Синдром Кесслера: будет ли закрыта дорога в космос?

 
В статье рассмотрены прецеденты и физические механизмы столкновений космических объектов. Проведён анализ факторов, способствующих наступлению неконтролируемого процесса каскадных столкновений фрагментов космического мусора – синдрома Кесслера.
Валерий Юрьевич Клюшников, доктор технических наук, старший научный сотрудник, главный научный сотрудник АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения», Роскосмос, Москва, Россия, wklj59@yandex.ru
 
 


English

ANALYTICS

KESSLER'S SYNDROME: WILL THE ROAD TO SPACE BE CLOSED?

Valery Yu. KLYUSHNIKOV, Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher, Chief Researcher of Central Research Institute of Mechanical Engineering, Roscosmos, Moscow, Russia, wklj59@yandex.ru

ABSTRACT. The article deals with the precedents and physical mechanisms of collisions of space objects. Factors contributing to the onset of an uncontrolled process of cascade collisions of space debris fragments ― Kessler syndrome are analyzed.

Keywords: space debris fragment, near-earth space, collision, Kessler syndrome
 

Введение

Околоземные орбиты становятся всё более похожими на свалку космического мусора (КМ). Одних только крупных техногенных объектов – размером более 10 см – в космосе находится уже более 34 тысяч. Количество фрагментов размером от 1 см до 10 см – порядка 1 млн, и более 120 млн – размером менее 1 см (рис. 1). Даже мелкие объекты, двигаясь с космической скоростью, могут полностью уничтожить или вывести из строя работающий спутник в случае столкновения с ним. И таких случаев становится всё больше. В недалёком будущем может наступить ситуация, когда цепная реакция разрастания космического мусора сделает использование космического пространства невозможным.

Гипотеза о каскадном саморазмножении космического мусора в результате взаимных столкновений обломков впервые была выдвинута консультантом НАСА Дональдом Кесслером в 1978 году .

В статье анализируется реальная опасность синдрома (эффекта) Д. Кесслера, а также способы и сценарии очистки околоземного пространства от космического мусора в случае реализации эффекта.

Рис. 1. Загрязнение околоземного космического пространства

1.Состояние загрязнения околоземного космоса

С 1957 года масса находящихся на орбите объектов неуклонно возрастала и в настоящее время составляет почти 8000 т, а число каталогизированных объектов, которые можно отслеживать с Земли (размером 10 см на низких околоземных орбитах (НОО) или размером 1 м в области геостационарной орбиты (ГСО)), достигло 26 000 (рис. 1) . Такой значительный рост может показаться удивительным с учётом того, что число успешных запусков существенно уменьшилось (140 в 1967 году и 52 в 2005 году) и на протяжении более чем 20 лет, а именно с 1995 года, применяются международные нормы, призванные противодействовать росту засорённости орбит.

В настоящее время из 26 000 занесённых в каталог объектов около 2700 являются действующими спутниками, а остальные – космическим мусором, на долю которого приходится 92% находящихся на орбите объектов. Наиболее засорены низкие околоземные орбиты в диапазоне высот от 600 до 1200 км и область геостационарной орбиты на высоте 35 800 км. Половину каталогизированных объектов составляют целые элементы – отработавшие спутники, оставшиеся на орбите верхние ступени и отходы космических операций, а вторую половину составляют различного размера фрагменты, возникшие в результате столкновений или взрывов на орбите.

Помимо этих занесённых в каталог крупных объектов на околоземных орбитах находится около 900 000 объектов размером более 1 см и свыше 128 млн объектов размером более 1 мм.

Конечно, пространственная плотность космического мусора крайне невелика и в наиболее засорённых областях околоземного космоса составляет максимум 0,1 объекта на 1 млн км3 (10-7 – 10-8 км-3) . Тем не менее уже сейчас имеются прецеденты столкновений космических объектов на орбите, после которых наблюдалось скачкообразное увеличение плотности загрязнения отдельных областей околоземного космического пространства.

