За последние несколько лет было запущено больше спутников, чем за все шесть десятилетий освоения космоса. 130 миллионов кусочков космического мусора размером более миллиметра вращаются вокруг Земли, угрожая спутникам сейчас и в будущем. Раз в неделю корпус спутника или ракеты бесконтрольно входит в нашу атмосферу. Поведение в космосе должно измениться.

Существует сценарий, называемый синдромом Кесслера, который может положить конец всем исследованиям космоса и существенно повлиять на нашу повседневную жизнь.
Эффект Кесслера предполагает, что столкновение даже двух крупных орбитальных спутников приведет к образованию тысяч и миллионов осколков, которые разлетятся во всех направлениях, поражая другие спутники и создавая новые осколки. Представьте себе цепную реакцию в ядерном заряде, экстраполированную до масштабов земной орбиты — это и будет эффект Кесслера.

Часть космического мусора падает на Землю:
по подсчетам специалистов, это порядка 150 тонн ежегодно.
Для отработанных космических кораблей, не сгоревших в атмосфере, существует кладбище в южной части Тихого океана, в 4000 километрах от побережья Новой Зеландии.

Еще одна серьезная опасность — это захоронения военно-космической техники с ядерными установками на высоте от 650 до 1000 км, вопрос утилизации которых также никак не решен. В случае падения такого объекта на Землю последствия могут быть серьезными, вплоть до масштабной катастрофы с эвакуацией населения.

Загрязнению околоземного космического пространства способствует запуск новых космических аппаратов, сопровождающийся оставлением на орбитах последних ступеней ракет носителей и разгонных блоков, а также операционных элементов (части пироболтов, крышки двигательных установок и др.). На орбитах остаются и закончившие работу космические аппараты.

Одним из самых крупных единоразовых засорений космоса стал американский проект «Вестфорд», реализованный в начале 60-х годов. Военные хотели создать искусственную ионосферу для обеспечения надежной связи. Для этого на орбиту отправили почти половину миллиарда тонких медных иголок. Иглы работали всего несколько недель, после чего разлетелись, превратившись в мусор. Большая их часть быстро сгорела в атмосфере, но более 40 скоплений до сих пор кружит на орбите.

В 2007 году КНР испытала технологию перехвата ИСЗ, выстрелив противоспутниковой ракетой в первый из серии собственных аппаратов, «Фэнъюнь 1C». К тому моменту аппарат уже не функционировал и представлял собой космический мусор. Ракета его уничтожила, взорвав почти на 2,5 тыс. частей.

Второй скачок произошел в 2009 году. Над территорией России рабочий на тот момент американский телекоммуникационный аппарат «Иридиум 33» столкнулся с нерабочим российским «Космосом 2251». О сближении устройств знали заранее, но «Космос» уже вышел из строя, а «Иридиум» не имел средств управления — поэтому предотвратить столкновение не смогли.
Это было первая известная авария двух искусственных объектов в космосе. В результате образовалось порядка 3 тыс. обломков.

Солнечный парус — по аналогии с обычным парусом на корабле — собирает энергию солнца, чтобы затормозить объект. При торможении его орбита начинает понижаться, со временем переходя в орбиту схода. Так объект благополучно падает на Землю, сгорая в верхних слоях атмосферы. Главный недостаток солнечного паруса — его размеры. Чтобы парус эффективно работал, его площадь должна быть соизмерима с небольшим футбольным полем. В условиях постоянного «обстрела» мелким космическим мусором на орбите будет проблематично развернуть такую структуру и сохранить ее работоспособность.
Кроме того, метод сложно использовать на аппаратах, которые уже запущены. Пока непонятно, как на них ставить солнечный парус, раскрывать и ориентировать так, чтобы получить нужный эффект.

Метод сопротивления атмосферы основан на том же эффекте паруса, но в атмосфере Земли. На орбите 500 км еще заметно влияние атмосферы. Ее плотность мала, но частицы газов еще можно использовать для торможения. Для этого предлагают использовать либо надувной шар-баллон, либо специальную пену, которая расширяется в несколько сотен раз. В обоих случаях площадь поперечного сечения объекта увеличивается, он замедляется, и орбита понижается. Метод с пеной безопасен, потому что для ее нанесения достаточно подлететь к объекту космического мусора, не захватывая его. Однако область его применения ограничена. На высоте больше 1000 км над поверхностью Земли атмосферы уже практически нет, поэтому торможение будет слабым.

Земля — это большой магнит с северным и южным полюсами и магнитным полем. Если в магнитном поле двигать проводник с током, возникнет сила Лоренца, которую можно использовать для торможения. Для этого с объекта космического мусора необходимо вертикально к Земле опустить трос и пустить по нему ток. Этот метод назван Электродинамическая тросовая система. У этого метода нет ограничений по высоте орбиты: магнитное поле Земли достаточно протяженно. Но для его использования нужно как-то прикреплять токопроводящие тросы на уже запущенные объекты космического мусора, а также позиционировать их по направлению к Земле.

Идея применить лазер заключается в том, чтобы, нагревая поверхность мусорного объекта, добиться испарения вещества. При определенных условиях это создаст механический импульс и приведет к торможению и снижению орбиты космического мусора. Один большой недостаток этого способа заключается в том, что, если разместить такую установку на Земле, ее работа будет слишком энергозатратной. Альтернативная идея — поставить установку на орбиту. Здесь будут сложности, как сориентировать аппарат, чтобы он всегда получал солнечную энергию, а лазер попадал на космический мусор. Но в принципе эти задачи решаемы.

Ещё одной идеей является использование ионных двигателей. Если поставить два таких двигателя на аппарат-уборщик, он сможет одновременно «дуть» на мусорный объект, смещая его с орбиты, и поддерживать собственную орбиту уборщика.
Главный плюс ионных двигателей — в малых энергозатратах. На пяти килограммах топлива один двигатель будет работать в течение года. По космическим меркам это очень мало. Хотя тяги ионного двигателя не хватает, чтобы эффективно перемещать космические корабли, для работы с мусором ее оказалось достаточно.

Еще один интересный метод основан на электростатическом взаимодействии — силе Кулона.
Если мы зарядим (создадим электростатическое силовое поле) аппарат-уборщик и объект космического мусора, то, управляя одним, сможем менять орбиту второго. В случае зарядов разного знака мы будем тащить мусор за уборщиком, а при одинаковом знаке — сталкивать мусор с орбиты.

Самая новая и достаточно оригинальная идея — гравитационный уборщик. Она состоит в том, чтобы создать большую массивную станцию, которая за счет массы от 100 тонн будет в своей сфере Хилла, как магнит, собирать на околоземных орбитах космический мусор. Каждый собранный объект будет увеличивать массу станции, увеличивая и ее сферу Хилла.

С помощью тросовой системы можем захватить мусорный объект сетью, гарпуном или иным устройством (как на рыбалке), а потом тащить его за собой: Методы жесткого и гибкого захвата на сегодняшний день наиболее отработаны, в том числе в ходе экспериментов на МКС, хотя для реального сбора мусора их пока не используют.