Космические риски - риски нового поколения

Предисловие

Космос завораживает! С незапамятных времён человек смотрел в небо и видел бесконечную, полную нераскрытых загадок вселенную. Сегодня благодаря науке и космическим технологиям реальным становится то, что раньше казалось мечтой. Сегодня мы можем летать и жить в космосе, путешествовать на другие планеты и, что наиболее важно для повседневной жизни, - успешно запускать спутники и удерживать их на орбите. Спутники стали основным инструментом в мире коммуникаций, обеспечивающим возможность телесвязи, передачи информации о географическом позиционировании и прогнозирования погоды - и это лишь несколько примеров. Они также не заменимы для понимания материального мира и моделирования климатических изменений посредством астрономического исследования Земли.

Страховщики играют ключевую роль в трансформировании этих технологических преимуществ в коммерческие предприятия. Они обеспечивают поддержку проведения космических исследований посредством страхования самых передовых проектов и космических кораблей с момента их проектирования до запуска, защищая спутниковые системы на орбите и обеспечивая безопасность наземных установок. Таким образом, страховщики - неотъемлемая часть жизненного цикла спутников, и они обычно начинают принимать участие на самых ранних этапах планирования. Благодаря такой ключевой роли страховщики активно участвуют в развитии авиационно-космической промышленности. Среди немногочисленного количества страховых компаний, занимающихся космическими рисками, - «SpaceCo», специализированное подразделение компании «Allianz Global Corporate & Specialty» («AGCS»), - одна из лидирующих в данной области компаний с более чем 30-летним стажем работы. Обширные опыт и практика компании заключаются в анализе рисков в данном секторе. Переполненность космоса, экстремальные и суровые условия окружающей среды, трудности, с которыми сталкиваются космические корабли на орбите, и последствия от падения космического мусора на Землю - лишь некоторые из рисков космической промышленности, которые исследуют наши специалисты в «AGCS». Наша задача - привлечь внимание к таким новым возникающим рискам и помочь нашим клиентам прогнозировать и смягчать последствия таких рисков для своих предприятий.

Тьерри КОЛЛИОТ, «SpaceCo» - «Allianz Global Corporate & Specialty», Париж, июнь 2012 г.

Пояснительная записка

Больше спутников - больше и космического мусора

• На геостационарных околоземных орбитах (ГОО) находится 370 действующих спутников и на низких околоземных орбитах (НОО) - 400 действующих спутников. Спутники НОО в основном занимаются исследованием Земли и обычно управляются военными и правительственными организациями, а спутниками ГОО управляют коммерческие провайдеры телекоммуникационной связи.

• Перегруженность космоса вокруг нашей планеты растёт с каждым днём. С началом космических полётов в 1957 году объекты, оставленные людьми, продолжают сталкиваться друг с другом, образуя фрагменты. И хотя сегодня спутники уводят с орбиты по окончании срока службы, на орбите остаются тысячи объектов.

• Около 16.000 объектов величиной более 10 см, каталогизированные в 2010 году, состоят из фрагментированного мусора (57 %), израсходованных спутников (14 %), функционирующих спутников (7 %), фрагментов ракет (11 %) и прочего космического мусора (11 %). Помимо этих каталогизированных объектов присутствуют ещё и миллионы некаталогизированных.

• Вследствие увеличения объёмов космического мусора и основных неопределённостей очень сложно оценить риск столкновения.

Космический мусор и солнечные бури - серьёзные риски для спутников

• Фрагменты космического мусора создают серьёзный риск столкновения для отправляемых в космос спутников и их эксплуатации, в частности на самых загруженных орбитах НОО. На сегодняшний момент ситуация с космическим мусором стала настолько необратимой, как по сценарию консультанта НАСА Дональда Кесслера, который ввёл понятие «синдром Кесслера», по которому объёмы мусора так высоки, что сопротивления атмосферы не достаточно для сжигания этих плавающих в космосе объектов. Фактически объёмы мусора растут вследствие постоянного столкновения объектов, в результате которого образуются новые фрагменты.

• Помимо риска столкновения с космическим мусором для спутников также опасны и солнечные бури. При выбросе этих корональных масс происходит высвобождение огромных объёмов радиации, создающей помехи в радиосвязи. Это оказывает влияние на спутники и даже может нарушить их работоспособность. К примеру, причиной потери связи с американским коммуникационным спутником «Galaxy 15» на целых 9 месяцев в 2010 году стала мощная вспышка на солнце. Для защиты от солнечной радиации разработан целый ряд проектов, материалов и средств резервирования, поэтому важные компоненты электронных систем спутников надёжно защищены от мощных и внезапно появляющихся солнечных частиц.

• Так как вывод спутников с орбиты зачастую привлекает общественное внимание, риск падения космического аппаратного обеспечения на Землю очень низок, так как в большинстве своём космический мусор сгорает в атмосфере, а его крошечные безобидные частицы падают в океаны.

