​Одно из главных условий выживания человечества - умение прогнозировать угрозы и риски и адекватно на них реагировать. В наши дни к природным опасностям добавились “рукотворные” - те, в которых виноват сам человек.

Скажем, из космоса нам на голову с недавних пор могут упасть не только метеориты, но и космический мусор (КМ), которым засорена орбита. На первом в новом году заседании Президиума РАН обсуждалась роль науки в изучении угроз из космоса. С основным докладом выступил научный руководитель Института астрономии РАН член-корреспондент Борис Шустов, возглавляющий Экспертную группу по космическим угрозам при Совете РАН по космосу.

“Сегодня эта тема на слуху, но она не всегда понимается четко и ясно”, - сказал Борис Михайлович и предложил сначала определиться с общими понятиями и “договориться о терминах”. 

 
Опасность (угроза) - это неблагоприятный фактор природного, техногенного или социального происхождения, пояснил докладчик. Опасность имеет потенциальный характер, угрозы же более конкретны по времени и месту. Риск - это количественная оценка, сочетание вероятности реализации данной угрозы и тяжести последствий, она лежит в основе механизма принятия решения. 

 
- Не летали мы в космос и не знали ни о каком космическом мусоре. Сами себе эту опасность устроили, - заметил ученый, подчеркнув, что РАН, как и вся наука, должна занимать в этой сфере “не осторожно выжидательную позицию, которая была на протяжении многих лет, а вполне активную и даже боевую”.

 
Б.Шустов привел общую классификацию космических угроз, распределив их по видам, частоте и степеням риска для землян. Нам угрожают космический мусор (КМ), космическая погода, биологическое заражение планеты из космоса и астероидно-кометная опасность. В последнем случае свежий пример - Челябинский метеорит. Б.Шустов отметил, что важнейшая практическая задача науки - надежная и своевременная оценка рисков.

 
- Выполнить ее, а также разработать эффективные методы противодействия угрозам возможно только на основе глубокого изучения факторов и процессов, составляющих их суть, то есть во взаимодействии космической отрасли с научными центрами фундаментального профиля, - сказал он.

 
По данным Европейского космического агентства, количество объектов в околоземном пространстве очень велико. Так, на всех высотах объектов размером 0,1-1 см - 150 млн, 1-10 см - около 780 тысяч, а больше 10 см - 23 тысячи. На низких орбитах, соответственно, - 20 млн, 400 тысяч и 15 тысяч. Остальной мусор сосредоточен на промежуточных орбитах, в том числе и на высоте навигационных спутников.

 
Количество космического мусора только растет. Нужно иметь в виду, отметил ученый, что в ближайшие годы ожидается запуск десятков тысяч малых космических аппаратов (КА), которые “существенно усугубят проблему КМ”.

 
При попадании частиц КМ в КА возможно серьезное повреждение. Даже если объект будет размером более нескольких сантиметров, то столкновение приведет к уничтожению КА. Для защиты при разных степенях угрозы применяются специальные экраны или маневр уклонения.

 
Борис Михайлович рассказал, что самые мелкие частицы определяются прямым способом, замером следов взаимодействия с КА. Более крупные объекты наблюдаются с помощью радаров. Впереди планеты всей в этом вопросе США, там действует государственная программа обнаружения космических угроз. Американцы запустили уже 6 космических аппаратов для наблюдения за космическим мусором. В России нет ни одного, посетовал ученый.

 
- В РФ в основном используются оптико-электронные наземные средства, которые имеются у ГК “Роскосмос”, АО “Астрономический научный центр” (вдвоем дают около 70% этих данных), ПО “МАК “Вымпел” и РАН. Мы пытаемся убедить “Роскосмос” в том, что нужно применять средства не только наземные, но и космические. Радары работают на низких высотах, на геостационарную орбиту никакой радар не добьет, но контролировать и эту зону, стоимость которой (по наполненности техникой) сейчас, по некоторым оценкам, превышает 300 млрд долларов, необходимо, - сказал Борис Михайлович.

