций и Межагентский координационный комитет по космическому мусору (МККМ), образованный в 1993 году, вынесли на обсуждение международное соглашение о семи принципах, направленных на снижение количества мусора, который генерируется на орбите.

Добровольные руководящие принципы

Хотя и добровольные, руководящие принципы начали приносить какую-то пользу. В докладе Комитету Организации Объединённых Наций по мирному использованию космического пространства UNCOPUOS (Комитет по космосу) в 2014 году Канада и Германия представили детальный анализ, с разбивкой по странам, в области принятия мер к уменьшению образования космических обломков, особенно обломков, связанных с запуском ракет.

Более того, по крайней мере в одна страна (Франция) законодательно закрепила руководящие принципы в области космического права, а Соединённые Штаты включили их в стандартную практику.

Прогресс в области ограничения образования нового космического мусора был достигнут, но извечной проблемой была и остаётся возможность каскадирования столкновений, происходящих с объектами, уже находящимися на орбите. Менее чем через месяц после его запуска, в апреле 2013 года, Pegaso, самый первый спутник Эквадора, столкнулся с небольшим предметом, который оказался обломком старого, ещё советского стартового ускорителя.

Хотя это и не было прямым столкновением, небольшой толчок Pegaso повредил Cubesat (малый спутник в виде куба) и нанёс ущерб его системе управления положением в пространстве, в результате чего он смог вернуться к успешной передаче данных только через семь дней.

Синдром Кесслера

Учёные считают, что на критической низкой околоземной орбите существует достаточное количество космического мусора, порождённого деятельностью человека, для обеспечения его дальнейшего роста посредством случайных столкновений между объектами, находящимися уже на орбите. Явление, известное как Синдром Кесслера, приведёт к увеличению числа обломков, даже если больше не будет запущено спутников, тем самым вызывая эскалацию рисков для космических аппаратов и деятельности человека на орбите.

Растущая проблема радиочастотных помех (RFI) создаёт ещё один мощный внешний эффект, поскольку множество спутниковых приложений и услуг используют несколько общих полос частот. В результате растёт конкуренция за спектр, и инциденты случаются от непреднамеренных и преднамеренных помех, или же «помех» не просто между спутниками, но и между космическими и наземными службами.

Космический мусор и радиопомехи представляют собой две из многих нескончаемых проблем космического пространства, которые стали результатом роста космической активности, затрагивающими аспекты окружающей среды, которая действительно становится переполненной и спорной. Но есть ещё и третья проблема.

Увеличившийся объём и разнообразие видов деятельности в области развития космического пространства являются результатом инвестиций в него. Вопрос разумного использования космического пространства уже не является только межправительственным вопросом в условиях, когда новые коммерческие участники рынка размышляют о том, сколько стоит их присутствие в космическом пространстве, и многие традиционные участники стали уже именем нарицательным.

Осознание того, что снижение космических рисков тесно связано с разумным использованием космического пространства, потребует участия и поддержки широкого сообщества участников этого рынка и проведения международных космических форумов. Например, перед рабочей группой UNCOPUOS стоит задача разработать методические рекомендации для рационального использования космического пространства, чтобы охватить более широкие круги мирового сообщества и участников космической деятельности, привлечь к сотрудничеству государства-члены, межправительственные организации и частные учреждения, как того требуют руководящие принципы.

Новые идеи

Засорённость космического пространства играет всё более важную роль в планировании полётов. Руководители предприятий должны работать в условиях, когда вероятное столкновение может разрушить их планы развития производства и повлиять на финансовую стабильность организаций. В такой ситуации точное знание расположения и траектории объектов на орбите, более известное как космическая ситуационная осведомлённость (SSA), является бесценным.

Американские вооружённые силы располагают наиболее совершенными средствами SSA в мире. С их помощью Центр проведения совместных космических операций (JSpOC) располагает данными расположения спутников, расчётными траекториями отслеживаемых обломков и других переменных для определения, в каком месте вероятнее всего будут находиться космические объекты в течение нескольких последующих дней. В рамках этого процесса, известного как перекрёстная оценка, JSpOC предупреждает операторов спутниковой связи о возможных столкновениях, которые затем решают, есть ли необходимость для спутника совершить манёвр.

Несмотря на то, что действия, предпринимаемые американскими вооружёнными силами, – это значимый первый шаг, но есть ещё многое, что можно сделать для совершенствования наших возможностей справляться с космическими угрозами. В то время как правительство США и другие государства и эксперты изучают инициативы по улучшению SSA, неправительственные организации также принимают участие в решении этих проблем.

