Kesslerjev sindrom in problem vesoljskih odpadkov

Sindrom ali učinek Donalda Kesslerja predpostavlja tak razvoj dogodkov, v katerih bo zaradi povečanja vesoljskih odpadkov povsem nemogoče izkoristiti najbližji prostor..

Kaj so vesoljski odpadki in od kod prihajajo

4. oktobra 1957 je ZSSR s prvim umetnim zemeljskim satelitom izstrelila raketo v vesolje. Nekaj ​​minut po izstrelitvi se je zaščitni stožec ločil od druge stopnje nosilne rakete in Sputnik-1 je prvi signal prenašal na tla. In v vesolju so se pojavili prvi vesoljski odpadki. To so bili ostanki rakete in prej omenjeni zaščitni stožec.

Že 60 let od takrat je vesolje postalo pravi koš za smeti. V tem času je bilo v vesolje izvedenih na tisoče izstrelitev, iz vsakega pa so se pojavili vesoljski odpadki. In še naprej se pojavlja...

V nizki zemeljski orbiti (od 160 km do 2000 km), kjer so vse naseljene vesoljske postaje in večina umetnih satelitov, je po različnih ocenah približno 220 - 300 tisoč predmetov kopenskega izvora s skupno maso do 5000 ton (informacije iz Wikipedije).

Večina teh predmetov je zelo majhnih. Nastali so že v vesolju: veliki predmeti občasno trčijo in tvorijo manjše. Zaradi tega količina vesoljskih odpadkov nenehno narašča. Tudi če nehamo izstreljevati nove rakete v vesolje, se bo količina naplavin povečala. Ne bo se povečala masa, temveč količina.

Nevarnost vesoljskih odpadkov

Niso nevarni vesoljski odpadki sami, ampak trčenje z njimi. Poleg tega je lahko velik predmet manj nevaren kot majhen. Če pogledamo od daleč, je zato mogoče vnaprej sprejeti ukrepe, da se temu izognemo.

Majhne smeti lahko spregledamo. In hitrosti v vesolju so takšne, da lahko celo centimeter velik objekt močno poškoduje vesoljsko plovilo in postane tudi smeti..

In če tako majhni predmeti zapolnijo ves prostor okoli Zemlje, potem nova vesoljska plovila preprosto ne bodo prišla do cilja, ne da bi trčila z njimi. To je Kesslerjev sindrom.

Takšen načrt je lahko tudi druga nevarnost: veliki vesoljski ostanki lahko postopoma zapustijo orbito in padejo na tla, ne pa popolnoma zgoreli v gostih plasteh ozračja. In potem je vprašanje, kam bo padel. Če v gozd, potem je v redu, če pa v naselje...

Nadzor vesoljskih odpadkov

Trenutno ni učinkovitih metod za boj proti vesoljskim odpadkom. Znanstveniki ga doslej le opazujejo, prepoznavajo nove predmete in na zemljevide postavljajo svoje razsodnike. Toda metode in metode čiščenja se razvijajo.

Uničenje ali zbiranje in odstranjevanje? Zaenkrat še ni jasno, kaj storiti z vesoljskimi odpadki. Nekateri znanstveniki predlagajo, da bi ustvarili vesoljska plovila, ki bi jih lahko sestavila. Drugi - da izhlapijo z močnimi laserji ali jih prisilijo, da padejo na tla, tako da izgorejo v gostih plasteh ozračja.

Zakaj vesoljski odpadki sami ne padejo na tla? Pada, vendar zahteva čas. Nekateri predmeti bodo za to potrebovali tisoče let. Vse je odvisno od tega, na kakšni razdalji so od tal: čim dlje mora preteči čas.

Zanimiva dejstva

Medsebojna hitrost leta dveh hipotetičnih predmetov vesoljskih odpadkov je približno enaka 10 kilometrov na sekundo.

Od konca 60. do sredine 80. let sta ZSSR in ZDA neodvisno drug od drugega izvedli številne teste protitelesnega orožja. Kot rezultat teh testov se je količina ostankov v vesolju povečala. Leta 1990 je rezultat teh testov 7% vesoljskih odpadkov.

