Космические исследования, 2020, T. 58, № 2, стр. 117-130

Ретроспектива проблемы космического мусора. Часть 1. Техногенное засорение космического пространства и средства его контроля

В. В. Миронов 1*, И. В. Усовик 2**

1 Рязанский государственный радиотехнический университет
г. Рязань, Россия

2 Центральный научно-исследовательский институт машиностроения
г. Долгопрудный, Россия

* E-mail: mironov1vv@mail.ru
** E-mail: usovikiv@mail.ru

Поступила в редакцию 26.05.2019
После доработки 17.10.2019
Принята к публикации 23.10.2019

Аннотация

В работе проведен обзор последних журнальных и книжных публикаций по проблемам техногенного засорения околоземного космического пространства и методам их разрешения. По итогам публикаций в обзоре анализируются международные стандарты, приводится классификация космического мусора, анализируются основные источники образования космического мусора и методы очищения пространства от мусора, дается оценка эволюции техногенного засорения низких околоземных орбит, реализация процесса удаления космического мусора. Проанализированы работы по моделированию космических технических систем, предназначенных для регистрации и оценивания потоков космического мусора на орбитах космических аппаратов.

DOI: 10.31857/S0023420620020089

Список литературы

  1. Космический мусор. Кн. 1. Методы наблюдения и модели космического мусора. Кн. 2. Предупреждение образования космического мусора / Под науч. ред. Райкунова Г.Г. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014.

  2. Мониторинг техногенного засорения околоземного пространства и предупреждение об опасных ситуациях, создаваемых космическим мусором / Под ред. Макарова Ю.Н. ЦНИИмаш, 2015.

  3. IADC Space Debris Mitigation Guidelines [Электронный ресурс] / Inter-agency space debris coordination committee. http://www.iadc-online.org/index.cgi? item=docs_pub

  4. Руководящие принципы Комитета ООН по космосу по предупреждению образования космического мусора. Резолюция 62-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН, А/RES/62/217 от 10.I.2008.

  5. ГОСТ Р 52925-2008. Изделия космической техники. Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического пространства. М.: Стандартинформ, 2008.

  6. Вениаминов С.С., Червонов А.М. Космический мусор – угроза человечеству. М.: ИКИ РАН, 2012.

  7. Технический доклад о космическом мусоре [Электронный ресурс]. http://www.iadc-online.org/index. cgi?item=documents

  8. Горлов А.Е., Логинов С.С., Михайлов М.А. и др. Актуальные вопросы международной стандартизации в части техногенного засорения околоземного космического пространства // Космонавтика и ракетостроение. 2015. Вып. № 5(84). С. 101–106.

  9. Назаренко А.И. Моделирование космического мусора. М.: ИКИ РАН, 2013.

  10. Orbital debris quarterly news [Электронный ресурс]. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/newsletter/newsletter.html

  11. Миронов В.В., Муртазов А.К., Усовик И.В. Системные методы мониторинга околоземного космического пространства. Рязань: Book Jet, 2018.

  12. Handbook for limiting orbital debris [Электронный ресурс]. http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/ NHBK871914.pdf

  13. History of on-orbit satellite fragmentations 14th edition [Электронный ресурс]. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/ library/SatelliteFragHistory/TM-2008-214779.pdf

  14. Старков А.В. Синтез алгоритмов управления космическими аппаратами с учетом требований безопасности проведения динамических операций. Дис. канд.техн.наук. Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет). 2012.

  15. Sentinel-1A collision, информационное сообщение [Электронный ресурс]. http://www.esa.int.

  16. Смирнов Н.Н. Эволюция “Космического мусора” в околоземном космическом пространстве // Успехи механики. 2002. Т. 1. № 2. С. 13–104.

  17. Назаренко А.И. Задачи стохастической космодинамики. Математические методы и алгоритмы решения. М.: ЛЕНАНД, 2018.

  18. Лебедев А.А. Введение в анализ и синтез систем: учеб. пособие. М.: Изд-во МАИ, 2001.

  19. Миронов В.В., Муртазов А.К.. Модель метеороидного риска в околоземном космическом пространстве // Космич. исслед. 2015. № 53. Т. 6. С. 425–432. (Cosmic Research. P. 430)

  20. Lemmens S., Flohrer T. Review of global achievements in clearing LEO and GEO protected zones/33nd IADC Meeting. Houston, USA, 2015.

