Наше агентство недавно опубликовало перевод статьи Эндрю Ирвина «Планета Земля: договор о космосе есть, не пора ли заключить договор о деятельности на орбите?» В развитие этой темы генеральный директор МКАА «Безопасность полетов» беседует с нашим экспертом, кандидатом технических наук Ю.К. Спирочкиным.
С. Мельниченко: Юрий Кузьмич, позвольте коснуться тем, которые очень нечасто обсуждаются как в средствах массовой информации, так и в экспертных сообществах. Наше агентство не первый десяток лет ставит вопросы, на которые необходимо найти ответы, если только не прикрываться фразами о том, что «безопасность полетов – это наш приоритет», которые обычно звучат после серьезного авиационного происшествия.
Давайте вспомним: в 1968 году над территорией Великобритании вошёл в атмосферу неуправляемый объект — часть ракеты, которая использовалась для запуска советского спутника «Космос-253». Тогда было зарегистрировано более 82 наблюдений за входящим в атмосферу объектом, при этом описывалось множество «ярких шаров», исходивших от основной полосы снижения объекта. Два из этих сообщений поступили от пилотов пассажирских самолётов. Пострадавших и разрушений не было, если не считать разбитого окна в графстве Эссекс, а большая часть уцелевших обломков упала в пролив Ла-Манш, разделяющий Великобританию и Францию. Тем не менее, в то время было отмечено, что обломки представляли «небольшую, но не совсем незначительную опасность для воздушных судов».
Хотя подтверждённых столкновений между самолётами и космическим мусором не было, самолёты на крейсерских высотах получали повреждения в результате столкновений с неопознанными объектами. Также поступали сообщения о том, что космический мусор падал в непосредственной близости от воздушных судов, а в ноябре 2022 года воздушное пространство над Южной Европой было закрыто на час, чтобы снизить риск столкновения с возвращающейся в атмосферу ракетой. Это лишь зарегистрированные случаи реальной, но недооценённой эксплуатационной опасностью, связанной с неконтролируемым возвращением космических объектов в атмосферу.
Вопрос: по мере увеличения количества запусков ракет и коммерческих авиаперевозок растёт ли вероятность катастрофического столкновения гражданского воздушного судна с попадающим в атмосферу космическим мусором, включая возвращающиеся на Землю части ракет?
Ю. Спирочкин: Скорее всего, эта вероятность возрастает. Ее можно оценить. Еще в 1992 году организацией, которой я руководил – научно-технической фирмой «Динамика» — был подготовлен отчет «Анализ региональной безопасности территории Российской Федерации с учетом риска падения авиационных и космических объектов». Работа была заказана Государственным комитетом РФ по чрезвычайным ситуациям, предшественником МЧС. Согласно результатам расчетов, проведенных методами небесной механики на основе имеющихся астрономических данных, вероятность падения в пределах нашей страны природного небесного тела: астероида или кометы оценивалась в диапазоне от 1×10–8 до 2×10–8 1/год. По данным о маршрутах полетов гражданских и военных самолетов, а также их частоте, которые были предоставлены в наше распоряжение благодаря содействию В.Г. Шелковникова, вероятность падения воздушного судна составляла от 2×10–6 до 1,5×10–5 1/год. Вероятность неконтролируемого падения искусственного спутника Земли равнялась 1×10–7 1/год. Исходя из этих оценок, такие события можно считать маловероятными или даже крайне маловероятными. Полученные вероятности можно интерпретировать, сопоставив их со значениями вероятности аварии и катастрофы воздушного судна, которые принимаются проектировщиками в качестве целевых показателей безопасности: 1×10–6 и 1×10–7, соответственно. Поскольку большинство людей решается летать самолетами, подобные риски общество считает для себя приемлемыми.
Однако за прошедшие с тех пор три десятилетия трафик воздушных перевозок в мире увеличился, несравненно больше стало запускаться космических аппаратов, включая коммерческие запуски, и драматическим образом увеличилось число объектов, находящихся на околоземной орбите, которые относятся к категории космического мусора. Это – силовые блоки верхних ступеней ракет, выполнившие свое назначение, но не вернувшиеся на Землю, отработавшие срок службы спутники, которые по тем или иным причинам оставили «наверху», отделившиеся части космических аппаратов и просто обломки, возникающие при столкновении перечисленных объектов между собой. Согласно информации, представленной в последнем отчете NASA «Orbital Debris. Quarterly News», в июне этого года вокруг Земли вращалось 29837 объектов искусственного происхождения (на 269 больше, чем в предыдущем квартале). Если применить расчетные методы, которые использовали в свое время мы, с учетом новых данных, то можно получить актуализированную оценку вероятности падения этих объектов на Землю. Не знаю, занимался ли кто-то этим после нас, но очевидно, что вероятность возросла и намного. И конечно, при этом должна увеличиться вероятность столкновения неконтролируемо падающего космического объекта с летящим воздушным судном, если их траектории где-то встретятся.
С. Мельниченко: Существуют ли технологии и проекты полетов в дальний и ближний космос, позволяющие возвращать все части ракет на Землю контролируемым образом, исключая риск авиационных происшествий? Каким должен быть порядок действий, если что-то пошло не по плану?
Ю. Спирочкин: Что касается управляемого спуска возвращаемых частей ракет-носителей, то ситуация является регулируемой – столкновений избегают, закрывая соответствующую область воздушного пространства для полетов самолетов и вертолетов, как это делается, например, при запусках ракет Илона Маска, когда некоторые части (в частности разгонные блоки и обтекатели) мягко сажают на воду или сушу для последующего использования. Но, конечно, нельзя исключить случаи нарушения управления, поэтому риск остается.