Ассоциация формирования данных о космическом пространстве  – некоммерческая организация, созданная тремя основными коммерческими предприятиями, занимающимися спутниковыми технологиями, в 2009 году, предоставляет своим членам, которые включают 20 коммерческих операторов спутниковой связи и три государственных учреждения, услуги, которые расширяют данные JSpOC и оказывают помощь в реализации RFI (запрос на получение информации). В прошлом году компания Analytical Graphics, Inc. объявила о создании коммерческого космического центра управления, который планирует предложить платный абонентский доступ к информации и услугам, предоставляемым частным вариантом JSpOC.

Существуют и другие инициативы частного сектора, в том числе коммерческих источников данных по космической ситуационной осведомлённости SSA. В течение следующего десятилетия такие инициативы и новаторские разработки частного сектора, скорее всего, будут иметь большее влияние, чем правительственные.

Активное удаление обломков

Активное удаление обломков (ADR) является ещё одной инициативой, когда мы стали свидетелями применения коммерческих решений. Многочисленные технические решения предполагают удаление либо обломков слишком малых, чтобы их можно было отслеживать, но которые представляют опасность для активного космического корабля, либо крупных объектов, которые, скорее всего, столкнутся с другими и, таким образом, образуют новые обломки.

Среди объектов, представляющих наибольший риск образования новых обломков, является Envisat – неактивный спутник для наблюдения за поверхностью Земли Европейского космического агентства (ЕКА) с массой 8 000 килограммов. Спутник, наряду с почти десятком головных блоков Российских ракет подобного масштаба, является одной из главных проблем общественного космического мусора.

Для продвижения эффективных решений ADR, как на национальном, так и на международном уровнях, следует обсудить ряд политических, правовых и регламентирующих вопросов.

Среди поднятых вопросов есть такие, к примеру: как лучше обмениваться намерениями, чтобы операции сближения на орбите не были неверно истолкованы как неблаговидные действия; как установить право собственности неидентифицируемых обломков и распределить ответственность в рамках операций ADR. Учитывая существующие препятствия и сомнительные бизнес- модели в нынешних рыночных условиях, большинство предложений ADR встречено со скептицизмом. Тем не менее многие эксперты сходятся во мнении, что инициативу ADR (Активное удаление обломков) нужно включить как составляющую часть в общую стратегии для борьбы с космическим мусором.

Растущее осознание политической и экономической значимости устранения рисков, связанных с космическим мусором, демонстрирует необходимость усиления координации и сотрудничества среди многообразия участников космической деятельности. В условия современного космоса бизнес-технологии, которые работают в тандеме с переходом на наиболее прогрессивные методы и другими нормативно-правовыми механизмами, в состоянии предложить инновационные и экономически эффективные решения для устранения проблемы космического мусора и других сложных потенциально возможных неблагоприятных воздействий на длительное экологически безопасное использование космического пространства.

Опасности и возможности

Сегодня космическое пространство охватывает большое количество участников космической деятельности, преследующих широкий спектр целей для получения научной, экономической и общественной выгоды. Эти обстоятельства привели к достижению космических благ и услуг, но также поставили под угрозу возможность долгосрочного использования космического пространства.

Среди всех негативных факторов накапливание космического мусора является наиболее опасным и создаёт риски для всех операторов космических средств, будь то страны, запускающие свои первые спутники, или коммерческие компании, которые расширяют свои имеющиеся возможности до более крупных комплексов.

В условиях, когда коммерческая деятельность в космическом пространстве развивается такими быстрыми темпами, как никогда ранее ключевую роль в обеспечении успеха долгосрочного рационального использования космического пространства сыграет более тесное сотрудничество с частным сектором. Кроме того, сам элемент финансового риска может стимулировать развитие инновационных решений проблем, стоящих перед всем космическим сообществом.

Разумное использование космического пространства следует рассматривать как коммерческую задачу с точки зрения риска, так и с точки зрения возможностей. Существует возможность для коммерческого космического сообщества, наконец, задуматься, что значит инвестировать в космическое пространство. Частные инвестиции и инновации в сочетании с развитием международно-правовых, политических и политических мер могут способствовать достижению максимальной эффективности и результативности использования космического пространства на благо человечества.

Технический перевод статьи журнала ROOM

Оригинал статьи можно прочитать по этой ссылке
Space Environment Congested, contested, and invested: of space debris, risky launches and private initiative
 журнал ROOM №1 (3) март 2014