Страхование спутников: высокие риски, высокие затраты

• Впервые страхование спутников введено в 1965 году с запуском спутника «Intelsat 1». Сегодня космическому страхованию почти 47 лет. Космос - это высокотехнологичная индустрия с высоким уровнем рисков, требующих специализированного страхования от случайного ущерба и ответственности перед третьими лицами.

• Страхование спутника НОО в среднем обходится в 40 млн долларов США при продолжительности эксплуатации спутника сроком 5 лет, в то время как страхование спутников ГОО, эксплуатируемых в течение 15 лет, обходится в 200 млн долларов США.

• Менее чем 30 спутников НОО и 200 спутников ГОО были застрахованы на общую сумму свыше 20 млрд долларов США в 2011 году. Обычно спутники страхуют от повреждений в рамках полисов страхования «от всех рисков, за исключением определённых». По некоторым полисам также возможно получить компенсацию за потерю доходов.

• Правила страхования ответственности перед третьими сторонами разрабатываются отдельными государствами, запускающими спутники, в рамках двух договоров ОНН.

• Размер выплат по полисам страхования космических рисков в 2011 году достиг 800 млн долларов США, а ущерб оценивается приблизительно в 600 млн долларов США.

• В будущем страховщики могут столкнуться с повышением стоимости запуска спутников, снижением пула страховых выплат и повышением степени подверженности рискам.

Введение

В прошлом году аварии потерпели шесть российских спутников, последним из которых стал спутник «Меридиан», рухнувший на сибирские земли вблизи населённой части территории 23 декабря 2011 года вследствие отказа ступени ракеты-носителя «Союз». К счастью, такие события случаются редко - риск падения обломков космических аппаратов на землю и нанесения серьёзного ущерба по-прежнему не высок по сравнению с риском столкновения Земли с большим метеоритом. В большинстве своём космический мусор естественного или техногенного характера сгорает в атмосфере и осыпается на Землю в форме безобидных частиц, чаще всего попадающих в океаны, покрывающие две трети поверхности нашей планеты. Тем не менее авария «Меридиана» напоминает нам о том, что космические риски независимо от того, вызваны ли они деятельностью человека, могут иметь опасные и даже катастрофические последствия, несмотря на постоянные попытки их смягчения и предотвращения.

Другим событием, привлекшим внимание общественности к космическим рискам, стало крушение обломков американского спутника для исследования верхних слоёв атмосферы на канадское побережье Тихого океана после 20-летнего пребывания в космосе с рабочей миссией. Возвращение спутников в плотные слои атмосферы по спиралевидной траектории без участия человека чревато труднопредсказуемыми последствиями. Так, траекторию движения российского космического аппарата «Фобос-Грунт» удалось рассчитать лишь на позднем этапе, а обломки немецкого астрономического спутника «ROSAT» обрушились в Бенгальский залив. Предсказать такие крушения сложно в связи с массой неопределённостей при расчёте траектории с земли в сочетании с высокой скоростью движения по орбите и многими другими неизвестными моментами, в частности в отношении моделей распределения плотности атмосферы. Естественно, ущерб можно может быть возмещён благодаря страхованию. В данном отчёте рассматриваются космические риски, их последствия и возможности их страхования.

Растёт число рисков столкновений

Пространство вокруг нашей планеты становится всё более и более переполненным. С началом космических исследований в 1957 году мусор, оставляемый человеком в космосе, постоянно сталкивается в пространстве и многократно фрагментируется. Объём фрагментированного мусора на низких околоземных орбитах (НОО) настолько велик, что теперь даже атмосферная эрозия не может помочь в решении проблемы замусоренности. Поэтому спутники начали выводить с орбит по окончании эксплуатации. Тем не менее на этих орбитах остаются тысячи объектов, создающих серьёзный риск столкновения с ними космических аппаратов.

В 2010 году и в начале 2011 года экипаж Международной космической станции (МКС) был вынужден эвакуироваться в срочном порядке при приближении фрагмента космического мусора к станции. В обоих случаях объект был обнаружен слишком поздно, и у команды не было достаточно времени, чтобы сманеврировать и облететь его.

Космическая станция находится на НОО - низкой околоземной орбите[1]. На высоте от 300 до 2.000 км высок риск столкновения именно с техногенным мусором, а именно нефункционирующими спутниками и отработавшими энергоносителями, не выведенными с орбиты и продолжающими находиться в верхних слоях НОО. Свыше 12.000 объектов мусора размером 10 см в диаметре было каталогизировано в этой части космоса. Но ещё больше мелких объектов, которые в силу своего малого размера невозможно увидеть или отследить, и такой мусор представляет ещё большую опасность.

Ущерб, наносимый мусором

Объекты вращаются на орбите на высокой скорости - порядка 10 км в секунду. Их движение создаёт огромную кинетическую энергию, вследствие чего увеличивается и их масса. По их размерам в диаметре можно определить объём ущерба, который они могут нанести. Объекты больше 10 см в диаметре могут стать причиной большого или катастрофического ущерба, примером чему стало столкновение спутников «Космос-2251» и «Iridium 33» в 2009 году. Все такие объекты отслеживаются с Земли и каталогизируются командованием воздушно-космической обороны Североамериканского континента, а также различными космическими агентствами, включая французский научно-исследовательский космический центр.

