Схема работы лазерной установки. Фото James Mason
Использовать лазер для воздействия на космический мусор учёные предлагают не впервые. Однако фантазии уводили специалистов куда-то в сторону грандиозных "лучевых пушек" в стиле "звёздных войн", способных уничтожать объекты или быстро сводить их с орбиты.
"Потенциальное военное применение такой техники вряд ли понравилось бы другим космическим державам", — резонно замечает Technology Review, указывая на одну из проблем, мешающих реализовать подобные планы.
Авторы новой работы предлагают использовать для воздействия на неуправляемые орбитальные железки непрерывный лазер мощностью "всего" 5-10 киловатт. Он должен быть соединён с 1,5-метровым телескопом, оборудованным адаптивной оптикой, позволяющей точно сфокусировать луч на цели в период её прохождения над установкой.
Задача такой системы будет несколько иной — более скромной, но и более реальной. Световое давление от лазера должно лишь чуть-чуть скорректировать орбиту обломка, чтобы он не столкнулся с каким-либо спутником или другим обломком.
Исследователи рассмотрели весь диапазон размеров и масс космического мусора, разброс в его отражающей способности и темпе вращения, для чего воспользовались обширными базами данных. Также учитывались атмосферные условия, влияющие на прохождение луча, динамика объектов и так далее.
Учёные высчитали, что существенно улучшить обстановку на низких орбитах может даже одна система, способная регулярно обрабатывать несколько объектов в день.
Каждую из целей лазер мог бы подсвечивать в течение 1-2 часов в сутки. Через некоторое время изменение скорости этих обломков составило бы считанные сантиметры в секунду, но это уже будет означать изменение орбиты на километры — достаточно, чтобы избежать столкновения с другим телом.
Таким образом, рассудили американцы, можно заметно сократить частоту взаимных соударений осколков. Темп естественной очистки пространства от орбитального мусора (за счёт торможения объектов в атмосфере) будет превышать темп размножения мусора из-за соударений. Тем самым людям удастся избежать синдрома Кесслера, грозящего закрытием околоземного космического пространства для полётов.
Американцы считают, что первый демонстрационный проект такого защитного лазера целесообразно сделать международным. На промышленный лазер класса 5-10 кВт нужно будет потратить миллион долларов, а на всю остальную инфраструктуру — несколько десятков миллионов. Это не такая уж большая плата за решение проблемы космического мусора, учитывая, сколько стоит только один спутник и его запуск.