Автор: Сергей Мальцев. В первом материале по космическому мусору мы рассмотрели организационные подходы к решению этой проблемы. В этом — будет сделан упор на рассмотрении существующих и перспективных технических проектов точечного решения проблемы.

В настоящее время проводятся лишь первые испытания на орбите, а полноценные миссии с реальными целями начнутся где-то с 2025 г. И пока основные цели — неактивные («мёртвые») цельные КА и крупные фрагменты космического мусора (части отработавших верхних ступеней). Речи о борьбе с сотнями тысяч и миллионами мелких фрагментов космического мусора (1–10 см) пока не идёт.

ESA/Astroscale и ClearSpace

В мае 2021 г. японская компания Astroscale продемонстрировалаhttps://spacenews.com/astroscale-complete-first-test-of-satellite-capture-technology/ техническую возможность — захват небольшой реальной цели на орбите в рамках миссии ELSA-d (End of Life Services). Космический аппарат/технологический демонстратор массой 175 кг отделил от себя небольшой спутник-мишень массой 17 кг, провёл вокруг него серию различных манёвров, а затем снова захватил его магнитом. По итогам миссии у КА ELSA-d не останется достаточного топлива для сведения спутника-мишени с орбиты высотой 550 км, — под воздействием сопротивления атмосферы это ожидается через 7—10 лет. Но в следующих миссиях Astroscale планируется ускорить процесс постепенного сведения с орбиты, целевой показатель для компании — 5 лет.

Европейское космическое агентство (ESA) приняло программу Sunrise, по которой выделила финансирование британской OneWeb и японской Astroscale на демонстрацию возможности сведения с орбиты КА (концепция Active Debris Removal, ADR). Astroscale работает над ещё одним типом сервисных КА ELSA-m, предназначенным для захвата и сведения с орбиты сразу 3 или 4 КА за одну миссию. Этот сервис будет предлагаться операторам мегасозвездий. В ноябре 2021 г. прошла новость, что OneWeb как раз рассматривает возможность свода с орбиты вышедшего из строя спутникаhttps://spacenews.com/oneweb-mulls-debris-removal-service-for-failed-satellite/ (программный сбой, высота орбиты 1200 км) с помощью разработок Astroscale.

Небольшой технологический демонстратор миссии ELSA-d. Источник: Astroscale

Astroscale сотрудничает с Rocket Lab, исследуя возможности использования её спутниковой платформы Photon для обслуживания и сведения КА с орбиты. Astroscale получила контракт от JAXA на запуск технологического демонстратора и проведение инспекции верхней ступени РН H2-A в 2023 г. Планируется сближение на 80 км, затем сближение до 1 км с использованием оптической камеры, потом до 250 м с использованием инфракрасной камеры. Дальнейшее сближение и облёты на расстоянии 100 м с фото/видеофиксацией уже с использованием лидаров. Затем КА должен произвести финальное сближение и зависание над ступенью. На следующем этапе миссии предполагается сведение отработавшей ступени с орбиты (2025 г.).

В октябре 2021 г. британское космическое агентство (UKSA) выделило $1 млн Astroscale и швейцарскому стартапу ClearSpace (спин-офф EPFL) на проработку миссии по сведению с орбиты любых двух британских отработавших КА до 2025 г. Кроме того, ESA в рамках инициативы ADRIOS (Active Debris Removal and In-Orbit Servicing) также выдели швейцарской ClearSpace €12 млн на запуск миссии ClearSpace-1 в 2025 г. и сведение с орбиты верхней ступени лёгкой ракеты-носителя Vega, оставшейся на НОО после запуска в 2013 г. Общая стоимость этой миссии превысит $100 млн. В отличие от Astroscale, КА ClearSpace будет захватывать спутники-мишени с помощью четырёх механических захватов. Предполагается, что он таким образом сможет захватывать беспорядочно вращающиеся КА и их фрагменты, что Astroscale делать не может (его специализация — свод с орбиты контролируемых КА на их финальном жизненном цикле). Основная трудность миссии ClearSpace будет заключаться в автономности его действий на орбите, с помощью систем компьютерного зрения КА сам должен будет построить оптимальную траекторию и произвести захват.

КА ClearSpace выполнит сведение с орбиты части отработавшей верхней ступени РН Vega в 2025 г. Источник: ClearSpace

США/Northrop Grumman

В отличие от Европы, в США сервисные КА класса MEV (Mission Extension Vehicle, продление миссии) не просто разрабатываются, а уже начали совершать первые миссии на геостационарную орбиту.