11. januarja 2007 je kitajska protisatelitska raketa uničila zastareli kitajski satelit Fengyun-1C. Rezultati so bili na tisoče ruševin.

10. februarja 2009 se je zgodilo prvo trčenje dveh umetnih zemeljskih satelitov. Komunikacijska satelita "Cosmos-2251" (Rusija) in Iridium (ZDA) sta v trku tvorila 600 velikih in tisoče drobnih odpadkov.

Kesslerjev sindrom

Fundacija Wikimedia. 2010.

  • Karolin sindrom
  • Crumpy sindrom

Oglejte si, kaj je "Kesslerjev sindrom" v drugih slovarjih:

Kesslerjev učinek - Kesslerjev sindrom (učinek) je hipotetični razvoj dogodkov v okoli Zemlje, ko vesoljski ostanki, ki so posledica številnih izstrelitev umetnih satelitov, naredijo bližnji vesolje povsem neuporabno za...... Wikipedia

Vesoljski drobir - Razširjanje ruševin v vesolju blizu Zemlje Vesoljski drobir pomeni, da vsi umetni predmeti in njihovi drobci v vesolju, ki so že v okvari, ne delujejo in ne bodo mogli več služiti... Wikipedia

Umetni satelit Zemlje - Ta izraz ima druge pomene, glejte Umetni satelit. Prvi umetni Zemljin satelit... Wikipedia

Razbito obzorje - Shattered Horizon: Blast the Horizon Uradna naslovnica razvijalca Shattered Horizon... Wikipedia

Trk satelitov Kosmos-2251 in Iridium 33 - Kopija satelita sistema Iridium Trk satelitov Kosmos 2251 in Iridium 33 je prvi primer [1] trka dveh umetnih... Wikipedia

AES - Prvi umetni zemeljski satelit Gibanje umetnega zemeljskega satelita v geostacionarni orbiti Umetni zemeljski satelit (AES) je vesoljsko plovilo brez posadke, ki se vrti okoli Zemlje v geocentrični orbiti. Za orbito...... Wikipedije

Umetni zemeljski sateliti - prvi umetni zemeljski satelit Gibanje umetnega zemeljskega satelita v geostacionarni orbiti Umetni zemeljski satelit (AES) je vesoljsko plovilo brez posadke, ki se vrti okoli Zemlje v geocentrični orbiti. Za orbito...... Wikipedije

Umetni zemeljski satelit - Prvo gibanje umetnega zemeljskega satelita gibanja umetnega zemeljskega satelita v geostacionarni orbiti Umetni zemeljski satelit (AES) je vesoljsko plovilo brez posadke, ki se vrti okoli Zemlje v geocentrični orbiti. Za orbito...... Wikipedije

Keith (film) - Ta izraz ima druge pomene, glej Keith (večznačna opredelitev). Keith Keith Žanrska drama, melodrama... Wikipedia

Kesslerjev sindrom

Kesslerjev sindrom (učinek) je hipotetični razvoj dogodkov v okoli Zemlje, ko vesoljski ostanki, ki so posledica številnih izstrelitev umetnih satelitov, naredijo bližnji vesolje povsem neuporabno za praktično uporabo [1]. Donald Kessler je svojo hipotezo prvič objavil leta 1978 [Kessler, Cour-Palais, 1978]. Prve študije kaskadnega učinka so bile izvedene v [Eichler, Rex, 1992; Kessler, 1991; Kessler, Cour-Palais, 1978; Potter, 1993] in nekaj zadnjih v [Nazarenko, 2010; Kessler in sod., 2010]. [2]

Vsebina

  • 1 Videz in izginotje vesoljskih odpadkov
  • 2 Resnost
  • 3 Predlogi za zmanjšanje naplavin v vesolju
  • 4 Glej tudi
  • 5 Literatura
  • 6 Opombe

Pojav in izginotje vesoljskih odpadkov

Vsak satelit, vesoljska sonda ali misija s posadko so lahko potencialni vir vesoljskih odpadkov. Ko število satelitov v orbiti raste in obstoječi zastarajo, se poveča tveganje za snežni plaz Kesslerjevega sindroma..