  21. Juan Carlos Dolado Perez. Analysis of mitigation guidelines compliance at international level in low Earth orbit // 65th International Astronautical Congress. 2014. IAC-14,A6,4,4,x21608.

  22. Kessler D.J., Cour-Palais B.G. Collision Frequency of Artificial Satellites: The Creation of Debris Belt // J. Geophysical Research. 1978. V. 83. A6. P. 2637–2646.

  23. Kessler D.J. Collisional cascading the limits of population growth in low Earth orbit // Advances in Space Research. 1991. V. 11. № 12. P. 63–66.

  24. Назаренко А.И. Прогноз на 200 лет, синдром Кесслера [Электронный ресурс]. http://satmotion.ru/ engine/documents/document85.pdf

  25. Nazarenko A.I. Space debris status for 200 years ahead & the Kessler effect // 29-th IADC Meeting. Berlin, Germany, 2011.

  26. IADC Report AI 27.1. Stability of the Future LEO Environment [Электронный ресурс]. http://www.iadc-online.org/Documents/IADC-2012-08,%20Rev%201,%20 Stability%20of%20Future%20LEO%20

  27. Liou J.-C. An active debris removal parametric study for LEO environment remediation // Progress in Propulsion Physics. 2013. V. 4. P. 735–748.

  28. J.-C. Liou, Nicholas L. Johnson. A sensitivity study of the effectiveness of active debris removal in LEO // Advances in Space Research. 2011. № 47. P. 1865–1876.

  29. Phipps C.R. ORION: Clearing near-Earth space debris using a 20-kW, 530 nm, Earth-based, repetitively pulsed laser // Laser and Particle Beams. 1996. V. 14. № 1. P. 1–44.

  30. Миронов В.В., Мухин А.В. Методика оценки плотности космического мусора по малой выборке // Труды ИСА РАН. Динамика неоднородных систем. 2008. Т. 32. № 2. С. 234–237.

  31. Миронов В.В. Датчики, системы контроля и диагностики воздействия космического мусора на космические аппараты // Датчики и системы. ИПУ РАН. 2014. № 9. С. 2–9.

  32. Action Item 31.5 Benefits of active debris removal in LEO in light of the investigation of uncertainties contributing to long-term environment modeling zones / 34th IADC Meeting. Beijing, China, 2014.

  33. Усовик И.В., Малышев В.В., Дарнопых В.В. Методика оценки эволюции техногенного засорения низких околоземных орбит с учетом взаимных столкновений и активного удаления космического мусора // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 54–62.

  34. Усовик И.В. Анализ характеристик потока космического мусора на низких околоземных орбитах с использованием уточненной модели // Космонавтика и ракетостроение. 2014. Вып. 3. № 76. С. 97–102.

  35. Горлов А.Е., Усовик И.В. Влияние активного удаления космического мусора на долгосрочное состояние техногенного засорения низких околоземных орбит // Космонавтика и ракетостроение. 2015. Вып. 5. № 84. С. 101–106.

  36. Усовик И.В. Методика оценки долговременной эволюции техногенного засорения низких околоземных орбит при реализации активного удаления космического мусора. Дис. ... канд. техн. наук. М.: МАИ, 2015.

  37. Liou J.-C., Hall D.T., Krisko P.H., Opiela J.N. LEGEND – a three-dimensional LEO-to-GEO debris evolutionary model // Advances in Space Research. 2004. V. 34. № 5. P. 981–986.

  38. Klinkrad H. Space Debris Models and Risk Analysis. Chihester, UK: Praxis Publishing, 2006.

  39. Space Debris. A Report of ESA. Paris, 1988. № SP 1109.

  40. Пудовкин О.Л., Пряхина Е.Б. Распространение техногенных тел в околоземном пространстве и оценка их воздействия на космические аппараты // Космич. исслед. 1994. Т. 32. Вып. 4. С. 76.

  41. Миронов В.В., Муртазов А.К., Усовик И.В. Системные методы мониторинга околоземного космического пространства. Рязань: Book Jet, 2017.

  42. Миронов В.В., Муртазов А.К. Методы контроля ближнего космоса. Рязань: Book Jet, 2017.

  43. Миронов В.В. Обработка данных и гарантированное оценивание параметров космических систем. Рязань: Book Jet, 2018.

  44. Mironov, V.V., Murtazov A.K. Model of Meteoroid Risk in Near-Earth Space // Pleiades Publishing, Ltd. 2015. V. 53. № 6. P. 430–436.