2. Столкновения на орбите

Первое естественное столкновение спутника с орбитальным мусором произошло уже в 1996 году [ 4 ], а о другом столкновении сообщалось в 2002 году [ 5 ].

Первым космическим объектом, разрушившимся в космосе, оказалась вторая ступень РН Thor-Ablestar, которая в июне 1961 года вывела на орбиту спутник Transit 4A [ 6 ]. Взрыв был связан с самовоспламенением остатков топлива в последней ступени РН (аэрозин-50 – смесь гидразина и несимметричного диметилгидразина). В период с 1973 по 1981 год взорвалось не менее семи вторых ступеней РН Delta [ 7 ].

13 ноября 1986 года на орбите разрушилась третья ступень РН Ariane. Фрагментация произошла в точке с подспутниковыми координатами 7° северной широты, 42° восточной долготы на высоте 805 км, наклонение орбиты – 98,7°. Разрушение РН Ariane могло произойти в результате удара небольшого фрагмента КМ по топливному баку, находящемуся под давлением. Всего образовалось 463 фрагмента ступени Ariane [ 8 ].

3 июня 1996 года на орбите взорвалась четвёртая ступень HAPS (Hydrazine Auxiliary Propulsion System) РН Pegasus (США) с остатками самовоспламеняющегося топлива. Ступень находилась на орбите высотой 625 км; при её взрыве образовалось примерно 150 некаталогизированных обломков на высотах 300 – 1600 км [ 9 ].

Последующие разрушения космических аппаратов и ступеней ракет-носителей на орбите, помимо самовоспламенения остатков топлива, были связаны также с взрывами никель-кадмиевых аккумуляторных батарей (например, в 2015 году в спутниках DMSP-F13 [ 10 ]  и NOAA-16 [ 11 ]), а также с преднамеренными и случайными столкновениями.

Так, в 1980-х годах США осуществили два эксперимента с преднамеренными столкновениями в космосе.

В результате первого из этих экспериментов, проведённого 13 сентября 1985 года при помощи противоспутниковой авиационно-космической системы ASAT, был разрушен спутник наблюдения за Солнцем Solwind P78-1 (рис. 2, 3). Скорость встречи кинетического блока системы ASAT со спутником в точке с подспутниковыми координатами 40° северной широты, 232° восточной долготы, на высоте 525 км, составила порядка 7 км/с, угол – порядка 50°.

Через 11 часов в результате разрушения спутника Solwind образовалось 267 фрагментов [ 13 ].

Данные радиолокационных наблюдений за образовавшимися фрагментами спутника позволили оценить распределение фрагментов КМ по скоростям. Группы осколков со схожими возмущениями скорости были интерпретированы как признаки последовательной фрагментации [ 14 ]. Дело в том, что при гиперскоростном столкновении, в результате соударения, в обоих столкнувшихся объектах под воздействием ударных волн образуются поверхностные трещины, приводящие к их разрушению.

Неполные трещины в разлетающихся фрагментах, в свою очередь, распространяются дальше, образуя новые фрагменты. Причём изменения импульсов дополнительных фрагментов идентичны по направлению и величине. Этот факт и позволил зафиксировать явление последовательной фрагментации космических объектов при их столкновении. По сути – это некий аналог цепного (каскадного) процесса разрушения.

Рис. 2. Схема поражения спутника Solwind P78-1

Другой важный вывод из эксперимента Solwind – возможность образования в процессе разрушения космического объекта фрагментов, обладающих аномально большой скоростью (и энергией) по сравнению со скоростями столкнувшихся объектов (рис. 3, фрагменты группы 0).

Рис. 3. Диаграмма Габбарда для фрагментации спутника Solwind P78-1

Анализ диаграммы Габбарда для фрагментации спутника Solwind P78 привёл к предположению, что фрагменты КМ группы 0 (рис. 3) на самом деле являются следствием рикошетного явления в космосе [ 14 ].

