Причин тому несколько: резко возросшее количество запусков, развертывание низкоорбитальных группировок из десятков, сотен и даже тысяч спутников, растущая угроза хаотических столкновений на орбите и лавинообразного роста обломков мусора.

Космическая деятельность важна для человечества и как один из факторов развития развивающихся и наименее развитых стран, поскольку она стимулирует собственную высокотехнологичную промышленность, образовательные проекты, цифровизацию экономики и продвижение современных услуг. Поэтому такие государства должны иметь возможность заниматься космической деятельностью сегодня и в относительно далеком будущем. Однако если космос будет полон мусора, то такой возможности у них не будет.

Количество космического мусора на низкой орбите достигло устрашающих цифр: из более 36 500 космических объектов размером более 10 см только 6 800 — это активные спутники, а остальные почти 30 тысяч – космический мусор. Более мелких объектов мусора — размером от 1 см — в околоземном пространстве около 1 млн. (см. рис.1). 

Европейское космическое агентство (ЕКА) зафиксировало инцидент, когда осколок размером в 2 мм выбил около 8 фрагментов солнечной панели общим размером примерно 40 см, что привело к реальному ухудшению энергетики космического аппарата.

Оптимистичные и пессимистичные сценарии

ЕКА составило прогноз развития ситуации на низкой околоземной орбите (LEO) (см. рис. 2).

Если не предпринимать мер по сокращению космического мусора (белая линия на рис. 2), то даже при отсутствии новых запусков количество мусора на орбите вырастет и неизбежно наступит синдром Кесслера – лавинообразное увеличение обломков из-за неконтролируемых столкновений, каждое из которых приводит к последующим. Если сохранить лишь те меры по борьбе с замусориванием околоземного пространства, которые предпринимаются сейчас, то ситуация будет развиваться по очень похожему сценарию (красная линия на рис. 2), и всё равно будет неуправляемой. Если ликвидировать одну из самых серьёзных причин образования обломков — взрывы объектов (чаще всего это взрывы остатков топлива в верхних ступенях ракетоносителей и корректировочных двигательных установок, а также неполностью разряженных аккумуляторных батарей космических аппаратов), то удастся замедлить увеличение космического мусора примерно вдвое. Но все равно проблема не будет решена (синяя линия на рис. 2). Прекратить рост числа мусора можно лишь в случае стопроцентного сведения с орбиты отработавших свой срок активного существования космических аппаратов одновременно с почти полной — на 90% — утилизацией верхних ступеней ракет-носителей (зелёная линия на рис. 2). Если к этому добавить активное удаление уже накопившегося мусора, то есть шанс постепенно уменьшать количество обломков на низких орбитах.

Как регулировать «уборку» в космическом пространстве?

Радиочастоты и спутниковые орбиты считаются ограниченными естественными ресурсами космоса. В последние годы особенно востребованными стали геостационарная и низкие орбиты, составляющие значительную часть околоземного космического пространства. При этом, если регулированием использования радиочастотного спектра и связанных с ним спутниковых орбит занимается Международный союз электросвязи (МСЭ), то многосторонняя международная координация космического движения по орбитам в настоящее время отсутствует. А она необходима, поскольку только за прошедшие 4 года количество космических аппаратов удвоилось, и темпы вывода новых спутников на орбиту человечество снижать не намерено. Но, в отличие от МСЭ, у международных организаций, которые пытаются решить вопрос координации космического движения, отсутствуют реальные механизмы влияния на ситуацию и игроков.

Государства несут международную ответственность за национальную деятельность в космическом пространстве и ответственность за возможный ущерб, причиненный запущенными ими спутниками. Однако обязанности по уводу с орбиты неработающих аппаратов действующими международными соглашениями не предусмотрено. Каждое государство запускает спутники, следуя также национальным правилам. Для обеспечения устойчивого космоса в таких правилах разумно предусмотреть обязательную оценку последствий воздействия запускаемого объекта на космос. Осуществляя контроль за национальной космической деятельностью и доступом на национальный рынок иностранных игроков, регуляторы вправе фильтровать операторов с учетом их следования принципам устойчивого развития космоса. В этом деле регуляторам мог бы помочь специализированный универсальный инструмент для оценки спутниковых систем, которого сейчас нет.

Растет количество стран, реализующих собственные космические программы. С одной стороны, это положительный фактор — космическая экономика начинает играть большую роль, и такие государства особенно высоко ценят обеспечение устойчивого космоса. С другой стороны, национальные космические программы не всегда отличаются транспарентностью, необходимой для ситуационной осведомленности в космосе, особенно если речь идет о системах обеспечения обороны и безопасности государств.

На нескольких форумах системы ООН, включая Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях и Рабочую группу открытого состава по уменьшению космических угроз путем принятия норм, правил и принципов ответственного поведения, ведутся обсуждения целого ряда вопросов, связанных с обеспечением устойчивости космической деятельности. В качестве межправительственной организации Интерспутник участвует в обсуждениях на обеих площадках.

