Что такое экология космоса и какие технологии стоят на страже космического порядка

Проблемы экологии космоса

Запуск космических аппаратов и работа астронавтов серьезно влияют на состояние Земли и околоземного пространства.

• Появляется большое количество мусора. В основном, это части сломанного оборудования, закончившие свои миссии спутники, отработавшие ступени ракет. Проблема достаточно серьезная: объемные куски мусора сталкиваются с ценными аппаратами, повреждают их или вовсе выводят из строя. Те тоже становятся мусором, и его количество растет в прогрессии. В определенный момент может возникнуть ситуация, когда полезное оборудование просто не получится отправить на орбиту, она вся будет занята различными обломками.
• Космос и все слои земной атмосферы загрязняются вредными химическими веществами. Это происходит во время испытания ядерных ракет, да и при запуске обычных — тоже. Чтобы вывести аппарат на орбиту, нужно много топлива, иначе он не сможет преодолеть гравитацию. Самый популярный вариант горючего основан на керосине RP-1. Однако при его сгорании выделяется огромное количество углекислого газа и сажи. Для борьбы с этими ключевыми проблемами используют целый комплекс различных технологий на стыке физики, химии, биологии и IT.

3D-технологии

Чтобы сократить количество доставляемых на МКС грузов, инженеры сконструировали специальный 3D-принтер. В качестве материала он использует переработанные пластиковые отходы астронавтов. Принтер изготавливает необходимые для жизни предметы и детали для починки различных приборов. Планируется использовать его и для утилизации существующего мусора на орбите.

Технологии могут использоваться и для создания более эффективных видов горючего. Например, ученые опробовали возможность использования 3D для печати твердого топлива. В принтер загружают специальный химический состав, и тот создает вещество со стабильной структурой. Ее можно менять в зависимости от задач и конструкции конкретной ракеты. Такое топливо более безопасно, так как на любом этапе создания не требует прямого участия человека. А поведение ракеты более предсказуемо, на нее проще повлиять во время старта. Пока твердое горючее планируют использовать для легких ракет, но ученые видят перспективы его применения и для вывода космических аппаратов на околоземную орбиту.

Биопринтеры

В космосе регулярно проводят эксперименты с живыми клетками и тканями, которые печатают на принтерах. До недавнего времени в этом процессе активно использовали токсичные соли, чтобы повысить выживаемость культур. Сейчас ученые разработали биопринтеры нового поколения. Они печатают ткани не послойно, а трехмерно, по принципу «лепки снежка».

Такие структуры более стабильны и не требуют использования вредных веществ. С помощью подобного принтера уже печатают хрящевые ткани человека и щитовидной железы мышей.

Блокчейн

Космический мусор возникает в том числе и потому, что руководители полетов разных стран просто не знают, где на орбите находятся чужие космические объекты. Иногда информацию засекречивают сознательно, ведь некоторые спутники — военные. Но часто неразбериха происходит потому, что аппараты давно перестали работать и посылать какие-либо сигналы. Это приводит к столкновениям объектов, серьезным экономическим потерям и увеличению количества мусора.

Чтобы решить проблему, предполагается использовать технологии блокчейн. Все организации, которые отправляют в космос аппараты, должны будут загружать в сеть следующую информацию: какой объект запущен, какие у него технические характеристики, где именно планируется его местоположение. Доступ к базе должен быть у всех стран, и внести в нее изменения в одностороннем порядке не получится.

Роботы-уборщики

Предполагается, что проблему загрязнения космического пространства придется решать несколькими методами. Во-первых, ожидается запуск специальных роботов-уборщиков. Они будут собирать части аппаратов в сети и либо доставлять их на МКС для дальнейшей переработки, либо перенаправлять в верхние слои атмосферы Земли, где они сгорят.

Во-вторых, ученые рассматривают возможность отправки на орбиту достаточно массивного объекта, который будет притягивать мелкие частицы за счет своей гравитации.

Наконец, на мусор можно наносить специальную пену: она увеличивает размер объекта, тот замедляется, его орбита понижается. Мусор попадает в атмосферу Земли и там сгорает.