 
По словам Б.Шустова, с точки зрения развития теории движения и эволюции КМ, есть объекты, которые трудно поддаются прямому, “лобовому”, прогнозированию (у них большое соотношение площади к массе). Их оказалось очень много. Это обрывки экранно-вакуумной изоляции, разные пленки. За счет большой площади, гравитации, воздействия солнца и других факторов они летают по очень странным орбитам, предсказать которые сложно.

 
Учитывая быстрое увеличение количества малых КА, особо важна роль, отметил докладчик, специализированных научных телескопов (например, АЗТ-33ИК, АЗТ-33ВМ). Они более всего подходят для решения оперативных задач по обнаружению космического мусора.

 
- В Институте солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) с декабря 2015 года работает крупный (1,6 м) широкоугольный (2,8 градуса) обзорный телескоп АЗТ-33ВМ. Это наш лучший обзорный телескоп, но функционирует он менее, чем на 5% мощности, потому что не достроена сеть приемников, - рассказал Б.Шустов, добавив, что для того чтобы сделать этот телескоп сравнимым по эффективности с лучшими американскими, нужно порядка 250 млн рублей.

 
Борис Михайлович также представил современные активные методы предотвращения столкновений и очистки орбиты. Он, в частности, рассказал об интересных решениях (лазерные средства изменения орбиты КМ наземного и космического базирования), предлагаемых физиками.
 
- Могу назвать несколько институтов. Прежде всего это Институт прикладной физики в Нижнем Новгороде. Он вместе со Специальным бюро прецессионного приборостроения разрабатывает подобные наземные и космические средства, - сказал Б.Шустов, подчеркнув, что решение задачи изучения и парирования угрозы КМ невозможно без серьезной системной кооперации науки и промышленности. 

 
Этим вопросам, кстати, будет посвящена апрельская общероссийская конференция по КМ, которая по поручению Совета РАН по космосу пройдет в Институте космических исследований РАН.

 
Главными факторами риска космической погоды, которые представил ученый, являются сбои в работе электронных устройств и радиосвязи, изменение орбит спутников, вредные биологические воздействия, нарушения в электросетях из-за геоиндуцированных токов. Он отметил, что “Роскосмос” постоянно ведет мониторинг космической погоды, но для практической работы и научных исследований нужно иметь соответствующую службу.

 
Достаточно велика угроза поражения Земли астероидом. Тела размером до метра не представляют для планеты серьезной угрозы, но за камушками от метра до 10-15 метров нужно следить. Как только в США начали вкладывать деньги в обнаружение в космосе потенциально опасных объектов, резко возросла скорость их фиксации. На начало 2019 года открыты более 18 тысяч опасных объектов, сближающихся с Землей (более 99% из них - это астероиды). Из их числа потенциально опасных объектов (ПОО) размером более 100 м - около 1700. Общее количество ПОО более 50 м - сотни тысяч.

 
По словам докладчика, доля России в обнаружении подобных объектов - менее 0,1%. Для изменения ситуации в РФ нужна системная организация работ по созданию координированной сети обнаружения и мониторинга опасных небесных тел, считает Б.Шустов.

 
Как отметил ученый, планетарные радары позволяют выполнить точное определение орбит, формы, вращения, состава поверхностных слоев потенциально опасных астероидов. Пока они есть только в США. А в РФ существует опыт применения пассивных радарных наблюдений астероидов. Например, подчеркнул, Б.Шустов, перспективы активных наблюдений с помощью радаров в Евпатории и Уссурийске весьма велики, однако для этого пока нет системных организационных решений.

 
В 2015 году экспертная группа по космическим угрозам предложила обсудить идею создания банка данных последствий, который позволил бы эффективно принимать решения по реагированию на угрозу столкновений. Специалисты МЧС такую идею поддерживают.

 
Пока известны два способа противодействия ПОО: отклонение объекта и его уничтожение. Отклонение, как считает Борис Шустов, - способ перспективный. Сегодня NASA и ESA уже отрабатывают методы противодействия в реальных космических экспериментах, например, проект AIDA, ударное воздействие на тело астероида. В России в промышленных и научных центрах прорабатываются методы противодействия, но только на уровне НИР.

