Мониторинг космических объектов

Рис. 4. Уровень исследований техногенного состояния ОКП с помощью наземных средств:   1 – cтатистические методы; 2 – координатные измерения параметров движения; 3 – координатные измерения параметров вращения; 4 – радиолокационные измерения параметров орбит в метровом и дециметровом диапазоне; 5 –  радиолокационные исследования в сантиметровом и миллиметровом диапазоне; 6 – фотометрические методы; 7 –  спектральные методы; 8 – поляризационные методы; 9 –  базисные фотометрические исследования; 10 – базисная спектрометрия; 11 –  измерения с помощью двухпозиционных РЛС со сверхдлинными базами в международной интерферометрической сети; 12 – базисная поляриметрия 

Следует отметить, что полного мониторинга  не достигает ни один из методов  исследования естественного и техногенного загрязнения ОКП.

Близким к четвёртому уровню, то есть случаю достаточно систематическим исследованиям, близки координатные измерения параметров орбит объектов в геостационарной зоне оптическими методами, исследование фотометрических параметров искусственных космических объектов и их обломков.

Периодическими  исследованиями (соответствующими третьему уровню) являются радиолокационные измерения параметров орбит искусственных объектов и астероидов в ОКП, измерения положения объектов в ОКП при радиолокации в сантиметровом и миллиметровом диапазонах.

Внеатмосферный  мониторинг техногенного состояния  ОКП только ещё начинает развиваться. Внеатмосферные телескопы значительно выигрывают в чувствительности по сравнению с наземными. Кроме того, при применении космических средств обнаружение ранее неизвестных фрагментов космического мусора позволяет:

—  уменьшить дальность наблюдения и, следовательно, обнаруживать фрагменты малого размера;

—  проводить  контроль  параметров  движения  техногенного мусора в любое время  суток, обеспечивая непрерывность  мониторинга;

—  обеспечивать в связи с этим решение задачи с помощью одного космического аппарата.

Задача  мониторинга космического мусора с  размерами, меньшими 0,1-1 см, решают системы контактной регистрации ударов на основе специальных датчиков. Функционирование таких датчиков основывается, по крайней мере, на четырёх физических явлениях. Это механическое замыкание двух расположенных один над другим электродов из металлической фольги, разделённых тонкой диэлектрической прокладкой, резкое увеличение электропроводности диэлектриков под действием развивающихся при ударе высоких давлений, пьезо-эффект и быстрая деполяризация электрически поляризованных сред.

При изучении воздействия космического мусора на объекты в ОКП показано, что  существует принципиальная возможность  использования плоских СБ для  измерения параметров частиц космического мусора.

Таким образом, к началу XX века сформировалась система  мониторинга, позволяющая оценивать  как физическое состояние ОКП, так  и загрязнённость его естественными  и техногенными отходами. Вместе с  тем, можно отметить, что в этой области остаётся ещё масса проблем, требующих решения и на принципиальном, и на практическом уровне. 

5. Заключение

К началу XXI в. околоземное космическое пространство стало значительным фактором научного, общественного, коммерческого использования.

Весьма важным параметром, характеризующим общее состояние ОКП, является его загрязнение космическим мусором естественного происхождения.

Одним из последствий появления осколков небесных тел в ОКП является явление, называемое космической опасностью: возможность соударения Земли с астероидом, метеором или ядром кометы. Однако, основной проблемой является в настоящее время проблема техногенного загрязнения ОКП. В общем виде это:

—  загрязнение  природной среды и ОКП вредными продуктами сгорания ракетного топлива и его несгоревшими остатками;

—  космический  мусор в ОКП;

—  падение  техногенных отходов на Землю;

—  взрывы ядерных зарядов, общая радиоактивность;

—  техногенные  катастрофы;

—  последствия  аварий и столкновений космической  техники в ОКП.

Околоземное космическое пространство как глобальная составляющая окружающей биосферу среды является многокомпонентной динамической системой со сложным образом изменяющимися параметрами, состояние которой во многом определяет процессы в самой биосфере.

С выходом  человечества за пределы биосферы вопросы контроля состояния ОКП приобретают особое значение. Разработка методов охраны и рационального использования ОКП должна базироваться на исследованиях в рамках его экологии и может явиться одной из важнейших научных, технических и даже этических проблем третьего тысячелетия. Здесь, в заключение, можно выделить ряд моментов:

—  на   современном   этапе   весьма   важной  является   задача определения  предельно допустимых техногенных  воздействий на ОКП и в дальнейшем их контроля;

— методы охраны и рационального использования  ОКП не должны использовать технологии, вредно воздействующие на ОКП и биосферу;

—  они  должны быть направлены на снижение засорённости как ОКП, так и биосферы;

—  применяемые  в будущем методы охраны и рационального использования ОКП не должны энергетически превышать предел, выше которого ОКП не сможет вернуться к первоначальному устойчивому (или какому-либо устойчивому, но несколько отличающемуся по параметрам от первоначального) состоянию.