Объекты в диаметре от 1 см до 10 см не менее опасны. Фактически они, пожалуй, даже более опасны, так как их гораздо больше, они слишком малы, чтобы их можно было отследить, и достаточно тяжёлые, чтобы нанести серьёзные повреждения. По расчётам, этих «небольших» объектов насчитывается около 300.000 по сравнению с 16.000 каталогизированного «крупного» мусора размером больше 10 см. Эти объекты можно категоризировать как «небольшие», но они способны полностью вывести из строя работающий спутник. Количество объектов менее 1 см в диаметре оценивается в 35 млн (источник: французский научно-исследовательский космический центр). Они вызывают постоянную эрозию и могут также стать причиной сквозных повреждений поверхностей важных частей спутника, что чревато соответствующими последствиями.

«На сегодняшний момент ситуация с космическим мусором стала необратимой.

Риски растут вследствие столкновения и фрагментирования объектов».

Тьерри КОЛЛИОТ, управляющий директор «SpaceCo» и руководитель по авиационному и космическому страхованию «AGCS», Франция

По словам Тьерри Коллиота, управляющего директора «SpaceCo», на сегодняшний момент ситуация с космическим мусором стала необратимой: «Объектов мусора настолько много, что они уже не могут разлагаться только под действием сопротивления атмосферы. Напротив, их количество растёт, так как, сталкиваясь, они образуют фрагменты, что вызывает синдром Кесслера».

Столкновение российского спутника «Космос-2251» (выведенного из эксплуатации, но продолжающего оставаться на орбите) с работающим американским спутником «Iridium 33» значительно увеличило количество объектов на НОО. С каждым днём «мусорное облако» вокруг нашей планеты увеличивается.

Геостационарные риски под наблюдением

Менее серьёзный характер носит проблема космических рисков на геостационарных околоземных орбитах (ГОО), находящихся в 35.786 км выше экватора - именно здесь обнаруживают спутники с самыми серьёзными повреждениями. На ГОО около 1000 неактивных объектов и приблизительно 300 активных спутников. Поэтому за счёт невысокого уровня переполненности пространства риск столкновения здесь не так высок. Более того, каждый оператор контролирует правильное позиционирование своих спутников ГОО в рамках их соответствующих орбитальных точек. Оператор обеспечивает постоянную скорость движения спутника и нахождение на орбите в части геостационарной орбиты в виде дуги над горизонтом. Тьерри Коллиот разъяснил: «Риск столкновения возрастает, если оператор теряет контроль над спутником или если срок службы спутника подошел к концу. В этом случае спутник начинает естественным способом дрейфовать в пространстве вследствие гравитационных колебаний Земли в сочетании с другими возмущающими силами, в первую очередь - с солнечным ветром и гравитационным притяжением Луны и Солнца».

Систематический вывод спутников с орбиты по окончании срока службы

Вывод спутников с орбиты по окончании срока службы стал главной задачей всех геостационарных операторов. В их интересах регулировать движение в этой части космоса и оказывать содействие в обеспечении постоянного и устойчивого использования телекоммуникационных спутниковх ресурсов. Вывод с орбиты означает подъём спутника на новую орбиту «длительного существования» - на 300 км выше ГОО. Однако такая манипуляция требует наличие топлива, что значительно сокращает срок эксплуатации спутника. Тем не менее такая общепринятая сегодня практика может стать обязательной в будущем, и к операторам, не справляющимся с этой задачей, будут применены санкции. Геостационарные операторы сегодня также могут идентифицировать космический мусор благодаря недавно созданной совместными усилиями орбитальной базе данных, которая прогнозирует риски «сближения» или столкновения и направляет сигналы тревоги в случае необходимости. Орбитальная база данных постоянно обновляется различными операторами - участниками данной инициативы.

Вывод спутников с орбиты по окончании срока службы также обязателен и для спутников НОО. Здесь все спутники должны утилизироваться в течение 25 лет с момента окончания их миссии. Утилизация осуществляется путём возврата спутников в плотные слои атмосферы Земли, что оказывает на спутники разрушающее воздействие. Большая часть конструкции спутников сгорает при воздействии сопротивления и сильного тепла, которое они выделяют. Оставшиеся несгоревшие фрагменты обычно падают в ненаселённые части планеты, такие как южная часть Тихого океана. Российская космическая станция «Мир» весом 140 тонн была разрушена именно таким способом после неоднократных попыток вывода с орбиты в марте 2001 года, и её обломки рассеялись над океаном. В 2008 и 2011 годах Европейское космическое агентство (ЕКА) продемонстрировало своё мастерство, успешно выведя с орбиты автоматические межорбитальные транспортные аппарата «ATV-1» и «ATV-2» путём возврата в плотные слои атмосферы по окончании их миссий на МКС.