Второй эксперимент, Delta 180, был проведён 5 сентября 1986 года Организацией по стратегической оборонной инициативе (Strategic Defense Initiative – SDIO). В ходе запланированного эксперимента управляемый разгонный блок (полезная нагрузка) РН Delta массой 930 кг был направлен на 1370-килограммовую вторую ступень этой же ракеты. Столкновение произошло над Тихим океаном в точке с подспутниковыми координатами 14,82° северной широты, 167,7° восточной долготы, на высоте 217,5 км, при относительной скорости 3 км/с, угол встречи – 19,1° [ 15 ].

За столкновением специалисты наблюдали при помощи радара с фазированной антенной решёткой, расположенного на атолле Кваджалейн. Относительно небольшая высота столкновения гарантировала, что основная часть фрагментов КМ, образовавшихся в результате столкновения, войдёт в атмосферу и сгорит в течение от нескольких дней до нескольких месяцев.

Эксперимент Delta 180 дал новые неожиданные результаты в феноменологии столкновений в космосе [ 15 ]. Разгонный блок и вторая ступень ракеты образовали собственные облака фрагментов КМ (соответственно, облако из 191 фрагмента разгонного блока на орбите с наклонением 39° и облако из 190 фрагментов второй ступени ракеты на орбите с наклонением 23°), что свидетельствует о практическом отсутствии передачи импульса при столкновении (рис. 4). Импульс был передан всего лишь нескольким фрагментам, разбросанным между двумя облаками. И четыре фрагмента КМ, по два принадлежащих каждому облаку, были выброшены на высокоэнергетические орбиты с большим возмущением скорости, напоминающим «рикошетирующие фрагменты» при разрушении спутника Solwind [ 14 ].

Рис. 4. Диаграммы Габбарда для фрагментов разгонного блока и ракеты Delta

11 января 2007 года КНР провела аналогичный эксперимент с разрушением своего метеорологического спутника Fengyun-1C [ 16 ]. Разрушение спутника произошло в точке с подспутниковыми координатами 35° северной широты, 100° восточной долготы, на высоте 860 км. Относительная скорость соударения кинетического блока и спутника составляла 8 км/с, угол встречи – 288°.

Этот эксперимент почти следовал сценарию Solwind P78-1, но энергия, затраченная на разрушение спутника, была более высокой, в связи с чем образовалось самое большое количество отслеживаемых фрагментов в истории фрагментации спутников на орбите [ 16 ]. Было каталогизировано более 3000 отслеживаемых фрагментов Fengyun-1C, что составляет более 50% от объёма орбитальной группировки КМ, наблюдавшейся на тот момент [ 17, 18 ].

На рис. 5 представлены данные о динамике роста наблюдаемых фрагментов космического мусора с начала космической эры до 2015 года. Как видно из графика, к скачкообразному росту орбитальной группировки КМ действительно приводили крупные события, связанные с взрывами и столкновениями космических аппаратов, а также последних ступеней ракет-носителей.

Следует также учитывать, что на околоземных орбитах находится множество мелких некаталогизированных фрагментов КМ, способных вывести из строя космический аппарат. Так, энергия столкновения спутника с частицей КМ размерами всего лишь 1 мм составляет 1 килоджоуль, что эквивалентно энергии шара для боулинга, брошенного со скоростью 100 км/ч [ 2 ]. Согласно результатам ряда исследований, вероятность потери спутника из-за столкновения с КМ за срок активного существования составляет порядка 0,05 [ 2 ]. В настоящее время космический мусор является главной причиной выхода из строя спутников, находящихся на орбите. Поскольку мелкий космический мусор по определению является некаталогизированным и потому не отслеживается, предотвратить такие столкновения невозможно.

Рис. 5. Рост наблюдаемых фрагментов космического мусора

3. Синдром Д. Кесслера: попытки прогноза

Синдром Кесслера (также называемый эффектом Кесслера [ 19 ] или каскадом столкновений), описан учёным НАСА Дональдом Дж. Кесслером (рис. 6) в 1978 году. Он представляет собой сценарий, в котором плотность объектов на околоземных орбитах достигает такого уровня, что столкновения между космическими объектами могут вызвать каскад столкновений: каждое из них порождает обломки, и это увеличивает вероятность дальнейших столкновений [ 1 ]. Одним из следствий такого сценария является то, что распространение КМ на околоземных орбитах может сделать исследование, освоение и использование космоса невозможным для многих поколений.

