Контролируемое закрытие ближнего космоса

22. March 2014, 22:51 Занимательное, Космические аппараты, Космическое

NailsЕсть известная история про (условное) “ведро гвоздей”, которое, если его вывести на околоземную орбиту, эту самую орбиту закроет, так как столкновения “гвоздей” со спутниками приведут к тому, что пространство будет заполнено космическим мусором. Понятно, что, при условии плотного заселения орбиты космическими аппаратами, достаточно удачно разрушить несколько из них, чтобы вызвать каскад столкновений, уничтожающий большую часть аппаратов. Вывести новые аппараты в космос, забитый мусором, чрезвычайно сложно. То есть, получаем закрытый ближний космос.

В качестве развития темы интересны варианты, в которых одна из космических держав проводит контролируемое закрытие околоземного пространства, оставляя лазейку для себя. Все прочие участники космической гонки оказываются не у дел, из-за мусора, а инициатор операции получает монополию на вывод спутников. Как это можно проделать, если вообще возможно?

Тут есть куча проблем. Очевидно, для решения задачи нужны большие наблюдательные мощности, особенно важны радары, находящиеся в космосе, на высоких орбитах, зондирующие спутниковую группировку с другой стороны. С наземными радарами – понятно: их тоже должно быть немало и они должны быть эффективны. Однако сколь детальным не было бы наблюдение, предсказать конфигурацию “мусорного облака”, которое возникнет через несколько часов или, тем более, дней после столкновения сотен аппаратов, нереально, даже если доступны огромные вычислительные мощности.

С другой стороны, можно построить некую “хаотическую теорию” и надеяться, что она позволяет вычислить основные параметры распределения мусора по орбитам. Фантастическим приложением такой теории будет возможность запустить “генерацию” мусора таким образом, чтобы позже получить алгоритм вычисления неких окон, позволяющих выводить аппараты на высокую орбиту по весьма замысловатой траектории, минуя мусор. В планировании такой траектории, опять же, ключевую роль будут играть космические радары и телескопы. Поэтому они должны уцелеть. Замысловатость траектории вывода, в эпоху “после замусоривания орбит”, – является своего рода ключом, позволяющим преодолеть мусор. Чтобы ключ найти, нужна дополнительная информация, которая будет только у одной из сторон.

Можно предположить, что каскадное разрушение спутников запускается даже без особого прогнозирования результатов – действительно, всё равно что-то рассчитать тут невозможно. А ставка делается на то, что инициатору авантюры известен механизм расчёта выводных орбит для любой конфигурации мусора, при некоторых базовых исходных значениях (общее число спутников, их масса и т.д.). При этом, в случае ошибки, космос оказывается закрыт для всех, так что, как минимум, сохраняются равные возможности. (Этот момент особенно важен, если стратеги используют идеи теории игр, да.)

Наверняка для этой непростой задачи есть некие решения. Думаю, о том, какие замечательные преимущества сейчас даёт эксклюзивный доступ к космическому пространству, можно не напоминать.

Адрес записки: https://dxdt.ru/2014/03/22/6704/

Похожие записки:



Далее - мнения и дискуссии

(Сообщения ниже добавляются читателями сайта, через форму, расположенную в конце страницы.)

Комментарии читателей блога: 13

  • 1. 23rd March 2014, 22:53 // Читатель ToUR3000 написал:

    В высоких широтах, скорее всего, будет чисто или, по крайней мере, намного чище.

  • 2. 24th March 2014, 00:35 // Читатель зашел в гости написал:

    История известная, а что о ней думают специалисты? Она когда-нибудь всерьез рассматривалась/просчитывалась?

  • 3. 24th March 2014, 10:38 // Читатель RedElf написал:

    Окна можно ядерными взрывами создавать. Мощность будет хоть и сильно меньше, чем на земле, но возможно будет хватать

  • 4. 24th March 2014, 11:05 // Читатель sarin написал:

    низкие орбиты очистятся от мусора за несколько месяцев сами. значит супостат должен будет поддерживать плотность мусора на низких орбитах. высокие загадить тяжело ввиду объёма загаживаемого пространства.
    давайте подумаем о мусоре в микро и макро-масштабе. мусор мусору мусор. соударение частиц будет приводить к падению их суммарной кинетической энергии, следовательно, мусор скорее всего соберётся в облака внутри которых частицы практически неподвижны относительно друг друга, а вот это облако уже летит по замкнутой орбите. и вот если кто-то будет лететь по той же самой орбите, то, во-первых, облако не будет представлять для него никакой угрозы, во вторых в нём при должной плотности можно будет прятаться. возможно даже от космического мусора.
    в итоге убер-оружия снова не вышло. Саддаму в ’91 экотерроризм не помог, не поможет никому и его орбитальная версия.

  • 5. 24th March 2014, 21:35 // Читатель зашел в гости написал:

    “высокие загадить тяжело ввиду объёма загаживаемого пространства.”

    Почему? Нам не нужно загаживать весь космос, а лишь конкретные орбиты – спутников GPS, геостационарные, и т.д. Орбиты известны чуть ли не до метров…

    “соударение частиц”

    почему должно быть соударение? гвозди маленькие, если их не просто вывалить на орбиту из ведра, а запустить отдельно друг от друга, отстрелом вбок ок спутника, например, то вероятность столкновения маленьких частиц друг с другом будет ничтожна. Никаких облаков.

    “облако не будет представлять для него никакой угрозы”

    Это если лететь в одном направлении. Мы же собираемся загаживать орбиту, т.е. направление движения “гвоздей” выберем соответствующее, самое опасное для обитающих на данной орбите КА.