Na srečo interakcija z atmosfero v nizkih zemeljskih orbitah, ki se najpogosteje uporablja [katera? ], postopoma zmanjšuje količino smeti. Tudi trki letal z ruševinami na nižjih nadmorskih višinah niso tako nevarni, saj v tem primeru vsa telesa izgubijo hitrost in s tem svojo kinetično energijo, nato pa praviloma izgorejo v gostih plasteh ozračja..

Na nadmorskih višinah, kjer je ogrevanje zaradi pojemka proti ozračju zanemarljivo [kaj? ], se življenjska doba vesoljskih odpadkov znatno poveča. Šibki vpliv atmosfere, sončni veter in privlačnost Lune lahko postopoma vodijo do zmanjšanja njene orbite, vendar to lahko traja več kot tisoč let..

Po NASA-inih modelih je bilo v nizki zemeljski orbiti (nadmorska višina 200-2000 km) od leta 2007 dovolj velikih naplavin in satelitov za pojav sindroma. Po izračunih se bodo v povprečju vsakih pet let zgodili veliki trki, tudi če bodo vesoljske izstrelitve popolnoma ustavljene in količina ruševin povečala [3].

Eden prvih, ki je o vesoljskih odpadkih spregovoril, je bil poljski pisatelj znanstvene fantastike Stanislaw Lem: »Okoli največjega planeta Sirius, pravega bisera tega planetarnega sistema, je nastal prstan kot Saturnovi obroči, ki pa je bil sestavljen iz praznih steklenic piva in limonade. Astronavt, ki leti po tej cesti, je prisiljen obiti ne samo oblake meteoritov, temveč tudi pločevinke, jajčne lupine in stare časopise. " Leta 1964 so se te besede iz "Spominov na Iiona tihega" zdele kot šala, zdaj pa je tak obroč okoli Zemlje že nastal. Z očesom ga seveda ni mogoče videti, vendar je že treba sprejeti zaščitne ukrepe.

Resnost

Zahrbtnost Kesslerjevega sindroma je v "domino učinku". Trk dveh dovolj velikih predmetov bo privedel do pojava velikega števila novih drobcev. Vsak od teh drobcev se lahko po drugi strani trči z drugimi odpadki, kar bo povzročilo "verižno reakcijo" nastajanja vedno več ostankov. Ob dovolj velikem številu trkov ali eksplozij (na primer pri trku med starim satelitom in vesoljsko postajo ali kot posledica sovražnih dejanj) lahko zaradi števila plazov podobnih novih drobcev vesolj blizu Zemlje postane popolnoma neprimeren za let [4].

Morda največje (vendar ne najnevarnejše) sproščanje vesoljskih odpadkov so v okviru projekta Westford izvedle ZDA. In to se je zgodilo leto pred "nastopom" Iyona Tikhiya. Nato je bilo v polarni orbiti z nadmorsko višino 3500–3800 km razpršenih 480 milijonov najtanjših bakrenih žic-dipolov (17,8 mm dolgih in 17,8 mikronov debelih). Ideja je bila ustvariti umetno okolje v vesolju, ki bi odražalo radijske valove za komunikacije na dolge razdalje, namesto nezanesljive ionosfere. Astronomi iz Britanske kraljeve družbe so se izrekli proti poskusu; v ZSSR je časopis Pravda objavil naslov "ZDA zasujejo prostor." TASS je izdal izjavo, da "ameriška vojska popolnoma prezre nevarne posledice, ki lahko nastanejo za človeštvo v povezavi z zamašitvijo bližnjega zemeljskega prostora zaradi takšnih poskusov." Kakor koli že, projekt je bil kmalu zaprt. Večina igel zaradi zelo majhne velikosti zapusti orbito v 10 letih. Toda tudi do leta 2016 je bilo še vedno zaslediti 38 kepic igel, ki se med izmetom niso ločile in kot sorazmerno veliki predmeti niso zapustile orbite..