Результаты моделирования, проводимого НАСА и семью космическими агентствами – членами Межагентского координационного комитета по космическому мусору (МККМ), указывают на то, что даже при полном прекращении космической деятельности засорённость околоземных орбит в ближайшие годы будет возрастать [ 2 ].

На сегодняшний день существует множество попыток спрогнозировать наступление синдрома Кесслера на основе различных моделей и сценариев образования космического мусора [ 20 ]. Результаты такого прогноза варьируются от отрицания возможности каскадного эффекта до заключения о его наступлении уже сейчас на некоторых орбитах, по крайней мере в среде мелкой, ненаблюдаемой фракции космического мусора.

Рис. 6. Дональд Дж. Кесслер

Экстраполяция текущих темпов роста загрязнения околоземного космического пространства приводит к нестабильной ситуации с экспоненциально возрастающей частотой столкновений (рис. 7).

Одним из основных принципов предотвращения образования КМ является удаление космических объектов, прекративших активное существование, из защищаемых областей околоземного космического пространства – низких околоземных орбит и геостационарных орбит, где отсутствует естественный механизм самоочищения [ 21 ]. Однако от 20 до 40% спутников на НОО, окончивших активное существование в течение последнего десятилетия, неспособны самостоятельно сойти с орбиты [ 22 ].

Практически для всех геостационарных спутников, срок активного существования которых истёк в течение последнего десятилетия (но они продолжают активно функционировать), предусмотрены мероприятия по их уводу с точек стояния на ГСО. При этом вероятность успешного увода составляет от 0,6 до 0,9 [ 22 ].

Рис. 7. Прогноз частоты столкновений на основе модели LEOIADC с учётом принятых сценариев долгосрочного развития космической деятельности

4. Потенциальные триггеры синдрома Кесслера

Непредсказуемо инициировать каскадный эффект взаимных столкновений космических объектов с фатальными последствиями для космической деятельности в целом способны два фактора:

  • увеличение размерности и количества многоспутниковых группировок;
  • прекращение активного функционирования крупногабаритных космических аппаратов, по разным причинам длительное время остающихся на своих рабочих орбитах.

 

За два последних года количество активных и неработающих спутников на НОО увеличилось более чем на 50%, примерно до 5000 (по состоянию на 30 марта 2021 года). Одна только SpaceX собирается добавить ещё 11 000 спутников по мере создания своей мегагруппировки Starlink и уже подала заявку в Федеральную комиссию по связи (FCC) на разрешение ещё 30 000 спутников. У других компаний есть аналогичные планы, в том числе у OneWeb, Amazon, Telesat и GW. Всего сейчас на НОО имеется более 12 000 наблюдаемых фрагментов КМ размерами более 10 см.

Моделирование долгосрочной эволюции КМ показывает, что область НОО находится на грани начала синдрома Кесслера [ 24 ]. Развёртывание на НОО многоспутниковых группировок ещё больше усугубляет ситуацию (рис. 8). Необходимы безотлагательные меры по очистке области НОО от фрагментов КМ.

Плотность загрязнения некоторых областей НОО, в частности рабочих орбит многоспутниковых группировок, превысит 10–6 км – 3.

Оценки [ 24 ] показывают, что вероятность поражения спутника Starlink на высоте 550 км в течение года фрагментом ненаблюдаемого мусора составляет 0,003. Если поток ненаблюдаемого мусора через орбитальную оболочку толщиной 1 км будет составлять 230 фрагментов в секунду, то существует 50%-я вероятность, что за год произойдёт не менее одного столкновения между спутниками и фрагментами КМ.