«Энвисат-1» повышает риск замусоривания

8 апреля 2012 года Европейское космическое агентство потеряло связь с «Энвисатом», 8-тонным спутником, созданным ЕКА для исследования Земли из космоса, регистрирующим солнечно-синхронную полярную орбиту на отметке 790 км при наклоне 98,55^o. Повторные попытки установить связь с «Энвисатом» так и не увенчались успехом. Учёные попытались расшифровать имеющуюся информацию о состоянии спутника и выяснили, что спутник находится на своей штатной орбите и его целостность не нарушена. По данным экспертов по космическому мусору, «Энвисат» как космический мусор представляет собой самую серьёзную угрозу. Если этот спутник останется в инертном состоянии, на его естественное разложение уйдет до 150 лет, если учесть то, на какой орбите он находится и каково соотношение его площади и массы. Специалисты ЕКА считают, что риск столкновения «Энвисата» с объектами мусора на этой орбите за этот период времени равен 30 % без возможности выполнения маневрирования во избежание столкновения. В случае столкновения величина образовавшихся крупных фрагментов будет зависеть от характера столкновения, что, в свою очередь, повлияет на возрастание риска столкновения с другими спутниками. «Энвисат» считается самым комплексным исследовательским спутником Земли. Он был запущен в 2002 году на пять лет, но остаётся в нефункционирующем состоянии уже более 10 лет. Его вес составляет 8.000 кг, длина - 9 м, ширина - 5 м (без панели солнечных батарей).

Активная уборка мусора

Помимо систематического вывода с орбит новых спутников по окончании их срока службы приблизительно 10 основных объектов мусора, выбранных по их массе, высоте нахождения и наклону орбиты, необходимо утилизировать каждый год с целью снижения количества мусора до приемлемого уровня. Эти расчёты основаны на результатах исследований, проведенных НАСА, ЕКА и французским научно-исследовательским космическим центром, французским космическим агентством. В этой связи был выдвинут ряд решений. Самым перспективным из них является уничтожение мусора при помощи лазера. Однако сложность данного решения заключается в необходимости огромной мощности и логистики транспортировки такого инструмента. Другой вариант - использовать стыковочные спутники для стыковки с объектами и их принудительного ввода в плотные слои атмосферы. Однако по степени затратности этот способ может быть применён лишь к крупногабаритным системам. Также рассматривается и применение космических кабелей. Это электродинамические кабели длиной несколько километров, которые спутник может сбрасывать по окончании срока своей службы. Так как кабель будет проходить сквозь магнитное поле Земли, то создаваемый ток будет обеспечивать движущую силу, которая выведет с орбиты всю систему. Этот способ позволит нанести наименьший ущерб конструкции спутника и благодаря низкой массе и простому механизму не потребует дополнительной энергии. Однако на данном этапе этот способ может быть применён лишь к малогабаритным конструкциям, таким как наноспутники. И наконец, - вариант использования воздушного шара из очень тонкого, но довольно прочного материала, подобного солнечному парусу. Такой шар возможно направить на орбиту, где он увеличит площадь поверхности НОО и тем самым ускорит сгорание спутника.

Как защитить спутники

Во избежание столкновений или для смягчения их последствий предпринимаются различные меры. Если риск столкновения выше среднего и обнаружен оператором спутника, возможно выполнение маневрирования. Однако поскольку такие объекты движутся на очень высокой скорости и на одной высоте, то их траектории не всегда можно точно рассчитать для выполнения маневрирования. При малой вероятности большого количества столкновений корпус спутника можно защитить при помощи определённых материалов или систем ударопоглощения. Здесь самую важную роль играет динамическая структура, сочетающая легковесность и усиленные траверсы и панели. Слои изоляции, выполненные из алюминия, каптона или других полимерных материалов, - очень важная многослойная защита корпуса спутника. Можно использовать также и другие, более прочные материалы, но они увеличивают массу спутника при запуске. Некоторые исследования сфокусированы на реакции подсистем спутников на лёгкие столкновения. Учёные пытаются понять принцип взаимодействия между элементами конструкции спутников. При планировании миссий спутников учитывается также и концентрация космического мусора на различных участках околоземного космического пространства. Локальные манёвры для предотвращения столкновения необходимы, когда невозможно изменить траекторию на участках повышенного риска. Такие манёвры - обычная практика на МКС на очень низкой орбите, где наблюдается наиболее высокая концентрация мусора. При планировании каждой новой миссии проводится оценка рисков по результатам текущих наблюдений и измерений, данных наземных радаров и теоретических моделей, разработанных космическими агентствами.

Столкнувшись с растущей проблемой космического мусора, НАСА, ЕКА, французский научно-исследовательский космический центр, немецкий центр авиации и космонавтики и другие космические агентства принимают самое активное участие в разработке технологий по уничтожению космического мусора в будущем. Агентства сотрудничают с такими многочисленными компаниями по всему миру, как «ASTRIUM», «Bertin Technologies», «Thales Alenia Space», «GMV», «MacDonald», «Dettwiler and Associates» («MDA»), «Star Technology and Research» и «Vivisat».