ZDA, Rusija in EU ves čas spremljajo vesoljske odpadke. Danes spremljajo več kot 17,5 tisoč predmetov. Od tega je 6.000 aktivnih in nedelujočih vesoljskih plovil in raketnih stopnic ter skoraj 10.000 velikih ruševin (5-10 cm ali več). Orbite so določene za vse te predmete, vendar je nemogoče natančno napovedati njihovo gibanje. Prvič so napake pri merjenju položajev in hitrosti, drugič pa se orbite ruševin ves čas nekoliko spreminjajo. Najprej na njihovo gibanje vpliva upor ozračja, katerega gostota je na velikih nadmorskih višinah nestabilna. Določen prispevek je pritisk sončne svetlobe, ki je odvisen od odsevnih lastnosti in usmerjenosti predmeta. Obstaja vpliv geomagnetnega polja. Nazadnje, gravitacijska motenja z Lune, planetov in neenakomerna porazdelitev mase znotraj Zemlje ne omogočajo popolnoma natančnega računovodstva. Zato se predmeti "smeti" kljub svoji povsem klasični naravi v praksi pojavljajo kot oblaki verjetnosti.

Če v skladu z napovedjo verjetnost trka ISS s katerim koli predmetom preseže 0,01%, postaja vklopi motorje in izvede manevrski izmik. To je treba storiti v povprečju enkrat na leto, vendar so bili na primer leta 2012 taki manevri kar štirje. Včasih je prepozno zaznati grožnjo in ni časa za manever. V takih primerih se na postaji napove evakuacija: posadka obleče vesoljske obleke in se namesti v priklopljene vesoljske ladje - njihova velikost je veliko manjša in verjetnost zadetka manjša. Med delovanjem ISS se je to zgodilo štirikrat. [5] m

Težava pa je v tem, da je z Zemlje mogoče izslediti le velike ostanke - praviloma s premerom več kot 10 cm, a nobena zaščitna plošča se ne bo upirala niti centimetrskemu "projektilu", ki leti z orbitalno hitrostjo. Je za velikost večji od samodejne krogle, ki bi s takim pospeškom pridobivala energijo eksplodirajoče granate. In takih "granat" s centimetrskim premerom in več, po sodobnih ocenah okoli Zemlje leti že približno 700 tisoč. Koliko? Pravzaprav še ne zelo. Če bi bili vsi ti ostanki mine na zemeljskem površju, bi bila povprečna razdalja med njimi 25-30 km. In v vesolju se razlikujejo tudi po višini..

Eksplozivno uničenje ustvari na tisoče drobnih odpadkov v orbiti, ki jih večini ni mogoče izslediti z Zemlje. Ti drobci pa trčijo med seboj in se še bolj razbijejo. Ta eksplozija v orbitalnih odpadkih se po nasininem svetovalcu, ki je prvi opisal učinek, imenuje Kesslerjev sindrom. Nekontroliran razvoj Kesslerjevega sindroma lahko povzroči, da bodo vesoljski leti (ali vsaj dolgotrajno delo v nizkih orbitah) dolgo postali nemogoči..

Manjši kot je objekt in nižje se premika, bolj se upočasnjuje njegova zemeljska atmosfera. Iz nizkih orbit majhni ostanki hitro padejo na Zemljo in v atmosferi zgorejo. Tudi ISS, ki leti na višini 400 km, izgubi nadmorsko višino s hitrostjo približno 100 m na dan. Toda na nadmorski višini 700-1000 km smeti lahko stoletja krožijo okoli Zemlje, trčijo med seboj in ustvarjajo plohe ruševin. Prav na teh višinah, kjer ostanki živijo dolgo, je razvoj Kesslerjevega sindroma najbolj nevaren.