Даже если столкновения с техногенными фрагментами КМ можно было бы избежать, постоянную угрозу будут представлять метеороиды. Кумулятивный поток метеороидов массой более 10–2 г, опасных для спутников, составляет около 1,2 × 10–4 метеороидов м–2 год–1. Для группировки Starlink из 12 000 спутников (начальная фаза развёртывания), существует примерно 50%-я вероятность более чем 15 столкновений с метеороидами в год.

Рис. 8. Распределение плотности загрязнения низкой околоземной орбиты с учётом многоспутниковых группировок Starlink и OneWeb

Одним из основных потенциальных источников КМ, способного образоваться в результате столкновения, является самый большой из объектов, занесенных в каталог КМ – спутник Envisat (англ. Envisat, Environmental Satellite), запущенный Европейским космическим агентством 1 марта 2002 года и прекративший активное существование 8 апреля 2012 года (рис. 9). Масса спутника составляет 8211 кг. Высота орбиты – 790±10 км, наклонение 98,6°. Продолжительность баллистического существования спутника на этой орбите составит 150 лет (конечно, при отсутствии столкновений и разрушения).

При определённом соотношении между потоком сведения с НОО КА, прекративших активное функционирование, крупных фрагментов КМ и частотой столкновений может начаться неконтролируемый каскад столкновений.

Рис. 9. Envisat – самый крупный спутник, запущенный Европейским космическим агентством

5. Синдром Кесслера наступил. Что делать?

Американский учёный Гурудас Гангули (Gurudas Ganguli) из Исследовательской лаборатории ВМФ США предложил метод радикальный очистки низких околоземных орбит от малоразмерного КМ при помощи вольфрамовой пыли [ 25 ]. Идея метода состоит в том, чтобы выбросить на высоте 1100 км пылевое облако вольфрамовых частиц, создав вокруг Земли сферическую оболочку толщиной 30 км (рис. 10).

Рис. 10. Очистка низких околоземных орбит от малоразмерного КМ при помощи вольфрамовой пыли («вольфрамовый плуг»)

Для этого потребуется примерно 20 т пыли. Размер частиц пыли – около 30 мкм. Атмосферное трение приведёт к медленному сужению оболочки и её приближению к Земле. Примерно за 10 лет облако опустится до критической высоты в 900 км, после чего сужение пойдёт быстрее. Облако вольфрамовой пыли будет тормозить мелкие фрагменты КМ и увлекать их за собой. По расчётам, на полную очистку ОКП в зоне НОО уйдёт примерно 25 лет.

Авторы проекта уверены, что большого вреда активно функционирующим космическим аппаратам пыль не принесёт. Однако пыль может повредить чувствительные системы работающих КА, в частности панели солнечных батарей. Да и в случае с крупными фрагментами такая технология работать не будет.

Это предложение можно рассматривать только в крайнем случае – как своего рода «перезагрузку» для полного очищения низких околоземных орбит при наступлении синдрома Кесслера, конечно, в сочетании со сведением с НОО крупных фрагментов КМ [ 21 ].

Заключение

1. Последствием реализации синдрома Кесслера на космических объектах (фрагментах космического мусора, включая отработавшие ступени ракет-носителей и разгонные блоки активно функционирующих космических аппаратов) может явиться полное прекращение доступа всех стран в околоземное космическое пространство: любое выведение на орбиту космического аппарата будет достаточно быстро заканчиваться столкновением с другим объектом и разрушением.

2. Существует множество попыток спрогнозировать наступление синдрома Кесслера  на основе различных моделей и сценариев образования космического мусора. Результаты такого прогноза варьируются от отрицания возможности каскадного эффекта до заключения о его наступлении на некоторых орбитах, по крайней мере в среде мелкой, ненаблюдаемой фракции космического мусора.

3. Инициировать синдром Кесслера могут непрогнозируемые события, приводящие к скачкообразному росту орбитальной группировки космического мусора. Речь идёт прежде всего о взрывах и столкновениях крупных космических аппаратов, как функционирующих, так и прекративших активное функционирование, а также последних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков.