Технологии очистки от мусора

Для решения этой проблемы уже был предложен ряд решений, включая электромагнитные методы, методы обмена импульсами, методы захвата и модификации материальных свойств или изменения состояния материалов. Примером проекта по выводу мусора с орбиты является проект «DСНЗS» немецкого центра авиации и космонавтики. Основная задача проекта - управление и навигация, захват кооперируемых и некооперируемых спутников, выполнение орбитального маневрирования в рамках сочленённых или «сопряжённых» систем и контролируемый вывод таких систем с орбиты. Американская компания «Star Technology and Research» («STAR») также разрабатывает технологии по выводу объектов с орбит, а именно космический аппарат «ElectroDynamic Debris Eliminator» («EDDE»), что в переводе звучит как «Электродинамический ликвидатор мусора». Проект получил поддержку и 2 млн долларов США на развитие от НАСА. По задумке «Электродинамический ликвидатор» будет выводить из строя спутники при помощи сверхдлинных кабелей, питаемых солнечной энергией таким путём: гигантские сети «EDDE» «сгребут» спутник до его спуска на орбиту более низкого уровня.

Ещё один способ сокращения объёмов космического мусора - продление срока службы существующих спутников, у которых недостаточно топлива для продолжения работы. Космический аппарат «Mission Extension Vehicle» («MEV») предлагает компания «ViviSat», совместное предприятие американских авиакосмических компанией «U.S. Space» и «ATK». «MEV» - небольшой аппарат, способный состыковываться практически с любым спутником и прямо на ходу выполнять его дозаправку на геосинхронной орбите (на которой период обращения спутников совпадает со скоростью вращения Земли).

Также и канадская компания «MDA» заявила о своих планах разработать собственный спутник-заправщик. Предлагаемый «MDA» манипулятор «Space Infrastructure Servicing» («SIS») планируется запустить в 2015 году, но пока вопрос находится на рассмотрении.

«MEV» и «SIS» используют разные подходы к выполнению своих миссий. Как и «SIS», «MEV» стыкуется со спутником, но он не транспортирует топливо. Задействуя свои собственные двигатели, он поддерживает спутник на нужной высоте.

Международное космическое сообщество активно сотрудничает с сектором страхования в решении этих сложнейших вопросов, хотя технологии по избавлению от космического мусора всё ещё находятся в разработке.

Низкий риск столкновения при возврате в плотные слои атмосферы

Контролируемый разрушающий возврат в плотные слои атмосферы имеет очень низкий риск столкновения. При выводе объектов с орбиты не многие из них «выживают» после возвращения в земные слои атмосферы. В зависимости от конструкции спутника и его траектории возврата приблизительно от 15 до 40 % его массы попадает на Землю и падает преимущественно в океаны. Людовик Арно уверен, что «риск неконтролируемого падения космических аппаратов на Землю очень низкий», так как такие объекты обычно движутся по траектории, имеющей форму спирали, что замедляет их ход и практически полностью останавливает их на подходах к верхним слоям атмосферы Земли.

Самый большой риск представляет выход из строя при запуске. В 1996 году авария ракеты-носителя произошла при запуске китайского спутника «Long March 3B», в результате чего спутник сбился с курса и взорвался на земле, нанеся огромный ущерб и, что более трагично, унеся десятки людских жизней. Авария произошла в результате сбоя системы наведения ракеты. Тем не менее такие события крайне редки сегодня благодаря контролю над рисками, усилению мер безопасности и предотвращения происшествий на стартовой площадке.

«Риск неконтролируемого падения космических аппаратов на Землю очень низкий».

Людовик АРНО, специалист по страхованию в области авиации и космонавтики «AGCS», Франция

Метеориты: 70 астероидов угрожают нашей планете

Несколько тысяч метеоритов весом до 1 кг каждый год падают на Землю, преимущественно в океаны. Эти железно-каменные фрагменты обычно представляют собой обломки астероидов или, что встречается реже, - Луны или Марса. Две трети упавших на Землю метеоритов были обнаружены в Антарктике. Крупнейшим считается Сихотэ-Алинский метеорит, упавший в Уссурийской тайге 12 февраля 1947 года. Осколки этого гиганта весом более 100 тонн вследствие теплового и механического воздействий, возникших при трении частиц в атмосфере, раскололись на ещё более мелкие фрагменты. Риск падения на Землю ещё более крупного метеорита реальный, но очень низкий. Насчитывается около 70 небесных тел, которые под воздействием высокой кинетической энергии потенциально могут стать причиной серьёзной катастрофы. Вероятность их падения на Землю трудно просчитать, как и серьёзность соответствующих последствий.