 
Одной из ключевых проблем при освоении дальнего космоса является проблема планетарной биозащиты при освоении дальнего космоса.

 
- Если меня спросят, есть ли жизнь на Марсе, отвечу: уже есть! - заявил Борис Михайлович.

 
Ученый подчеркнул, что наличие устойчивых форм жизни может стать причиной несанкционированного антропогенного распространения земных организмов на другие небесные тела и, наоборот, инфицирования Земли инопланетными формами жизни, включая возвращаемые биоматериалы. Оценка рисков, связанных с возможным переносом биологической материи в межпланетном пространстве, является приоритетной задачей космических исследований.

 
В заключение Б.Шустов обратил внимание коллег на то, что в США уже 20 лет выполняется госпрограмма по защите от космических угроз (координатор - NASA Planetary Defence Office). В 2009 году в ЕС начата долгосрочная программа “Контроль ситуаций в космосе” (Space Situational Awareness-SSA).

 
Этими проблемами активно занимается ООН: так, в 2014 году международная кооперация оформилась в проекты IAWN и SMPAG.

 
- Для обеспечения (по крайней мере, информационной) безопасности и эффективного участия в международной кооперации РФ должна иметь собственную программу создания системы противодействия космическим угрозам. Экспертная группа по космическим угрозам разработала проект такой программы в части астероидно-кометной опасности еще в 2010 году. Он получил положительную оценку в “Роскосмосе”, вопрос рассматривался на Совете Федерации, но пока ничего не сделано, - подытожил свое выступление Б.Шустов.

 
В ходе обсуждения доклада президент РАН Александр Сергеев высказал идею собрать альянс из заинтересованных сторон - ”Роскосмоса”, МЧС, Минсвязи, Минздрава - объединив их для работы в этом направлении.

 
На это Б.Шустов ответил, что в Совете по космосу есть представители всех этих ведомств, даже МИД, и попытка объединить интересы была.

- Прежде всего надо привлечь внимание руководства страны. В Японии уже создано такое агентство. Необходимо представить убедительный документ правительству, - сказал Борис Михайлович.

 
Академик Владимир Фортов отметил, что попытка связать космические угрозы в одну программу делается не впервые. Он рассказал, что была программа ООН и в рабочую группу входили российские ученые.

- Несмотря на все усилия, дело не пошло, - отметил Владимир Евгеньевич. - Аргумент был такой: не получается сделать ясный экономический анализ возможных потерь от космических угроз. Это очень серьезный аргумент. Если браться за это дело, надо понимать, что нужен ясный цифровой анализ с суммами. Поэтому необходимо внимательно подготовить решение.

 
О работах по противодействию космическим угрозам, связанным с техногенным засорением космического пространства, которые ведет госкорпорация “Роскосмос”, в продолжение основного доклада рассказал директор Департамента стратегического планирования ведомства, доктор экономических наук Юрий Макаров. Он подчеркнул, что “система мониторинга околоземного пространства должна быть превентивной”.
- Сначала нужно представлять ситуацию. У нас много аппаратов выходят из строя, и зачастую причина этого нам неизвестна. Иногда говорим о частицах, космических лучах, иногда - о преднамеренном воздействии. Для точности нужна система мониторинга космического пространства. Сегодня она есть только у США, - сказал он, добавив, что ведомство начало формировать свою систему, которая, начиная с 1 января 2016 года, уже эксплуатируется.

 
Ю.Макаров заявил о том, что научно-техническая сложность решения задачи высока, а значит, необходим научный потенциал РАН, которая занималась бы этой проблемой. По мнению главы департамента, именно ресурсоемкость стала причиной того, что министерства экономического блока “очень сдержанно относятся к вопросам финансирования этих работ”.
- Каждый раз они декларируются в космических программах России, потом - на этапе секвестирования - к ним подходят по остаточному принципу и в итоге исключают. Они воспринимаются как некая экзотика, а приоритет отдается поддержанию существующей орбитальной группировки, - пояснил Ю.Макаров.