4. Потенциальным фактором, также способным стать триггером синдрома Кесслера, является развёртывание на низких околоземных орбитах многоспутниковых группировок, состоящих из тысяч малых космических аппаратов с низким сроком активного существования и невысокой надёжностью. В этой связи плотность загрязнения некоторых областей околоземного космоса уже в обозримом будущем в несколько раз превысит существующий уровень.

5. Для того чтобы по крайней мере отодвинуть срок наступления каскадного саморазмножения космического мусора, всем государствам «космического клуба» необходимо реализовывать на своих космических объектах технологии предупреждения образования, ликвидации, утилизации и увода неактивных техногенных фрагментов с околоземных орбит. При этом необходим тщательный учёт баланса между положительным эффектом использования создаваемых технологий и возможными издержками от их применения (реализация этих технологий приведёт к дополнительному загрязнению космоса).

6. При наступлении эффекта Кесслера придётся прекратить космические запуски на несколько десятилетий и использовать для очистки низких околоземных орбит от малоразмерного космического мусора радикальный метод, например на основе использования вольфрамовой пыли (проект «Вольфрамовый плуг»). Такого рода «перезагрузка» будет эффективна для полного очищения низких околоземных орбит, конечно, в сочетании со сведением с орбит крупных фрагментов космического мусора.

Литература

1. Donald J. Kessler and Burton G. Cour-Palais. Collision Frequency of Artificial Satellites: The Creation of a Debris Belt. Journal of Geophysical Research, 1978, vol. 83, iss. A6, pp. 2637-2646.

2. А/АС.105/С.1/115. Записка Секретариата Комитета Организации Объединённых Наций по использованию космического пространства в мирных целях. Научно-технический подкомитет. Пятьдесят шестая сессия. Вена, 11-22 февраля 2019 года. Пункт 7 предварительной повестки дня. Космический мусор. 15 с.

3. A/AC.105/C.1/115. Research on space debris, safety of space objects with nuclear power sources on board and problems relating to their collision with space debris // Committee on the Peaceful Uses of Outer Space Scientific and Technical Subcommittee Fifty-sixth session, Vienna, 11-22 February 2019. 13 p.

4. N. Johnson. First natural collision of cataloged earth satellite // Orbital Debris Quarterly News. 1996. Vol. 1. Iss. 2. Pp. 1-2, 11.

5. A new collision in space? // Orbital Debris Quarterly News. 2002. Vol. 7. Iss. 3. Pp. 1-2.

6. N.L. Johnson, E. Stansbery, D.O. Whitlock, K.J. Abercromby & D. Shoots. History of On-Orbit Satellite Fragmentations, NASA/TM-2008-214779. NASA, 2008.

7. C.S. Gumpel. Investigation of Delta Second Stage On-orbit Explosions, MDC Rept. H0047 (1982).

8. Arjun Tan, Robert C. Reynolds. Theory of Satellite Fragmentation in Orbit. World Scientific Publishing Company, 2020. 378 p.

9. Тарасенко М. Завершены испытания системы «Курс» // Новости космонавтики. 1996. Т. 6. № 12-13. С. 49-52. URL: http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/nk/1996/1/1996-1.pdf (Дата обращения: 15.11.2021).

10. Recent Breakup of a DMSP Satellite // Orbital Debris Quarterly News. 2015. Vol. 19. Iss. 2. Pp. 1-2.

11. Recent NOAA-16 Satellite Breakup // Orbital Debris Quarterly News. 2016. Vol. 20. Iss. 1-2. P. 1.

12. Противоспутниковое оружие США [Электронный ресурс] // Военные материалы. 2012. 21 сентября. URL: https://warfiles.ru/13621-protivosputnikovoe-oruzhie-ssha.html (Дата обращения: 15.11.2021).