Zgoraj se začnejo zemeljski sevalni pasovi in ​​tja ne leti prav veliko satelitov - predvsem naprav globalnih sistemov za določanje položaja, zato se nabere malo ruševin. Izjema je geostacionarna orbita na višini 35.786 km, kjer je na stotine delujočih in zapuščenih vozil. Na sekajočih se progah ni hitrih trkov: hitrost relativnega gibanja je kot na parkirišču. Toda tudi oni lahko povzročijo resno škodo na krhkih antenah in sončnih kolektorjih in na servis ne morete odpeljati pretrpanega satelita. Zato so se v začetku 2000-ih, da bi se izognili težavam, odločili, da je treba vse nove satelite po zaključku obratovanja prenesti na t.i. orbita odstranjevanja je približno 300 km nad geostacionarno. [6]

Predlogi za zmanjšanje naplavin v vesolju

Težave z vesoljskimi odpadki ne bomo rešili sami. Število le velikih ostankov se približuje 20 tisoč, na Zemljo pa padejo povprečno en dan na dan (v obdobju sončnega maksimuma trikrat pogosteje zaradi ogrevanja in širjenja zgornjih slojev atmosfere in trikrat manj pogosto v obdobjih minimumov). Toda najpomembnejše je, da ima Kesslerjev sindrom že zdaj večjo vlogo pri množenju števila predmetov za smeti kot novi izstrelitvi v vesolje. zgoreli, ne puščajo nevarnih večjih delov, ali se prenesli v "pokopne orbite" (veliko višje od orbit satelitov GSO).

Razvijajo se tudi eksperimentalne metode za spreminjanje orbit elementov vesoljskih odpadkov, na primer z uporabo močnega zemeljskega kontinuiranega laserja [7] ali vesoljskih laserjev.

Rudnik. Kaj je Kesslerjev sindrom in s čim nas točno ogroža?

Eden prvih, ki je o vesoljskih odpadkih spregovoril, je bil poljski pisatelj znanstvene fantastike Stanislaw Lem: »Okoli največjega planeta Sirius, pravega bisera tega planetarnega sistema, je nastal prstan kot Saturnovi obroči, ki pa je bil sestavljen iz praznih steklenic piva in limonade. Astronavt, ki leti po tej cesti, je prisiljen obiti ne samo oblake meteoritov, temveč tudi pločevinke, jajčne lupine in stare časopise. " Leta 1964 so se te besede iz "Spominov na Iiona tihega" zdele kot šala, zdaj pa je tak obroč okoli Zemlje že nastal. Z očesom ga seveda ni mogoče videti, vendar je že treba sprejeti zaščitne ukrepe.

Morda največje (vendar ne najnevarnejše) sproščanje vesoljskih odpadkov so v okviru projekta Westford izvedle ZDA. In to se je zgodilo leto pred "nastopom" Iyona Tikhiya. Nato je bilo v polarni orbiti z nadmorsko višino 3500–3800 km razpršenih 480 milijonov najtanjših bakrenih žic-dipolov (17,8 mm dolgih in 17,8 mikronov debelih). Ideja je bila ustvariti umetno okolje v vesolju, ki bi odražalo radijske valove za komunikacije na dolge razdalje, namesto nezanesljive ionosfere. Astronomi iz Britanske kraljeve družbe so se izrekli proti poskusu; v ZSSR je časopis Pravda objavil naslov "ZDA zasujejo prostor." TASS je izdal izjavo, da "ameriška vojska popolnoma prezre nevarne posledice, ki lahko nastanejo za človeštvo v povezavi z zamašitvijo bližnjega zemeljskega prostora zaradi takšnih poskusov." Kakor koli že, projekt je bil kmalu zaprt. Večina igel zaradi zelo majhne velikosti zapusti orbito v 10 letih. Toda tudi do leta 2016 je bilo še vedno zaslediti 38 kepic igel, ki se med izmetom niso ločile in kot sorazmerno veliki predmeti niso zapustile orbite..

V maju in juniju 2007 je bilo na servisni modul ISS Zvezda nameščenih 17 dodatnih antifragmentacijskih plošč za zaščito pred majhnimi vesoljskimi odpadki. Za to sta kozmonavta Oleg Kotov in Fyodor Yurchikhin dvakrat odšla v vesolje. Med drugim od teh izhodov je bila na površini modula Zarya najdena luknja, podobna krogli. Podobno luknjo s premerom 6 mm, ki jo je prebil delček velikosti 1-2 mm, je leta 2013 v sončni bateriji postaje videl astronavt Chris Hadfield. Do zdaj takšna škoda na postaji ni povzročila resne škode. Vendar pa vedno obstaja nevarnost, da boste nepričakovano dobili luknjo..

