Анатомія катастрофи: чому супутники і ступені ракет вибухають у космосі

Однією з найгучніших новин минулих тижнів стало руйнування геостаціонарного супутника Intelsat 33e. Його вибух призвів до утворення щонайменше 500 уламків.

Подібні події аж ніяк не рідкість. Наприклад, у червні в космосі вибухнув російський супутник «Ресурс-П» № 1, через що екіпажу МКС навіть довелося перейти на борт своїх космічних кораблів на випадок необхідності екстрено покинути станцію. Також досить часто вибухають відпрацьовані ступені та розгінні блоки, що залишилися на орбіті. Але чому так відбувається і чи можна з цим щось вдіяти? Розберімося у цьому!

Чому вибухають відпрацьовані ступені ракет

Одним із найпоширеніших джерел вибухів на навколоземній орбіті є відпрацьовані верхні ступені ракет і розгінні блоки. Тільки за цей рік у космосі сталося щонайменше чотири такі інциденти. Одразу три з них були спричинені руйнуваннями верхніх ступенів китайської ракети «Чанчжен-6а». Це відносно новий носій — його дебютний політ відбувся 2022 року. Втім, новизна анітрохи не заважає його верхнім ступеням регулярно вибухати. Наразі ракета літала у космос вісім разів — і чотири з її ступенів, що залишилися на орбіті, згодом вибухнули.

Відпрацьований ступінь ракети H-2A, що залишився на орбіті, сфотографований супутником ADRAS-J. Зазвичай джерелом вибуху таких ступенів є залишки палива. Джерело: Astroscale

Утім, такі події відбуваються не лише з китайськими ракетами. Так, порушником космічного спокою доволі часто стає розгінний блок Centaur, який встановлюється на ракети компанії ULA. З 2018 року в космосі вибухнуло вже чотири Centaur. Останній такий випадок стався у вересні цього року.

Найпоширенішою причиною вибухів відпрацьованих ступенів є наявність всередині них залишків ракетного палива. Згодом вплив чинників космічного середовища може порушити їхню механічну цілісність і призвести до витоків та/або змішування компонентів палива, за яким слідує руйнування з утворенням безлічі уламків.

Хмара уламків, що утворилася внаслідок вибуху розгінного блоку Centaur у вересні 2024 року. Джерело: Slingshot Aerospace

Є дві основні стратегії боротьби з подібними подіями. Перша — зведення з орбіти ступеня після виведення корисного навантаження. Саме так зазвичай чинить компанія SpaceX під час запусків ракети Falcon 9. Але подібна утилізація можлива лише в місіях на низькі навколоземні орбіти (і, як показує недавній приклад ракети Ariane 6, вона не завжди завершується успіхом). В інших же випадках ступінь залишиться у космосі надовго.

Якщо ступінь не можна одразу звести з орбіти, зазвичай застосовується інший метод, який називається пасивацією. Він полягає в розрядці акумуляторів і стравлюванні палива, що залишилося. Додатково, ступінь може відводитися на орбіту поховання, щоб навіть у разі його руйнування уламки не завадили іншим космічним апаратам.

На жаль, ця методика теж далеко не завжди працює. По-перше, не в усіх країнах пасивація ступенів є обов’язковою. А по-друге, навіть начебто офіційно пасивовані ступені та розгінні блоки все одно часом вибухають, що демонструє ситуація із Centaur. Як правило, це пов’язано з недоліками їхньої конструкції або помилками під час стравлювання палива.

Чому вибухають супутники

У космосі вибухають не тільки відпрацьовані ракети, а й супутники. Подібні вибухи також можуть продукувати величезну кількість уламків.

Супутник, що зруйнувався, в уявленні художника. Джерело: The Watchers

Зазвичай супутники вибухають або через дефекти акумуляторних батарей, або через проблеми з паливною системою. Іноді такі події намагаються пояснити потраплянням метеоритів, однак найчастіше це не більше ніж спроба виробника зняти з себе відповідальність.

Також супутник може зруйнуватися внаслідок зіткнення з космічним сміттям. На сьогодні найбільш руйнівною подією такого плану є зіткнення апаратів Iridium-33 і «Космос-2251» у 2009 році. Воно призвело до утворення кількох тисяч уламків. Не варто скидати з рахунків і випробування протисупутникової зброї. Саме вона знищила апарат «Космос-1408» у 2021 році.

Наслідки руйнування супутника в уяві художника. Джерело: EvgeniyShkolenko / Getty Images

Як і у випадку з відпрацьованими ступенями, найкращим способом «убезпечення» старих супутників є їхнє зведення з орбіти після завершення експлуатації. Але, знову ж таки, це можливо лише для апаратів, що перебувають на низьких висотах. Для супутників на геостаціонарних орбітах діє правило, згідно з яким після завершення терміну служби їх обов’язково потрібно відводити на орбіту поховання. Також можуть використовуватися методи, аналогічні пасивації ступенів, на кшталт стравлювання палива і розрядки акумуляторів.

На жаль, усі ці заходи застосовні лише до апаратів, чия експлуатація вже завершена. Однак, як показує приклад Intelsat 33e, навіть відносно новий супутник може раптово вибухнути через прихований виробничий дефект. І, на жаль, із цим практично нічого не можливо вдіяти. А оскільки вже найближчими роками на орбіту буде виведено тисячі нових апаратів, ми ще напевно не раз прочитаємо в новинах про те, що в космосі знову щось вибухнуло.

Новини інших медіа
«Паразити неба»: малі астероїди виявились вкрай небезпечними для Землі
Зіткнення в сусідній галактиці: чорна діра «обстріляла» загадковий об’єкт
Як у гігантської комети: астрономи виявили хвіст у екзопланети
Пилові бурі на Марсі можуть поглинути всю планету
SpinLaunch запустила супутник «пострілом гармати» з прискоренням 10000G
SpaceX вивела супутники з прямим доступом до мобільних телефонів
Чи існує чорна діра проміжної маси у скупченні Омега Центавра
У пошуках втраченого дейтерію: запропоновано новий спосіб виявлення інопланетян
Аномальне прискорення: вчені з NASA відкрили сім темних комет
Науковці знайшли спосіб підтвердити антропний принцип