13. R. Kling. Postmortem of a hypervelocity impact, Teledyne Brown Engineering. Colorado Springs, CO. Report CS86 – LKD – 001, 1986

14. A. Tan, G.D. Badhwar, F.A. Allahdadi & D.F. Medina. Analysis of the Solwind fragmentation event using theory and computations // Journal of Spacecraft and Rockets. 1996. Vol. 33. Iss. 1. Pp. 79-85.

15. R.L. Kusper & N.A. Young. Delta 180 Collision and Fragmentation Analysis. Xontech (July 1987).

16. T.S. Kelso. Analysis of the 2007 Chinese ASAT Test and the Impact on the Space Environment. 2007 AMOS Conference, Maui, Hawaii, pp. 321-330.

17. An update of the FY-1C, Iridium 33, and Cosmos 2251 Fragments // Orbital Debris Quarterly News. 2013. Vol. 17. Iss. 1. Pp. 4-5.

18. Satellite Collision Leaves Significant Debris Clouds // Orbital Debris Quarterly News. 2009. Vol. 13. Iss. 2. Pp. 1-2.

19. Richard Stenger. Scientist: Space weapons pose debris threat [Электронный ресурс] // CNN.com. 2002. May 03. URL: http://edition.cnn.com/2002/TECH/space/05/03/orbit.debris/index.html (Дата обращения: 15.11.2021).

20. Nikolaev S., Phillion D., Springer H. K., deVries W., Jiang M., Pertica A., Henderson J., Horsley M., Olivier S. Brute force modeling of the Kessler syndrome // 2012 AMOS Conference, Maui, Hawaii, September 10-12, LLNL-CONF-579617, 12 p.

21. Клюшников В.Ю. Как очистить околоземное пространство от космического мусора // Воздушно-космическая сфера. 2019. № 1. С. 96-107.

22. ESA’s Annual Space Environment Report. Darmstadt. ESA Space Debris Office. 2021. May 27. 106 p.

23. IADC Space Debris Mitigation Guidelines. Inter-Agency Space Debris Coordination Committee. IADC-02-01. Revision 2. 2020.

24. Boley A.C., Byers M. Satellite mega‑constellations create risks in Low Earth Orbit, the atmosphere and on Earth // Scientific Reports 11, 10642 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-89909-7

25. Ganguli G., Crabtree C., Rudakov L., Chappie S. A Concept For Elimination Of Small Orbital Debris // Transactions of the Japan Society for aeronautical and Space Sciences, Aerospace technology Japan. 2011. Vol. 10. P. 5. DOI:10.2322/tastj.10.Pr_23

26. Marlon Sorge M., Peterson G. How to Clean Space: Disposal and Active Debris Removal // Crosslink. 2015. Vol. 16. № 1. Pp. 46-51.

 

References

1. Donald J. Kessler and Burton G. Cour-Palais. Collision Frequency of Artificial Satellites: The Creation of a Debris Belt // Journal of Geophysical Research. 1978. Vol. 83. Iss. A6. Pp. 2637-2646.

2–3. А/АС.105/С.1/115. Research on space debris, safety of space objects with nuclear power sources on board and problems relating to their collision with space debris // Committee on the Peaceful Uses of Outer Space Scientific and Technical Subcommittee Fifty-sixth session, Vienna, 11-22 February 2019 (rus, eng).

4. N. Johnson. First natural collision of cataloged earth satellite. Orbital Debris Quarterly News, 1996, vol. 1, iss. 2, pp. 1-2, 11.

5. A new collision in space? Orbital Debris Quarterly News, 2002, vol. 7, iss. 3, pp. 1-2.

6. N.L. Johnson, E. Stansbery, D.O. Whitlock, K.J. Abercromby & D. Shoots. History of On-Orbit Satellite Fragmentations, NASA/TM-2008-214779. NASA, 2008.

7. C.S. Gumpel. Investigation of Delta Second Stage On-orbit Explosions. MDC Rept, H0047 (1982).

8. Arjun Tan, Robert C. Reynolds. Theory of Satellite Fragmentation in Orbit. World Scientific Publishing Company, 2020. 378 p.