  45. Mironov V.V. A technique for estimating the space debris density from the data of onboard recording systems // Cosmic Research. 2003. V. 41. № 2. P. 204–208.

  46. Mironov V.V. A Comparison of Systems for Recording Space Debris // Cosmic Research. 1996. V. 34. № 4. P. 382–386.

  47. Миронов В.В. Обработка данных и гарантированное оценивание параметров космических систем. Рязань: Book Jet, 2018.

  48. Грудин Д.В., Матюшин М.М., Паненко В.С., Царук А.В. Обеспечение уклонения космического аппарата “Канопус-В” № 1 от опасного сближения с космическим мусором // Космонавтика и ракетостроение. 2018. № 1(100). С. 60–68.

  49. Миронов В.В. Модифицированный симплекс-метод решения задачи гарантирующего оценивания параметров. Программа PR_GIP. М.: ВНТИЦ, 2000. № 50200000020.

  50. Миронов В.В. Оценивание плотности космического мусора с помощью систем регистраций методом прямоугольных вкладов. Программа MPV М.: ВНТИЦ, 2000. № 50200000021.

  51. Миронов В.В. Прямой симплекс-метод решения задачи гарантирующего оценивания параметров. Программа PR_. М.: ВНТИЦ, 2000. № 50200000022.

  52. Миронов В.В. Сравнение систем регистрации и оценивания внешнего воздействия частиц и осколков на космические и летательные аппараты. Программа DTK_M5. М.: ВНТИЦ, 2000. № 50200000025.

  53. Гаскаров Д.В., Шаповалов В.И. Малая выборка. М.: Статистика, 1978.

  54. Энеев Т.М. К вопросу об астероидной опасности. // Компьютерные инструменты. 2003. Вып. 2. С. 13–19 .

  55. Зверева М.А., Нароенков С.А., Шустов Б.М., Шугаров А.С. Космическая система обнаружения опасных небесных тел, приближающихся к Земле с дневного неба (“СОДА”) // Космич. исслед. 2018. Т. 56. № 4. С. 300–310. (Cosmic Research. P. 283)

  56. Шувалов В.А., Горев Н.Б., Токмак Н.А., Кочубей Г.С. Физическое моделирование длительного воздействия плазменной струи на объект “космического мусора” // Космич. исслед. 2018. Т. 56. № 3. С. 243–251. (Cosmic Research. P. 223)

  57. Баранов А.А., Будянский А.А., Разумный Ю.Н. Управление движением космического аппарата при подлете к крупногабаритному объекту космического мусора // Космич. исслед. 2017. Т. 55. № 4. С. 285–289. (Cosmic Research. P. 270)

  58. Грудин Д.В., Матюшин М.М., Паненко В.С., Царук А.В. Обеспечение уклонение космического аппарата “Канопус-В” № 1 от опасного сближения с космическим мусором // Космонавтика и ракетостроение. 2018. № 1. С. 60–68.

  59. Бахтигараев Н.С., Левкина П.А., Карпов Н.В., Чазов В.В. Наблюдения неизвестного фрагмента космического мусора в Терскольской обсерватории. // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета. 2011. Т. 39. № 6. С. 186–189.

  60. Alby F. Status of CNES optical observations of space debris in geostationary orbit // Advances in Space Research. 2004. V. 34. P. 1143–1149.

  61. Hanada T. Theoretical and empirical analysis of the average crosssectional areas of breakup fragments // Advances in Space Research. 2011. V. 47. P. 1480–1489.

  62. Hanada T. Using Breakup Models and Propagators to Devise Debris Search Strategies in GEO // Advances in the Astronautical Sciences. 2002. V. 110. P. 373–385.

  63. Kamensky S., Khutorovsky Z. Determination of Satellite Origin: Ways to Improve the Catalog // Proc. of Second European Conf. on Space Debris. Darmstadt, 1997.

  64. Valk S. Global dynamics of high area-to-mass ratios GEO space debris by means of the MEGNO indicator // Advances in Space Research. 2009. V. 43. P. 1509–1526.

  65. Seitzer P. Modest observations of space debris at geosynchronous orbit // Advances in Space Research. 2004. V. 34. P. 1139–1142.

  66. Rong-yu Sun. Dynamical evolution of high area-to-mass ratio objects in Molniya orbits // Advances in Space Research. 2013. V. 51. P. 2136–2144.

Дополнительные материалы отсутствуют.