О частоте и возможных датах возникновения таких рисков данных нет. Также сложно просчитать и потенциальный размер повреждения в случае небольшого столкновения, например образования кратера или образования шлейфа из космического мусора вокруг земной коры. Также невозможно предсказать, каких ещё более серьёзных последствий, кроме цунами, можно ожидать при столкновении с метеоритом, который способен вобрать в себя четвёртую часть энергии, выплеск которой произойдёт при обрушении стихии на побережья. ЕКА при содействии с другими исследовательскими агентствами проводит тщательную оценку таких рисков в рамках своей программы «Осведомлённость об обстановке в космосе». Группа учёных исследует потенциальный риск столкновения астероида с околоземным объектом и работает над созданием системы, которая позволит выполнять оценку и моделирование таких рисков. Программа сможет точно предсказывать траектории и сигнализировать в случае опасности. Астероид «Апофис» весом ни много ни мало 27 млн тонн представляет собой самую серьёзную на сегодняшний день угрозу, а риск его столкновения с Землёй равен 1:250.000. «Апофис» пересечёт земную орбиту приблизительно в 2030 году.

Протуберанцы: главный риск для спутников

В результате геомагнитных бурь, вызываемых протуберанцами, глаз человека радует такое явление, как северное полярное сияние. Но в то же время геомагнитные бури нарушают связь как в космосе, так и на Земле.

В результате геомагнитной бури 13 марта 1989 года в канадской провинции Квебек сработали автоматы защиты системы энергетической системы, что вызвало девятичасовое отключение электроэнергии. Серьёзно пострадало и передающее оборудование на всём континенте. Это был самый мощный протуберанец за последние полвека. Что же произойдёт на Земле и в космосе, если это случится сегодня? И как мы можем справиться с последствиями и восстановить ущерб?

Известные происшествия на орбите

Сегодняшние спутники могут до определённой степени противостоять геомагнитным бурям. В результате непредсказуемых и трудноопределяемых выбросов корональной массы высвобождается огромное количество радиации, которая создаёт помехи в радиосвязи, в частности для спутников, а при самом плохом сценарии выводит их из строя. Даже при сегодняшних познаниях о коррозии и с применением наработок при проектировании эрозия солнечных батарей спутников является постоянной угрозой, сокращающей срок их службы. Мощная геомагнитная буря может вывести из-под контроля один и более спутников, что и произошло с геостационарным спутником «Galaxy 15», который вышел из-под контроля почти на девять месяцев в 2010 году вследствие воздействия мощного протуберанца. «За рисками, связанными с протуберанцами, ведётся тщательное наблюдение, так как они могут вывести из строя несколько спутников одновременно, - сказал Тьерри Коллиот. - Но риск такого мощного протуберанца, как 1859, не высок». Зачастую сложно проблему такого характера относить к проблеме радиации, в отличие от возникшей в системе трещины. Считается, что причиной неудачного запуска около 40 спутников стали именно геомагнитные бури.

Защита от солнечной радиации

Этот феномен, несмотря на свою исключительность, тоже является причиной для беспокойства. Солнечная радиация может оказывать сильное отрицательное воздействие на энергосистемы, телекоммуникации, метеостанции и другие наземные объекты. Выход из строя любого из них может вызвать цепную реакцию, повлиять на работу других систем и даже нанести серьёзный урон здоровью людей и привести к возникновению социально-экономических проблем. Чтобы защититься от солнечной радиации, спутники убирают свои солнечные батареи при прохождении участков повышенной солнечной активности. Для смягчения рисков, связанных с солнечными бурями, важнейшие компоненты спутников сконструированы особым образом, защищены и изолированы специальными материалами на случай притока мощной солнечной энергии.

Южно-Атлантическая аномалия

Помимо протуберанцев, самая мощная солнечная радиация наблюдается на средневысотных околоземных орбитах, где она сталкивается с магнитным полем Земли и становится частью радиационного пояса Ван Аллена. Однако этот феномен встречается и на низкой околоземной орбите над Южной Атлантикой. Известный как Южно-Атлантическая аномалия, этот феномен является «бермудским треугольником» для спутников. Он охватывает большую территорию, на которой спутники часто попадают под воздействие радиации, пусть и не сильное.

«Сегодня спутники способны противостоять экстремальным условиям, включая солнечную радиацию, тепловое воздействие, давление и отклонения от курса».

Тьерри КОЛЛИОТ, управляющий директор «SpaceCo» и руководитель по авиационному и космическому страхованию «AGCS», Франция

Суровые условия

Спутники должны быть способными противостоять экстремальным температурам и не отклоняться от курса при постоянном расширении и сужении атмосферы Земли на низких орбитах. При запуске ракеты-носители и спутники подвергаются мощным колебаниям температуры и давления. При выходе на орбиту спутники и их внутренние подсистемы оказываются под влиянием экстремальных температур. Воздействие Солнца изменяется и зависит от ориентации спутника относительно Солнца. Также важную роль играет и близость чувствительных к теплу компонентов к частям спутника, генерирующих высокие температуры. Для регулирования температур внутри спутника применяются различные способы в зависимости от требований каждой из подсистем. Кроме того, внешняя обшивка спутника частично изолирована специальными защитными материалами. Спутники НОО подвергаются постоянному воздействию расширения и сжатия атмосферы, вызванному колебанием температур, связанным с циклом солнечной активности. В периоды пиковой или наивысшей солнечной активности атмосфера расширяется и достигает больших высот, в результате чего спутники сталкиваются с остаточным напором воздуха, что вызывает эффект торможения. Поэтому спутники должны быть способны маневрировать и придерживаться заданных координат, а это требует наличия достаточного количества топлива. По этой причине важно иметь понятие о том, что такое термические циклы и как продлить срок эксплуатации спутника при их изменении. На сегодняшний день это является основой задачей при моделировании космического пространства.