 
Юрий Николаевич отметил, что в США каждый запуск КА сопровождается прогнозом потенциальной опасности даже на этапе выведения на орбиту.

- Такие экономические оценки мы сделаем, хотя они будут носить некий вероятностный характер, - сказал он.

По словам Ю.Макарова, за 61 год космической деятельности накоплены факты о более чем 250 известных орбитальных разрушениях вследствие взрывов и столкновений. В космосе большое количество крупных технологических фрагментов: отработавшие КА, топливные баки, фрагменты конструкций...

Сегодня на орбите находятся 2288 КА под контролем более чем 60 государств. В ближайшие три года ожидается запуск еще 5 тысяч КА. Поэтому, как отметил докладчик, “крайне необходимо гарантировать получение полной, достоверной, точной и оперативной информации об обстановке (объектах и событиях) в околоземном пространстве (ОКП) и предоставление ее различным потребителям в форме, необходимой для практической реализации всех сценариев обеспечения безопасности космической деятельности”.

 
Ю.Макаров рассказал о текущих возможностях России по мониторингу ближнего космоса. Так, радиолокационными средствами Минобороны контролируются около 6 тысяч низкоорбитальных космических объектов (с высотами апогея орбит ниже 2 тысяч - 3500 км) и около 7600 высокоорбитальных КО (с высотами апогея орбит от 2 тысяч до 50 тысяч км) - оптико-электронными средствами госкорпорации “Роскосмос” и организаций промышленности, РАН и Минобороны.

 
В 2017-2018 годах с помощью Автоматизированной системы предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП) при повседневном мониторинге объектов на высоких орбитах удалось вести наблюдение за 7500 КО, получены более 30 млн измерений. Обнаружены было 1600 ранее не наблюдавшихся объектов.

 
При этом были выявлены более 15 тысяч прохождений КО, нарушающих 15-километровую зону безопасности КА, более 800 сближений КО с КА - с минимальным расстоянием (менее 1,5 км). В частности, на основании информации АСПОС ОКП было проведено уклонение КА “Канопус-В” №1 от столкновения с КО, прекратившим активное функционирование.

 
- Не знаю, может ли сегодняшняя тематика претендовать на четырнадцатый по счету национальный проект или элемент нацпроекта в области космической деятельности. “Роскосмос” совместно с РАН могли бы здесь выступить инициаторами, взявшись за разработку двух сегментов: высокой энергетики в космосе и мониторинга околоземного космического пространства на предмет парирования различных угроз.

Директор Научно-исследовательского испытательного центра Ракетно-космической обороны Олег Аксенов дал оценку динамики засорения околоземного космического пространства, сделав акцент на мелкую фракцию КМ, плотность которой с 2006-го по 2009 годы на высотах 800-900 км выросла на 20-30%.

- В некоторых аспектах мелкий мусор опаснее каталогизированного, так как столкновения с ним всегда неожиданные и их невозможно избежать. Такие инциденты уже были с военными космическими аппаратами, и они приводили к взаимным подозрениям соперничающих сторон, - сказал Олег Юрьевич и призвал коллег создавать и совершенствовать отечественные инструментальные средства для борьбы с комическим мусором размером менее 10 см.

 
Старший научный сотрудник Института прикладной математики РАН, член межведомственной рабочей группы по долгосрочной устойчивости космической деятельности при МИД РФ Владимир Агапов, коснувшись проблемы техногенной засоренности околоземного космического пространства, признал, что “системная работа по созданию и верификации моделей индивидуальных событий и объектов, являющихся источниками КМ, в настоящее время в России не проводится”.

Директор Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН доктор физико-математических наук Владимир Кузнецов рассказал о геомагнитных бурях, о том, какую опасность они представляют, причем не только для людей. Для космических инфраструктур Солнце тоже опасно: оно воздействует на МКС, электронику спутников, запуски ракет-носителей, угрожает здоровью космонавтов, выводит из строя системы ГЛОНАСС. МКС из-за “капризов” светила тормозится, снижаясь на 7-10 км, что создает угрозу для станции.