Таким образом, технологии возвращения в мире существуют, но за их применение приходится «платить» дополнительным расходом топлива, требуемого для управляемого спуска. В результате в космос выводится полезный груз меньшей массы. Поэтому космические миссии «с возвращением» в принципе менее эффективны с точки зрения доставки определенного полезного груза на орбиту.
Когда что-то во время миссии идет незапланированным образом, то мы имеем дело с критической ситуацией, которая в зависимости от многих факторов может перерасти в аварию или катастрофу. В таких случаях применима концепция глубокоэшелонированной защиты. Она развита в наибольшей степени для ядерных установок, в частности атомных электростанций. В авиации и космонавтике она, к сожалению, пока не дотягивает до этого образца. Так что, есть к чему стремиться.
С. Мельниченко: Неконтролируемые возвраты в атмосферу — представляют ли они опасность для людей на земле и могут ли они привести к экологическим проблемам, таким как «оседание» материалов ракет в верхних слоях атмосферы?
Ю. Спирочкин: Любое неконтролируемое движение космического объекта в атмосфере представляет собой потенциальную опасность. Основным фактором опасности является большая кинетическая энергия, ибо вход в атмосферу осуществляется со скоростью, как минимум, 7,8 км/с. Тем более что точку земной поверхности, куда упадет неуправляемо движущийся объект, бывает сложно определить. Другим фактором может быть наличие внутри объекта опасных веществ: остатков ядовитого топлива, радиоактивных материалов (которые используются, например, в радиоизотопных источниках энергии) и других вредных субстанций. Наконец, испарение материалов при высоких температурах, сопровождающих спуск в атмосфере, конечно, приводит к загрязнению окружающей среды.
С. Мельниченко: Согласно Договору о космосе 1967 года страны должны нести ответственность за ущерб, причинённый космическим мусором, даже если изначально он был запущен частной компанией. Таким образом, ответственность за ущерб, причиненный орбитальным мусором, будут нести налогоплательщики, а не миллиардеры, занимающиеся освоением космоса. И это лишь при условии, что удастся доказать его происхождение и халатность компании-владельца — а это непростая задача. Проблема, наверное, в том, что после десятилетий обсуждений до сих пор не существует международного договора, который ограничивал бы количество космического мусора или устанавливал стандарты халатности. Возможно, нужен договор, в котором будут прописаны обязанности и предусмотрены штрафы для компаний, чей космический мусор причиняет вред. Риск аварий при возвращении в атмосферу – по вашему мнению, повлияет ли он на стоимость страхования и соотношение риска и прибыли для операторов спутников и поставщиков пусковых услуг?
Ю. Спирочкин: Отношение космических игроков с авиационными компаниями можно уподобить ситуации на железнодорожном переезде: когда идет поезд, автомобили останавливаются. Вроде, все как надо — шлагбаум опускается в целях безопасности, но люди в машинах сидят и ждут.
Из тех публикаций по страхованию космической деятельности, с которыми я знакомился, следует, что риски некоторых миссий бывают насколько неопределенными, что их отказываются страховать – в том числе потому, что андеррайтерам не хватает квалификации или воображения, чтобы представить все возможные опасности, оценить их вероятности и определить страховые выплаты.
Безусловно, что новые режимы эксплуатации – такие, как возвращение в атмосферу тех частей космической системы, которые ранее не спасали, создают новые риски для всех участников жизненного цикла этой системы. Новые риски влекут за собой дополнительные затраты на страхование и, соответственно, увеличение цены космических услуг. Поэтому многоразовое использование – это палка о двух концах: с одной стороны должно быть дешевле, а с другой стороны приводит к дополнительным затратам.
С. Мельниченко: Известно, что Монреальские рекомендации 2023 года предлагают практические шаги по снижению риска столкновения космического мусора с воздушными судами. Что вы думаете по этому поводу?
Ю. Спирочкин: Я – за регулирование космической деятельности во всех ее проявлениях, включая решение проблемы космического мусора, за сотрудничество разных стран в этом решении и за контроль, осуществляемый соответствующими международными организациями. Мы ведь все находимся в «одной лодке». Но в действительности, многие международные акции, направленные на благие дела, и ответственные за них международные организации оказываются, мягко говоря, недостаточно эффективными. Примером может служить МАГАТЭ. Очень уважаемая организация, с которой я знаком не понаслышке – работал около трех лет приглашенным экспертом. Решения этой организации, во-первых, распространяются лишь на «мирный атом», а военная сфера остается неподконтрольной, и во-вторых, имеют только рекомендательную силу. Если вы обратите внимание на некоторые события последних лет, например, проблему ядерной программы Ирана, то увидите, что МАГАТЭ оказалось неспособным решить ее.
Мне понравились Монреальские рекомендации – в них всё по делу, но они могут разделить судьбу других подобных инициатив. В мировой космонавтике есть игроки, которые не хотят, чтобы их деятельность подвергалась контролю и ограничению – по крайней мере, до тех пор, пока они не добьются своих целей. И эти цели они предпочитают не афишировать, а просто ставят остальных перед фактом.
По моему мнению, наряду с выработкой рекомендаций, нужны иные, более действенные механизмы. Но эффективность и мирный характер, как будто плохо сочетаются между собой.