Полувековая история

Космическое страхование берёт своё начало в 1965 году со спутника «Intelsat 1», первого коммерческого телекоммуникационного спутника, также известного под названием «Early Bird» и застрахованного от наземных рисков. Выведенный из эксплуатации в 1969 году, этот пионер геостационарных космических полётов сегодня является представителем объектов космического мусора.

В середине 1970-х годов появились первые полисы страхования спутников от всех потенциальных повреждений на протяжении всего срока эксплуатации.

В 1980-х рынок стал более специализированным и достиг своей «зрелости» в 1990-х годах. С тех пор рынок продолжает развиваться в ногу с космической индустрией. «Сегодня застраховано около 180 спутников на общую сумму 22 млрд долларов, - сообщил Тьерри Коллиот. - Ежегодно с 2000 года запускается от 20 до 25 новых застрахованных коммерческих спутников».

Высокие риски - высокая стоимость страхования

Космос - это высокотехнологичная индустрия с высоким уровнем рисков, требующих специализированного страхования от случайного ущерба и ответственности перед третьими лицами. Страховые решения совершенствуются с развитием космического рынка и появлением новых рисков, а также с изменением государственного и межгосударственного законодательств. Спутники выполняют похожие задания на НОО и ГОО, и на каждой из этих орбит находится от 370 до 400 спутников, из которых только у 21 спутника на НОО есть страховые полисы, полученные в 2011 году, в отличие от 167 спутников на ГОО. «Большинство застрахованных спутников - на ГОО, так как именно туда отправляются коммерческие телекоммуникационные спутники, - объяснил Людовик Арно, специалист по страхованию в области авиации и космонавтики «AGCS», Франция. - На НОО работают преимущественно спутники наблюдения Земли (СНЗ), запускаемые и страхуемые правительствами. Однако растёт количество компаний, эксплуатирующих СНЗ и в других целях. Например, спутник «Astrium» Европейского аэрокосмического и оборонного концерна, действующего через свою дочернюю компанию «Spot Image», делает снимки из космоса для «Google», а другие компании предоставляют снимки из космоса правительствам с целью быстрого картирования наземных объектов и в других целях. «Astrium» также расширил ассортимент своих товарных предложений целым рядом небольших спутников (весом от 100 кг до 1 тонны) для удовлетворения спроса в новых странах с ограниченными ресурсами, таких как Бразилия и Вьетнам».

Страхование спутников: случайный ущерб

Страхование спутника НОО в среднем обходится 40 млн долларов США при продолжительности эксплуатации спутника сроком 5 лет. Стоимость таких спутников, однако, зависит непосредственно от их предназначения, технологии и габаритов. Большие гражданские и военные спутники, такие как «SPOT» и семейство спутников «Helios» или новейшие спутники «Pléiades», могут оцениваться по стоимости выше средней. На ГОО страхование спутников, эксплуатируемых в течение 15 лет, обходится 200 млн долларов. Такие спутники страхуют от повреждений в рамках полисов страхования «от всех рисков, за исключением определённых», которые гарантируют способность спутников к выполнению их мисий. При заключении контракта детально изучаются спутник и его задачи, включая способность его приёмопередатчиков работать в требуемом географическом пространстве, встроенное резервирование на случай выхода из строя компонентов спутника и различные виды неисправностей. В случае наступления события, влияющего на эксплуатационные возможности спутника, размер страховой ответственности рассчитывается пропорционально продемонстрированному уровню убытков. Если доход приносит спутник, работающий в режиме с ухудшенными характеристиками (после отказа какого-либо элемента системы), то после удовлетворения иска спутник можно застраховать по остаточной стоимости. «В определённых случаях клиенты хотят застраховаться также и от финансовых последствий в случае потери связи со спутником, - поведал Людовик Арно. - Компания «SpaceCo», действуя от имени «AGCS», предлагает страхование, возмещающее потерю доходов или контрактов в случае повреждения одного или нескольких спутников».

Оценить риски столкновения, возникающие в связи со стремительным увеличением объёмов космического мусора, практически невозможно. Существует ряд неопределённостей, в частности связанных с получением точных результатов изменений и непредсказуемостью таких рисков. Этот вопрос «AGCS» и «SpaceCo» тщательно прорабатывают со своими клиентами в рамках разъяснительной работы касательно краткосрочного и долгосрочного предотвращения рисков и обеспечения безопасности.

Ответственность перед третьими сторонами: разное законодательство в разных странах

Каждое запускающее спутники государство имеет своё законодательство в отношении страхования ответственности перед третьими сторонами. «Законы базируются на двух договорах ОНН, - говорит Джеймс Джонс, специалист по страхованию ответственности перед третьими сторонами «AGCS» в Великобритании. - В соответствии с договором о космосе 1967 года государства, запускающие спутники, несут международную ответственность за причинение любого ущерба в результате их космической деятельности или деятельности компании в их юрисдикции. Конвенция Организации Объединённых Наций 1971 года о международной ответственности за ущерб, причинённый космическими объектами, устанавливает правила об ответственности, которые включены в договор о космосе».