 
Директор Института космических исследований РАН член-корреспондент Анатолий Петрукович дополнил выступление Владимира Кузнецова о влиянии космической погоды.

- Сейчас за ней в космосе наблюдают десятки спутников и сотни обсерваторий на Земле. Но в главных точках российских аппаратов нет. У нас есть всего два спутника - “Электро-Л” и “Метеор-М” - с небольшими комплексами наблюдений, - рассказал он, добавив, что в 2023 году будут запущены ионосферный комплекс и спутник для наблюдений за Солнцем.

 
А.Петрукович также отметил, что в российской системе космического мониторинга есть две ключевые позиции: мониторинг солнечного ветра и авроральной зоны (полярных районов РФ). Их и нужно развивать. Они могут быть реализованы на базе малых космических аппаратов (100-200 кг). “Это по силам “Роскосмосу”, РАН и Минобрнауки”, - подчеркнул он.

Старший научный сотрудник Института динамики геосфер РАН кандидат физико-математических наук Ольга Попова рассказала о последствиях, которые возникают при попадании космических объектов в атмосферу Земли. Они определяются параметрами самого космического объекта. Тело одного и того же размера и из одного и того же вещества может образовать кратер или разорваться в атмосфере. Также, как правило, возникают скачок ударной волны, сейсмический эффект, ионосферные возмущения, цунами, выброс воды, пыли, климатически активных и/или токсичных газов.

 
По мнению О.Поповой, в дальнейшем предстоит уточнить и усложнить модели событий и рассмотреть более широкий список последствий, включая в модели условия в месте падения (рельеф, наличие поблизости опасных объектов и т.п). Для этого необходимо расширить исследования по оценке последствий падения на Землю космических тел разного размера и разной природы, а также создать систему мониторинга падений космических объектов и постоянных метеорных и болидных наблюдений.

 
Директор ГНЦ - Института медико-биологических проблем РАН академик Олег Орлов сделал сообщение на тему “Биологические риски как потенциальный фактор космических угроз”. Он рассказал об экспериментах на МКС, в частности, о программах “Биориск”, “Тест” на РС МКС и “Метеорит”.

 
Начальник отдела Всероссийского НИИ по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС кандидат технических наук Михаил Савельев отметил, что “МЧС первым обрело определенный опыт по ликвидации последствий космических угроз”, имея в виду падения Челябинского метеорита в 2013 году.
- Это была чрезвычайная ситуация федерального уровня. Мощность взрыва составила около 500 килотонн, полоса поражения - 130х50 км, различные разрушения зафиксированы более чем у 7 тысяч зданий, материальный ущерб превысил 1 млрд рублей, - пояснил он.

 
Директор Института прикладной астрономии РАН Дмитрий Иванов, рассказывая о наблюдении за астероидами с помощью планетарных радаров, отметил, что в мире сегодня их только два. Все они находятся в США (Аресибо и Годстоун), а российские ученые лишь иногда участвуют в исследованиях.

 
- Сегодня все эти наблюдения зависят от доброй воли американской стороны. Для собственных работ необходимо создание планетарного локатора с характеристиками, аналогичными американским, - отметил Дмитрий Викторович.
Ученый подчеркнул, что ведется регулярная работа по определению и уточнению орбит тел Солнечной системы, в том числе объектов, сближающихся с Землей (ОСЗ). Разработаны и реализованы оригинальные методики оценки вероятности и последствий столкновения ОСЗ с Землей. Выполняется полный цикл наблюдение - обработка - анализ результатов.

 
Для радиолокационных наблюдений ОСЗ адаптирован регистрирующий комплекс радиотелескопов РТ-32 сети “Квазар-КВО”, созданы программные средства для планирования наблюдений и обработки эхо-сигнала. Результаты работы могут быть использованы для изучения малых тел Солнечной системы и анализа вероятности и последствий столкновения астероидов с Землей.