9. Tarasenko M. Zaversheny ispytaniya sistemy "Kurs". Novosti kosmonavtiki, 1996, vol. 6, no. 12-13, pp. 49-52. Available at: http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/nk/1996/1/1996-1.pdf (Retrieval date: 15.11.2021).

10. Recent Breakup of a DMSP Satellite. Orbital Debris Quarterly News, 2015, vol. 19, iss. 2, pp. 1-2.

11. Recent NOAA-16 Satellite Breakup. Orbital Debris Quarterly News, 2016, vol. 20, iss. 1-2, p. 1.

12. Protivosputnikovoe oruzhie SShA. Voennye materialy, 2012, September 21. Available at: https://warfiles.ru/13621-protivosputnikovoe-oruzhie-ssha.html (Retrieval date: 15.11.2021).

13. R. Kling. Postmortem of a hypervelocity impact. Teledyne Brown Engineering. Colorado Springs, CO. Report CS86 – LKD – 001, 1986.

14. A. Tan, G.D. Badhwar, F.A. Allahdadi & D.F. Medina. Analysis of the Solwind fragmentation event using theory and computations. Journal of Spacecraft and Rockets, 1996, vol. 33, iIss. 1, pp. 79-85.

15. R.L. Kusper & N.A. Young. Delta 180 Collision and Fragmentation Analysis. Xontech (July 1987).

16. T.S. Kelso. Analysis of the 2007 Chinese ASAT Test and the Impact on the Space Environment. 2007 AMOS Conference, Maui, Hawaii, pp. 321-330.

17. An update of the FY-1C, Iridium 33, and Cosmos 2251 Fragments. Orbital Debris Quarterly News, 2013, vol. 17, iss. 1, pp. 4-5.

18. Satellite Collision Leaves Significant Debris Clouds. Orbital Debris Quarterly News, 2009, vol. 13, iss. 2, pp. 1-2.

19. Richard Stenger. Scientist: Space weapons pose debris threat. CNN.com. 2002. May 03. Available at: http://edition.cnn.com/2002/TECH/space/05/03/orbit.debris/index.html (Retrieval date: 15.11.2021).

20. Nikolaev S., Phillion D., Springer H. K., deVries W., Jiang M., Pertica A., Henderson J., Horsley M., Olivier S. Brute force modeling of the Kessler syndrome. 2012 AMOS Conference, Maui, Hawaii, September 10–12, LLNL-CONF-579617, 12 p.

21. Klyushnikov V.Yu. Kak ochistit' okolozemnoe prostranstvo ot kosmicheskogo musora. Vozdushno-kosmicheskaya sfera, 2019, no. 1, pp. 96-107.

22. ESA’s Annual Space Environment Report. Darmstadt. ESA Space Debris Office. 2021. May 27. 106 p.

23. IADC Space Debris Mitigation Guidelines. Inter-Agency Space Debris Coordination Committee. IADC-02-01. Revision 2. 2020.

24. Boley A.C., Byers M. Satellite mega‑constellations create risks in Low Earth Orbit, the atmosphere and on Earth. Scientific Reports, 2021, vol.11, 10642. https://doi.org/10.1038/s41598-021-89909-7

25. Ganguli G., Crabtree C., Rudakov L., Chappie S. A Concept For Elimination Of Small Orbital Debris. Transactions of the Japan Society for aeronautical and Space Sciences, Aerospace technology Japan, 2011, vol. 10, p. 5. DOI:10.2322/tastj.10.Pr_23

26. Marlon Sorge M., Peterson G. How to Clean Space: Disposal and Active Debris Removal. Crosslink, 2015, vol. 16, no. 1, pp. 46-51.

© Клюшников В. Ю., 2021

История статьи:

Поступила в редакцию: 14.11.2021

Принята к публикации: 07.12.2021

Модератор: Гесс Л. А.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования: Клюшников В. Ю. Синдром Кесслера: будет ли закрыта дорога в космос? // Воздушно-космическая сфера. 2021. № 4. С. 32-43.

ранее опубликовано

все статьи и новости