Сфера техногенного мусора

МКС – сложнейший инженерный объект. Управление им – это не только наука, но и искусство.
Источник astronet.ru

Есть в Центре управления полетами отделение, которым руководит доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН Н.М.Иванов. «Баллистика и навигация пилотируемых и автоматических космических аппаратов и комплексов, баллистико-информационное сопровождение объектов риска» – так официально обозначено содержание работ отделения. О повседневных делах и заботах этого коллектива рассказывает заместитель начальника отделения, член-корреспондент Российской академии космонавтики, лауреат премии Ленинского комсомола и премии правительства РФ, заслуженный испытатель космической техники Михаил Мартиросов.

– Михаил Григорьевич, как можно расшифровать для непосвященных длинное название вашего отделения?

– Наша работа – баллистическое обеспечение управления пилотируемыми и различными автоматическими космическими аппаратами (КА) научного и социально-экономического назначения, а также орбитальной станцией. И еще баллистико-информационное сопровождение объектов риска.

– Что имеется в виду?

– В отделении сейчас разрабатывается автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП). В ней два направления. Первое – предупреждение о возможных столкновениях контролируемых КА с космическим мусором (КМ). Второе – контроль за падением неуправляемых космических объектов: вышедших из строя КА и их фрагментов, последних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков. Это тоже, по существу, космический мусор. К этой категории относятся, по определению Межагентского комитета по космическому мусору, все объекты, которые находятся в космосе и не функционируют. Система, находясь в стадии разработки, действует в экспериментальном режиме.

Одна из задач управления орбитальной станцией – это увод Международной космической станции от столкновений с объектами КМ. За годы ее существования было проведено семь уклонений. Расчеты, необходимые для осуществления увода, проводятся группой специалистов под руководством кандидата технических наук Евгения Константиновича Мельникова.

– Как проводится уклонение МКС от опасных встреч?

– Поскольку управление станцией ведется совместно нашей и американской сторонами, то и решение о проведении маневра уклонения принимается совместно. Сообщение о возможном столкновении мы получаем от нашей Системы контроля космического пространства и от американских коллег из Центра Джонсона. Это бывает за три-четыре дня до ожидаемого сближения МКС с объектом.

Первоначальная информация не очень точная, но каждое последующее сообщение после проведения большего числа измерений предоставляет все более точные данные. Основываясь на них, и проводятся необходимые расчеты. Причем предполагаемое уклонение надо рассчитать и провести так, чтобы в течение 48 часов после маневра не возникло никаких новых опасностей. Мы выдаем полученные данные в Главную оперативную группу управления (ГОГУ), руководимую В.А.Соловьевым, и после согласования с американскими партнерами маневр увода осуществляется.

В случае, если маневр уклонения проводится шаттлом, когда он пристыкован к МКС, требуемые расчеты проводит американская сторона. Размеры опасной, так называемой красной, зоны согласованы с партнерами. Величина импульса маневра также заранее согласована и составляет около одного метра в секунду.

– Всего-навсего?!

– А больше и не нужно. Дело в том, что станция за счет торможения опускается, и периодически необходимо проводить коррекцию орбиты. Наша служба рассчитывает долговременный план проведения коррекций. Их надо проводить так, чтобы сохранялись удобные условия для предстоящих пусков «Союзов», «Прогрессов», шаттлов, составляющие так называемую высотную стратегию. Поэтому импульсы уклонения так незначительны. Причем всегда желательно проводить увод станции вверх, поднимая ее на орбите.

– А бывают случаи, когда приходится все-таки понижать орбиту МКС?

– Очень редко, но бывает, когда возникает опасение, что после подъема станция окажется в близости к какому-то другому объекту. Тогда она получает небольшой тормозной импульс.

– Часто получаете сообщения о возможной нежелательной встрече?

– Сообщений очень много. Особенно много их было, когда взрывались китайский и американский спутники, когда разрушился наш объект. Образовывались целые облака фрагментов разного размера. А станция попадала в эти мусорные облака. Но, как я уже говорил, за весь период работы МКС было проведено всего семь уклонений.

– А количество космического мусора не уменьшается?

– Наоборот! Сейчас только каталогизированных объектов размером от 10 сантиметров и выше около 19 тысяч. Размером от 1 до 10 сантиметров – сотни тысяч. А счет ненаблюдаемых фрагментов (таких, что имеют размер меньше сантиметра), по оценкам специалистов, идет уже на миллионы┘

– Создается впечатление, что у нашей Земли образуется что-то вроде кольца, как у планет-гигантов┘

– Точнее не кольцо, а сфера техногенного мусора.

– Когда речь идет о КМ, имеются в виду только техногенные объекты?

– У нас пока да. Хотя в принципе со временем будут учитываться и естественные космические тела – астероиды, кометы... Ведь АСПОС ОКП только создается. А пока что за астероидами и кометами следят в обсерваториях Российской академии наук.

– Сейчас время от времени появляются сообщения о приближении крупных астероидов, например Апофиса, которые могут столкнуться с Землей┘

– Когда объект находится на таком расстоянии, достоверность прогноза его движения на много лет вперед достаточно условна. Надо учитывать очень много факторов, и ошибки неизбежны. Ведь даже при пусках КА маленькая ошибка на старте с увеличением расстояния многократно возрастает. А при таких дистанциях, как в случае астероида, о какой точности прогноза можно говорить серьезно?

– Какая работа ведется с пилотируемыми кораблями?

– Делаем все, что входит в баллистическое обеспечение управления полетом МКС. Определение орбиты, прогнозирование параметров движения, расчет начальных условий для станций слежения, выдача баллистической информации. И расчет всех динамических операций как для самой станции, так и для транспортных кораблей «Союз» и «Прогресс». Выбор времени старта «Союза» и «Прогресса».

Мы принимаем объект после его отделения от носителя. Ведем контроль его полета, определяем параметры движения, рассчитываем коррекцию, чтобы подвести корабль к станции. Обычная схема стыковки двухсуточная. Иногда, как в случае с недавним запуском шаттла «Дискавери» после длительной задержки, от старта до стыковки транспортного корабля «Прогресс» прошло пять суток. Считаем все параметры подведения корабля к станции вплоть до момента, когда начинают работать бортовые системы сближения и стыковки. И то же самое при спуске – считаем, как спускаться, куда сесть и т.д.

Я помню, когда сводили с орбиты станцию «Мир», в ЦУПе собралось много представителей прессы из разных стран. Выхожу из зала управления, и американский журналист, хорошо говорящий по-русски, подбегает ко мне с вопросом: «Ну как там?» Отвечаю: «Для вас ничего интересного, все идет штатно!» «Да? Штатно?» И такое разочарование на лице и в голосе!

– Кстати, о «Мире» – насколько обязательно было его топить?

– Решение о сведении станции «Мир» с орбиты принималось на основании заключений специалистов по прочности конструкции, безопасности жизнедеятельности экипажа, работоспособности служебных систем станции и других специальностей. Они пришли к заключению, что надо прекращать полет, пока станция управляема, чтобы избежать неприятных последствий при неуправляемом сходе ее с орбиты, которые могли быть очень серьезными. Баллистикам оставалось только разработать технологию сведения с орбиты объекта большой массы и сложной конфигурации. Никто и никогда такой задачи не решал. Эта очень сложная и трудоемкая работа в кооперации со специалистами разных ведомств, предприятий, научных институтов была успешно решена.