Представлены результаты расчетов массовой эффективности специального низкоорбитального мусорособирающего космического аппарата - мусоросборщика (МС), снабженного электроракетной двигательной установкой (ЭРДУ) и пассивным улавливающим элементом (ПУЭ). Характеристики МС и ПУЭ определялись при выполнении маневра: вывод мусоросборщика с помощью ракеты-носителя (РН) и разгонного блока на требуемую высокую орбиту и движение с помощью ЭРДУ с высокой орбиты на низкую. Рассмотрены РН различной грузоподъемности разработки Украины, России, Китая и Японии.

Представлены результаты расчетов массовой эффективности космических тральщиков (КТ) для очистки низких орбит от мелких частиц космического мусора. Расчеты выполнены для такого маневра: выведение КТ на промежуточную орбиту с помощью ракеты-носителя (РН), довыведение его на требуемую высокую орбиту с использованием разгонной электроракетной двигательной установки и торможение до конечной низкой орбиты с применением жидкостного ракетного двигателя малой тяги. Для выполнения данного маневра рассмотрены известные в мире РН в широком диапазоне их грузоподъемности на орбите высотой 200 км.

Представлены результаты расчетов массовой эффективности космических тральщиков, предназначенных для очистки низких околоземных орбит от мелких частиц космического мусора. Расчеты выполнены при условии осуществления следующего маневра: выведение тральщика с помощью ракеты-носителя (РН) на промежуточную орбиту высотой 200 км, довыведение его на рабочую орбиту высотой 1200 км с помощью разгонного жидкостного ракетного двигателя малой тяги (ЖРДМТ) и перевод на орбиту высотой 500 км, во время которого происходит сбор мелкого мусора, с помощью тормозного ЖРДМТ. Рассмотрены наиболее известные РН различной грузоподъемности, которые могут быть использованы для решения поставленной задачи.

Розглянуто два варіанти маневрів виведення на потрібну орбіту космічних сміттєзбирачів з електрореактивним двигуном, оснащених системою уловлювання дрібного космічного сміття: ракетою-носієм (РН) за допомогою розгінного блоку і безпосередньо РН. Для кожного варіанта приведено основні характеристики космічних сміттєзбирачів та представлено їх порівняльні оцінки. Для ряду найпотужніших РН розраховано масу і радіус сферичного пасивного уловлювального елемента сміттєзбирача, якого можна вивести на орбіту.

Представлены результаты расчетов основных характеристик космического мусоросборщика, снабженного тормозной электроракетной двигательной установкой и пассивным элементом для улавливания мелких частиц космического мусора. Характеристики космического мусоросборщика и пассивного элемента для улавливания определялись при выведении космического мусоросборщика на требуемую высокую орбиту двигателями ракеты-носителя и спуске с высокой орбиты на низкую с помощью электроракетной двигательной установки. Рассмотрены наиболее мощные ракеты-носители разработки разных стран.

Рассмотрена эффективность космического тральщика (КТ), осуществляющего очистку околоземного пространства от мелкого космического мусора при использовании нескольких улавливающих устройств (УУ), которые он поочередно снимает с исходной орбиты. В качестве критерия эффективности принята суммарная площадь собирающей поверхности УУ, пересекающей межорбитальное пространство. Она рассчитанна для разных вариантов выведения и функционирования КТ при запуске УУ с промежуточной орбиты с помощью разгонного жидкостного двигателя малой тяги.

Обозначены проблемные вопросы и показаны пути построения новых численных алгоритмов по определению потоков "космического мусора" (КМ) на поверхность космических аппаратов (КА) на базе методов молекулярной газовой динамики. Сравнены результаты расчета потоков КМ на поверхность различных тел и показаны относительные погрешности их определения для существующих моделей КМ и параметров орбит КА. Приведены оценки стойкости корпусов КА к воздействию частиц КМ и определены критические толщины мишеней в зависимости от размеров частиц и их скоростей.

Наведено результати розрахунків вартісних характеристик виведення на орбіту спеціального низькоорбітального сміттєзбирального космічного апарата залежно від варіанта маневру виведення. Критерієм оцінювання цих характеристик є оптимальна вартість виведення одиниці маси апарата й одиниці його корисного навантаження, розраховані для найпотужніших ракет-носіїв.

Представлены результаты расчетов характеристик космических тральщиков (КТ) и устройств для улавливания космического мусора (УУ). Для ракет-носителей "Титан-405А", "Протон-М" и "Space Shuttle" сравнены два варианта маневра выведения УУ: в составе КТ и автономно. Для сравнения рассмотрены параметры: число циклов движения КТ (спуск с высокой орбиты на низкую и подъем с низкой орбиты на высокую), суммарное время работы КТ и площадь поверхности УУ, умноженная на число циклов очистки. Форма улавливающего устройства - сферическая.

Предложен способ сбора мелкого космического мусора путем использования специального космического аппарата (КА) с двигательной установкой (ДУ) для его маневрирования и устройством для улавливания мелких частиц космического мусора. Рассмотрена эффективность данного способа для разных вариантов выведения КА на рабочую орбиту и разных типов применяемых ДУ при отдельном запуске улавливающего устройства ракетой-носителем с промежуточной орбиты посредством разгонного жидкостного двигателя малой тяги.