Регуляторика должна иметь под собой экономическую базу

ЕКА предлагает ввести специальный страховой взнос на уборку космического мусора. К 2030 г. ЕКА намерено достичь нейтральности: либо все космические аппараты будут иметь возможность увода с орбиты, либо будет заключен контракт с компанией, оказывающей соответствующие услуги.

Ситуационная осведомленность о событиях в космосе – это залог устойчивости космической деятельности, но пока он не реализован в полной мере. Обеспечению ситуационной осведомленности могут помочь меры экономического характера. Например, на данный момент благоприятная рыночная среда, в которой данные о движении космических аппаратов приобрели бы осязаемую коммерческую ценность, сформирована лишь частично – в основном, между отдельными участниками космической деятельности из одного государств или сотрудничающих в космосе государств.

Также следует понимать, что постоянное отслеживание нахождения космических объектов и обеспечение их полной управляемости и маневрирования — это серьезные затраты для оператора. Например, OneWeb, имея 450 космических аппаратов на орбите, анализирует около 50 000 сообщений о возможных столкновениях в день, и около 8 сообщений становятся основанием для выполнения маневров изменения орбитального движения. Каждый такой маневр требует от оператора затрат, в конечном счете влияющих на конечную стоимость услуг для потребителей и бизнес-привлекательность проекта в целом.

Для поддержки операторов в деле содействия устойчивости космической деятельности регуляторы могут использовать экономические меры, такие как упрощенный доступ к заемному финансированию, более низкие ставки по кредитам и страховым продуктам и др. Особую роль имеет также работа с частными и корпоративными инвесторами с целью поощрения, что называется, ответственного инвестирования – вложения средств в космические проекты, отвечающие требованиям ведения космической деятельности.

Предложенные технологические варианты

В числе разрабатываемых технологий, которые могут внести вклад в улучшении ситуации с космическим мусором – это обслуживание на орбите действующих аппаратов для продления срока их функционирования, включая дозаправку и подзарядку, и активное удаление отработавших аппаратов, которые не были сведены с орбиты. К 2030 г. объем этого рынка может составить $1 трлн, если регуляторы и операторы начнут действовать как единое целое, но под этой технологией пока нет внятной экономики и стабильной правовой базы. Конкуренты должны научиться работать совместно на основе принципов сотрудничества. Примером можно посчитать OneWeb, SpaceX и Iridium. Конкурируя на рынке спутниковых коммуникаций, эти компании сейчас разрабатывают совместные принципы согласованного управления космическим движением.

Эксперты отмечают, что многие правила, в частности правила судовождения и в сфере авиационной безопасности, вводились после громких происшествий, чего хотелось бы избежать в космосе. Вместе с тем вероятность этого существует, поскольку космический мусор на НОО может сделать опасными или недоступными полёты к другим орбитам, в том числе пилотируемые.

На рис. 3. представлены рекомендации со стороны некоторых национальных регуляторов для систем на LEO.

Ряд экспертов предлагает, чтобы для каждого спутника на LEO был установлен предельный срок увода с орбиты после прекращения работы (например, пятилетний) и чтобы каждый спутник имел двигатель или другую систему для уклонения от столкновения и свода с орбиты после завершения работы. Вместе с тем при разработке и внедрении любых новых правил, в том числе технического характера, необходимо также учитывать провозглашенную основными международными соглашениями в сфере космоса свободу его исследования и использования, а также интересы развивающихся и наименее развитых стран, начинающих освоение космоса. 

Новые правила должны стать разумным балансом интересов всех участников космической деятельности, являющейся достоянием всего человечества.
Также стоит учесть, что если к владельцу одного КА на низкой орбите предъявлять те же требования, что и к владельцу группировки из 5 000 спутников, то крупные группировки получат серьезное регуляторное преимущество. Поэтому целесообразно рассчитывать совокупную вероятность столкновения в рамках одной системы.

Если попытаться обобщить мнения экспертов, озвученные на тему устойчивости космоса за последний год, то здесь выделяется несколько основных моментов. 

Первый: коммерческие структуры серьезно озабочены данной темой, в том числе следуя набирающему популярность тренду социальной ответственности частных компаний и опасаясь разрушения своего бизнеса на низкой орбите. Государственные структуры также участвуют в процессе обсуждения устойчивости космоса, но принятие конкретных мер на глобальном уровне буксует из-за процедурных сложностей и формальностей, присущих международному нормотворчеству. 

Второй: сторонники жёсткого регулирования использования околоземного пространства озабочены тем, чтобы этим правилам подчинялись все участники без исключения. Они опасаются, что часть игроков может не придерживаться новой регуляторики, если она будет носить рекомендательный характер, что может поставить игроков в разные положения и нарушить баланс на рынке. Сторонники отказа от новых ограничений технического характера опасаются, что их внедрение может стать искусственным административным барьером для доступа в космос и космический бизнес, в частности. 

Третий момент исходит из второго: заинтересованные структуры спешно ищут и гипотетический кнут, и гипотетический пряник, с помощью которых можно будет эффективно направлять развитие космической деятельности в русло устойчивости, по примеру тех, которые обеспечивают управление использования радиочастотного спектра любыми средствами телекоммуникаций во всем мире.