Во Франции, государстве, чаще других запускающем спутники, страхование ответственности перед третьими сторонами обязательно для всех операторов в соответствии с законом № 2008-518 от 3 июня 2008 года. До принятия этого закона французское правительство застраховало спутники, запускаемые с французской земли, от всех потенциальных происшествий, независимо от того, какое государство построило или запустило спутник. Данное страхование также включает и потенциальный ущерб, который французские спутники могут нанести в других странах. «Во исполнение закона о космосе французские операторы и операторы других стран, запускающие свои спутники с французской земли, должны застраховать ответственность перед третьими сторонами на сумму не менее 61 млн евро в целях защиты от ущерба в воздухе или на земле, - отметил Людовик Арно. - Сумма варьировалась от 50 до 70 млн евро, поэтому французское правительство зафиксировало её в рамках выдаваемой им официальной лицензии (обязательной по закону о космосе). К повышению суммы правительство Франции относится отрицательно. На практике оператор, управляющий запуском, покупает страхование ответственности перед третьими сторонами на этапе запуска и начальных работ на орбите (сроком на один год), которое также распространяется на его заказчиков, которым принадлежит спутник и которые осуществляют его эксплуатацию».

Максимальный предел ответственности во всех странах разный. «Обязательное страхование обычно приобретается сроком на один год после запуска спутника, и правительство Великобритании требует от операторов продолжать страховать ответственность перед третьими сторонами даже на орбите на сумму не менее 100 млн фунтов стерлингов, - сообщил Джеймс Джонс. - В США операторы спутников НОО должны страховать ответственность перед третьими сторонами на сумму 500 млн долларов США при запуске любого спутника, который будет впоследствии возвращён в плотные слои атмосферы. Это позволяет учитывать загруженность космического пространства и связанные с ней высокие риски. В идеале мы бы хотели, чтобы правительства требовали того же и от операторов спутников ГОО в будущем».

«Скоро космический туризм станет реальным».

Эрик МОРАЦИН, директор подразделения «Global Accounts» компании «Allianz Global Assistance»

«Allianz» и космический туризм

«Скоро космический туризм станет реальным, - считает Эрик Морацин, директор подразделения «Global Accounts» компании «Allianz Global Assistance». - К 2015 году потенциальный рынок может насчитывать 300.000 туристических полётов в год (источник: Международная ассоциация космического транспорта), и мы тоже внесём свой вклад в первые суборбитальные полёты».

Компания «Allianz Global Assistance» разрабатывает контракт для пассажиров, который планирует заключать с такими компаниями, как «Virgin Galactic», на туристический корабль которой уже продано 450 билетов. Благодаря такому контракту астронавты будут спокойны за гарантированное страхование при совершении полёта, которое включает страхование жизни и здоровья, а также компенсацию в случае задержки или отмены полёта.

О компании «About Allianz Global Corporate & Specialty»

«Allianz Global Corporate & Specialty» («AGCS») - специализированное подразделение, осуществляющее как корпоративное, так и узкоспециализированное страхование. «AGCS» предоставляет услуги консультирования в области страхования и управления рисками в таких сферах, как мореплавание, авиация и корпоративная деятельность, включая линии страхования в области энергетики, проектирования, финансов (включая страхование ответственности директоров и должностных лиц), страхования ответственности и собственности, включая международные программы страхования.

«Allianz Global Corporate & Specialty» осуществляет свою деятельность в более чем 150 странах в рамках сети «Allianz Group» и партнёрских сетей. В компании работают более 3.400 человек. Клиентская база насчитывает более чем половину из 500 крупнейших мировых компаний в рейтинге «Fortune Global» на 4,9 млрд евро в 2011 году по всему миру.

О компании «SpaceCo»

Компания «SpaceCo», специализированная дочерняя компания «Allianz Global Corporate & Specialty», - лидер в области страхования спутников. «SpaceCo» оказывает услуги в области страхования при запуске космических аппаратов, работ на орбите и вывода с орбиты клиентам, представляющим космические агентства, операторов и производителей спутников, поставщиков космической промышленности и конечных пользователей.

Компания продолжает развиваться, будучи пионером в области космического страхования. Начав с простого страхования запуска космических аппаратов, компания разработала портфель услуг, включающий анализ контрактов и консультирование, разработку программ страхования и реализацию альтернативных концепций по передаче рисков и работу с исками. «SpaceCo» благодаря «AGCS» географически досягаема для клиентов и финансово устойчива, а её специалисты предлагают клиентам сфокусированные и узкоспециализированные услуги. В 2011 общая сумма брутто-премий «SpaceCo» составила 116 млн долларов США.

Перевод с англ. Т. Суховой

Источник: Журнал «Рынок страхования»  № 9 (96), сентябрь 2012 г.