Дослідження NASA оцінює витрати та переваги видалення орбітального сміття

Дослідження NASA дійшло висновку, що деякі методи видалення орбітального сміття можуть окупитися протягом десятиліття завдяки зниженню витрат і ризиків, які несуть оператори супутників.

У дослідженні , опублікованому 10 березня Управлінням технологій, політики та стратегії НАСА, розглядаються витрати на кілька підходів до видалення як великого, так і дрібного сміття, а також переваги, які вони надають супутниковим операторам, зменшуючи кількість маневрів уникнення та втрат супутників, пошкоджених або пошкоджених. зруйновані зіткненнями уламків.

NASA назвало цей звіт найретельнішим на сьогоднішній день аналізом витрат і вигод щодо ліквідації орбітального сміття, зазначивши, що аналіз видалення сміття в основному зосереджувався на підкресленні стійкості та «моральної відповідальності» за це. «Враховуючи значні початкові витрати, необхідні для розробки та розгортання можливостей відновлення, і потенційну затримку в отриманні вигод, ці мотиви, здається, не є достатніми, щоб стимулювати негайні дії», — йдеться у звіті.

Аналіз, який розглядав як вартість створення різних підходів до видалення сміття, так і витрати операторів супутників на уламки, виявив, що найефективніші підходи включають наземні та космічні лазери для видалення великої кількості дрібного сміття між 1 і 10 см в поперечнику. Обидві лазерні системи принесуть переваги, які перевищать їх вартість протягом десяти років.

Інші ефективні підходи включали «своєчасне уникнення зіткнень» із залученням найбільших уламків із використанням ракет або лазерів для штовхання такого сміття, щоб уникнути зіткнень із супутниками чи іншим сміттям. Такі підходи можуть мати чисті переваги майже відразу, або не більше ніж через кілька десятиліть у найгіршому випадку.

Інші підходи, включені в дослідження, можуть зайняти набагато більше часу, щоб отримати чисту користь. Повернення більших уламків може вийти з ладу всього за 20-25 років, але в найгіршому випадку може знадобитися близько століття, щоб принести користь. Дослідження виявило схожі часові рамки для космічних кораблів «прибиральників», які фізично видаляли б дрібне сміття. Він також вивчав переробку сміття шляхом перетворення його на паливо, але виявив, що час беззбитковості становить кілька десятиліть, частково через великі попередні витрати на дослідження та розробку технології.

У звіті визнається, що одна проблема з використанням лазерів для видалення сміття полягає в тому, що такі системи можна використовувати як зброю. Дослідження прийшло до висновку, що потужність лазерів для видалення сміття буде занадто низькою, у 1000 разів, щоб бути ефективною зброєю проти активних супутників, «хоча сприйняття може бути важчим для навігації».

Одним із цікавих висновків у звіті є відносно невеликі витрати, які сьогодні складають супутникові оператори через сміття. Модель, розроблена NASA для звіту, яка була обмежена американськими операторами, оцінювала річні витрати таких операторів лише в 58 мільйонів доларів на рік, у цій цифрі переважають військові та цивільні оперативні супутники, такі як Landsat та метеорологічні супутники на полярній орбіті.

«Ми виявили, що більшість операторів супутників не несуть значних витрат від оцінки з’єднання або маневрів для уникнення зіткнень», — сказав Бхав’я Лал, заступник адміністратора НАСА з технологій, політики та стратегії, у своїй промові на симпозіумі Американського астронавтичного товариства Годдарда 10 березня, який збігся з з виходом звіту. «Ключовий висновок тут полягає в тому, що ризик для супутникових операторів не повинен зростати з такою ж швидкістю, як зростає орбітальне сміття».

Однак це не означає, що такі підходи до відновлення, як ті дослідження NASA, не повинні розглядатися, стверджувала вона. «Загальноприйнята думка полягає в тому, що запобігання є більш цінним, ніж лікування, що боротьба з уламками є важливішою, ніж відновлення», – сказала вона, але попередила, що ці зусилля, спрямовані на пом’якшення утворення нового сміття, швидше за все, матимуть меншу віддачу в найближчі десятиліття.

«Завдання полягає в тому, щоб оцінити ефективність пом’якшення, відстеження, характеристики та виправлення таким чином, щоб уможливити порівняння технологій зменшення ризиків у загальних рисах», – сказала вона. «З такою інформацією ми можемо зрозуміти найефективніший портфель заходів щодо зниження ризиків».

Лал сказав, що NASA планує організувати круглий стіл серед різних зацікавлених сторін, щоб отримати відгуки про дослідження перед початком другого етапу, який покращить модель і включить ще менші уламки.