 
Д.Иванов предложил добавить в проект постановления поручение Отделению физических наук РАН совместно с Советом по космосу и Советом РАН по КВНО подготовить обращение в Минобороны об организации радиолокационных наблюдений околоземных объектов и Луны на базе локатора РТ-70 (Евпатория и Уссурийск) и на радиотелескопах РТ-32 комплекса “Квазар-КВО”. Наличие действующего планетарного локатора в РФ позволит значительно расширить возможности уточнения параметров опасных околоземных объектов. 

 
Андрей СУББОТИН

Похожие новости

  • 16/01/2019

    Космической угрозе придают государственный масштаб

    ​«Роскосмос» предложил Российской академии наук совместно разработать национальный проект, посвященный космической деятельности. Об этом представители госкорпорации и академии заявили на заседании президиума РАН.
    615
  • 15/01/2019

    Заседание президиума РАН 15 января: прямая трансляция

    Идет прямая трансляция первого в этом году заседания президиума Российской академии наук (РАН). Члены президиума обсуждают роль Российской академии наук в изучении и парировании космических угроз, осуществление научного и научно-методического руководства научной и научно-технической деятельностью научных организаций и образовательных организаций высшего образования, а также структурное подразделение Российской академии наук в  Санкт-Петербурге.
    673
  • 30/10/2018

    Новейшие технологии в солнечной энергетике обсудят на заседании РАН

    ​Перспективные технологии в области солнечной энергетики, крупнейшие в мире сферические токамаки и другие научные разработки обсудят академики Российской академии наук (РАН) и ученые Физико-технического института имени А.
    331
  • 19/10/2016

    Владимир Фортов выступит с докладом на 59-й конференции МФТИ

    ​На пленарном заседании 59-й научной конференции МФТИ выступит академик РАН, выпускник МФТИ Владимир Евгеньевич Фортов. Доклад на тему «Экстремальные состояния вещества на Земле и в космосе» прозвучит 25 ноября 2016 года.
    1882
  • 15/11/2017

    Лауреаты Демидовской премии 2017 года

    ​14 ноября 2017 года в 15:00 в зале Президиума РАН состоялось традиционное чаепитие, посвященное презентации новых лауреатов Демидовской премии 2017 года, которое провел научный обозреватель Владимир Губарев.
    1172
  • 18/03/2017

    Российские физики моделируют аварии на АЭС

    На первый взгляд изучение взрывов - плохая идея. Слишком быстро, чтобы что-то понять, слишком сложно чтобы разобраться и, конечно, слишком опасно чтобы делать это постоянно. Российских физиков из объединенного института высоких температур РАН (ОИВТ РАН) это не останавливает.
    826
  • 05/10/2018

    Глава РАН Александр Сергеев: премию «Глобальная энергия» надо развивать с помощью новых номинаций

    Международную премию "Глобальная энергия" нужно развивать, расширив список ее номинаций, заявил ТАСС президент Российской академии наук (РАН) Александр Сергеев. "Это одна из самых главных мировых премий в области науки и техники.
    447
  • 12/12/2017

    Почему Пентагон отказался от рельсовой пушки: мнение экспертов

    ​Эти "суперпушки" должны были стать вершиной американской военно-технической мысли и главным ударным "аргументом" перспективных кораблей ВМС США. Дальнобойные, точные, разрушительные, работающие на новых физических принципах.
    511
  • 02/06/2016

    «Звездные войны»​ между РАН и Курчатовским институтом

    Очередная новость из серии "звездных войн" между РАН и Курчатовским институтом не могла не обеспокоить научное сообщество.  В пятницу в несколько физических институтов - ФИАН, Институт ядерных исследований и Физико-технический институт им.
    2348
  • 08/01/2019

    Гонка квантовых компьютеров и лечение рака: ведущие российские ученые выделили главные исследования года

    ​​Сжатие информации, гонка квантовых компьютеров, борьба с раком и постижение Арктики - российские академики по нашей просьбе выделили наиболее, на их взгляд, прорывные научные результаты 2018 года. Квантовые компьютеры Академик РАН, экс-председатель Сибирского отделения РАН, физик Александр Асеев: - Я бы выделил три направления, которые «выстрелили» в этом году в области электроники.
    569