Рассмотрен способ очистки околоземного пространства космическим тральщиком (КТ), выполняющим маневр одноразового перехода с высокой орбиты на низкую. Представлены характеристики КТ для различных вариантов его выведения на требуемую орбиту и выполнена их сравнительная оценка. За критерий оценки приняты масса КТ и радиус входящего в состав тральщика сферического пассивного улавливающего элемента, рассчитанные для ряда ракет-носителей разной мощности, которые можно использовать при выведении КТ на требуемую орбиту.

Дана информация о разработанной авторами методике выбора проектных параметров аэродинамических систем удаления космических объектов с околоземных орбит. Методика учитывает воздействие повреждающих факторов космического пространства на аэродинамическую систему удаления, в том числе атомарного кислорода, сублимации материала в космическом пространстве и фрагментов космического мусора. Разработанная методика позволяет оценивать параметры системы в зависимости от заданного срока удаления объекта с околоземной орбиты.

Рассмотрен способ очистки околоземного пространства от космического мусора космическим тральщиком (КТ), выполняющим один из двух маневров: одноразовый переход с высокой орбиты на низкую или циклическое движение между высокой и низкой орбитами. В зависимости от типа применяемых двигательных установок для выведения и спуска КТ дана сравнительная оценка эффективности этих маневров при использовании для выведения тральщиков на требуемые орбиты ракет-носителей различной грузоподъемности. В качестве критерия оценки рассмотрены площадь собирающей поверхности пассивного улавливающего элемента и суммарное время работы КТ на этапе очистки.

Приведены возможные характеристики специализированного космического аппарата (СКА) для сбора мелкого космического мусора, полученные на основе применения разработанной методики прогнозирования тактико-технических характеристик данных аппаратов. Исходя из обеспечения высокой эффективности применения СКА, учитывались вид маневра, который может осуществлять космический аппарат на этапе очистки околоземного пространства, способы выведения СКА и его мусорособирающего устройства на требуемую орбиту, типы используемых для этой цели ракет-носителей и типы двигательных установок на этапах выведения и очистки. В качестве критерия эффективности рассматривалась площадь собирающей поверхности мусорособирающего устройства, пересекающей заданный высотный слой космического пространства.

Рассмотрена проблема возникновения техногенного космического мусора. Описаны методы борьбы и защиты от опасных космических объектов. Предложен вариант решения проблемы образования техногенного космического мусора путем доработки конструктивно-компоновочных схем космических аппаратов (КА). На этапе проектирования в состав основных подсистем включается дополнительная подсистема для предотвращения образования космического мусора. Рассмотрена возможность использования некоторых типов двигательных установок для снятия КА с рабочих орбит или перевода на орбиты захоронения.

Приведена методика, с помощью которой могут быть определены тактико-технические характеристики космического аппарата для сбора и удаления космического мусора - космического тральщика, обеспечивающие высокую эффективность его работы по очистке низких околоземных орбит при осуществлении им всех исследованных нами возможных маневров в зоне очистки и использовании разных типов двигательных установок.

Показано, что дальнейшее развитие мировой атомной энергетики может привести к недопустимому радиоактивному загрязнению биосферы Земли. Одним из направлений решения этой проблемы может быть выведение радиоактивных отходов в космос. Приведены оценки масс радиоактивных отходов, которые могут быть выведены в космос при использовании ракеты "Зенит-3SLБФ" и перспективной ракеты-носителя тяжелого класса. Решение этой проблемы связано с созданием международных документов, дающих, в частности, право государству или группе государств осуществлять пуски ракет-носителей, несущих на своем борту радиоактивные отходы.

На основании сравнительной оценки эффективности двух маневров мусорособирающего космического аппарата (КА) на этапе очистки околоземного пространства при разных способах доставки на исходную орбиту аппарата и устройства, осуществляющего улавливание мелкого космического мусора, выданы рекомендации относительно выбора маневра КА и типов двигательных установок выведения и маневрирования. В качестве критерия эффективности рассмотрена площадь собирающей поверхности, пересекающая заданный высотный слой космического пространства.

Рассмотрен способ увода объектов крупного космического мусора (КМ) с низких околоземных орбит путем применения космического тральщика (КТ) с электроракетной двигательной установкой и бортовым сферическим устройством для сбора и удаления мелкого КМ. В процессе штатной работы тральщик специальным маневром должен захватить нефункционирующий космический аппарат или крупный космический объект и столкнуть его с орбиты таким образом, что впоследствии он сгорит, войдя в плотные слои атмосферы. На примере удаления последних ступеней ракеты-носителя (РН) "Циклон-3" с орбит разной высоты оценены массовые характеристики КТ и необходимый запас топлива для выполнения требуемых маневров. Выданы рекомендации относительно типов РН, которые можно использовать для выведения КТ.

Висвітлено один з напрямків розв'язання проблеми космічного сміття - використання рушійних установок для спуску космічних апаратів з робочих орбіт після завершення програми польоту. Запропоновано варіант розв'язання проблеми утворення техногенного космічного сміття шляхом доопрацювання конструктивно-компонувальних схем космічних апаратів та врахування додаткової маси підсистеми самоліквідації космічних апаратів на початкових етапах проектування. Описано алгоритм розрахунку максимальної висоти спуску космічних апаратів. Проведено аналіз та одержано залежності для знаходження питомої маси різного типу двигунів від номінальної тяги.