  • 6. 24th March 2014, 22:23 // Читатель jno написал:

    всё сползёт к торянским точкам в конце концов.
    там и нынче знатный гадюшник…

    ЖПС использует группировку в 24 спутника на 8 орбитах, емнимс.
    и это – “средние” орбиты, самые “вкусные”.

    на низкие гадить смысла особого нет – там борт живёт считанные месяцы и так.
    а лёгкий мусор оттуда ссыплется ещё быстрее.

    геостационар так уделать сложно – простым орбитальным манёвром скоростью его не накрыть. зато там, считай, всего одна орбита вообще :)

    но избирательности тут не выйдет.
    это как ядерный взрыв в ионосфере, который известен как “непопулярное средство РЭБ” – кридык, считай, *всей* радиосвязи оптом.

    ядерный взрыв в космосе в мощности не теряет (с чего бы?), но из поражающих факторов практически исключается фугасная составляющая (ака “ударная волна”) – за отсутствием среды в районе цели. короче, взрыв будет яркий, но тихий.
    соответственно, БЧ для использования в космосе должна проектироваться с оптимизацией выхода рентгеновского импульса и ЭМИ, тепловая (оптическая и ИК) часть выхода вряд ли сможет много сжечь – всё же падает плотность излучения с кубом радиуса.

    однако, физику “пробивания дыры” таким боеприпасом я не вижу…

  • 7. 24th March 2014, 22:24 // Читатель jno написал:

    блин.

    “извените за ашипки”, как говорицца :(

    точки, конечно же, “троянские”.

  • 8. 24th March 2014, 22:26 // Читатель jno написал:

    угу, как-то так.
    теорию курить тут: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%9B%D0%B0%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B6%D0%B0

  • 9. 25th March 2014, 00:02 // Читатель sarin написал:

    почему Лагранжа? даром что-ли кольца у Гигантов собственно кольцами и сформировались.

    всё это пуляние гвоздями просто только нарисовать. во-первых, не всякий гвоздь выведет спутник из строя. если это маленький стекольный гвоздик, а спутник на негерметичной платформе, то несколько попаданий он, спутник, наверное переживёт. во-вторых, знание орбиты с точностью до метра не гарантирует само по себе, попадание на эту орбиту. тут важна точность. особое значение приобретёт качество изготовления гвоздиков :) в-третьих, в изначальном посте высказывается идея закрытия доступа в космос, а не избирательной борьбы со спутниками.

    и вот в контексте этого вопроса космический мусор не очень эффективен. да, таким способом мозно уничтожить все существующие активные спутники (но и это совсем не просто!), но вот в перспективе никакой перспективы. после того, как очистится самая граница с космосом, а произойти это может за считанные часы, откроется минимальный простор для манёвра. можно запустить спутник, который сможет отлетает несколько витков. и со временем доступность космоса будет быстро возрастать. однако, конечно, на определённых орбитах мусор может застрять на долгие годы.

    вообще интересно подумать о способах борьбы с таким мусором.

  • 10. 26th March 2014, 13:15 // Читатель jno написал:

    у гигантов нет Луны – спутника, сравнимого по массе с планетой…

  • 11. 29th March 2014, 21:21 // Читатель sarin написал:

    кстати относительно орбит
    что-то в голову сразу не пришло, но довольно очевидно, что мусор следует выводить не на ту орбиту, на которой находится уничтожаемый КА, а на такую, которая с ней пересекается. ну или противоположную. тогда получается, что для закрытия геостационара мусор следует выводить на геопереходные, или даже полярные орбиты, что существенно проще.

  • 12. 30th March 2014, 11:40 // Читатель arcman написал:

    Обычно эта бредовая идея про “закрытие” космоса всплывает в обсуждениях войны с США (дескать вот они воевать без спутников уже не умеют, а мы возмём и нагадим им).
    Но именно военный вариант применнения выглядит наиболее абсурдно – низкие орбиты используемые военными быстро очистятся от любого количества мусора и под угрозой может оказаться лишь GPS.
    Но ракеты-носители способные доставить значимое количество мусора на 20000 км могут стартовать только с космодромов и сильно уязвимы для первичного удара.
    Если бы совесткие-российские ракетчики всерьёз собирались применять данный метод, то стоило бы ожидать появления тяжелых ракет мобильного и шахтного базирования оснащенных соответсвующими не ядерными блоками (аналогами разгонных блоков Фрегат/Бриз).

  • 13. 30th March 2014, 21:39 // Читатель sarin написал:

    Р-36 отлично выводит спутники. маленькие, конечно. но выводит. и Синева тоже. и любая МБР выведет. вопрос массы и количества пусков. но вот в контексте низких орбит, недолгой жизни мусора и избирательного закрытия доступа в космос, и даже ПРО вдруг вырисовывается вот такой сценарий.
    не надо никаких особых ключей, которые никому не рассчитать. не надо загаживать весь космос. если стоит задача ограничить доступ в космос технически отстающему сопернику, то можно создать кольцо из мусора с орбитой над позиционными районами и космодромами противника и орбитой низкой. кольцо придётся регулярно пополнять. но зато всё что взлетает будет сталкиваться с мусором. правда вот на ту же самую орбиту на которой и кольцо выйти можно всё равно. зато если довести плотность мусора до определённых значений это полностью парализует возможность его МБР. в этом плане приятен тот факт, что на высотах 100-300 км у МБР ещё и первая ступень обычно не сброшена.