Kroglasta luknja - majhen kamenček iz vesolja je šel skozi našo sončno mrežo. Vesel sem, da je zgrešil trup. pic.twitter.com/iBHFVfp1p8

ZDA, Rusija in EU ves čas spremljajo vesoljske odpadke. Danes spremljajo več kot 17,5 tisoč predmetov. Od tega je 6.000 aktivnih in nedelujočih vesoljskih plovil in raketnih odsekov ter skoraj 10.000 velikih odpadkov (5-10 cm ali več). Orbite so določene za vse te predmete, vendar je nemogoče natančno napovedati njihovo gibanje. Prvič so napake pri merjenju položajev in hitrosti, drugič pa se orbite ruševin ves čas nekoliko spreminjajo. Najprej na njihovo gibanje vpliva upor ozračja, katerega gostota je na velikih nadmorskih višinah nestabilna. Določen prispevek je pritisk sončne svetlobe, ki je odvisen od odsevnih lastnosti in usmerjenosti predmeta. Obstaja vpliv geomagnetnega polja. Nazadnje, gravitacijska motenja z Lune, planetov in neenakomerna porazdelitev mase znotraj Zemlje ne omogočajo popolnoma natančnega računovodstva. Zato se predmeti "smeti" kljub svoji povsem klasični naravi v praksi pojavljajo kot oblaki verjetnosti.

Če po napovedi verjetnost trka ISS s katerim koli predmetom preseže 0,01%, postaja vklopi svoje motorje in izvede manevrski izmik. To je treba storiti v povprečju enkrat na leto, vendar so bili na primer leta 2012 taki manevri kar štirje. Včasih je nevarnost mogoče zaznati prepozno in ni časa za manever. V takih primerih se na postaji napove evakuacija: posadka obleče vesoljske obleke in se namesti v priklopljene vesoljske ladje - njihova velikost je veliko manjša in verjetnost zadetka manjša. Med delovanjem ISS se je to zgodilo štirikrat..

Težava pa je v tem, da je z Zemlje mogoče izslediti le velike ostanke - praviloma s premerom več kot 10 cm, a nobena zaščitna plošča se ne bo upirala niti centimetrskemu "projektilu", ki leti z orbitalno hitrostjo. Je za velikost večji od avtomatske krogle, ki bi s takšnim pospeškom pridobivala energijo eksplodirajoče granate. In takšnih "granat" s centimetrskim premerom in več, po sodobnih ocenah okoli Zemlje leti že približno 700 tisoč. Koliko? Pravzaprav še ne zelo. Če bi bili vsi ti ostanki mine na zemeljskem površju, bi bila povprečna razdalja med njimi 25-30 km. In v vesolju se razlikujejo tudi po višini..

A to nas nikakor ne bi smelo pomiriti. Težave z vesoljskimi odpadki se šele začenjajo. Njeni drobci ne trčijo le z ISS, ampak tudi med seboj. Spomnite se zapleta "Gravitacija"?

Eksplozivno uničenje v orbiti ustvari na tisoče drobnih odpadkov, ki jih večini ni mogoče izslediti z Zemlje. Ti drobci pa trčijo med seboj in se še bolj razbijejo. Ta eksplozija v orbitalnih odpadkih se po nasininem svetovalcu, ki je prvi opisal učinek, imenuje Kesslerjev sindrom. Nekontroliran razvoj Kesslerjevega sindroma lahko privede do tega, da bodo vesoljski leti (ali vsaj dolgotrajno delo v nizkih orbitah) dolgo postali nemogoči..

Manjši kot je objekt in nižje se premika, bolj se upočasnjuje njegova zemeljska atmosfera. Iz nizkih orbit majhni ostanki hitro padejo na Zemljo in v atmosferi zgorejo. Tudi ISS, ki leti na višini 400 km, izgubi nadmorsko višino s hitrostjo približno 100 m na dan. Toda na nadmorski višini 700-1000 km smeti lahko stoletja krožijo okoli Zemlje, trčijo med seboj in ustvarjajo plohe ruševin. Prav na teh višinah, kjer ostanki živijo dolgo, je razvoj Kesslerjevega sindroma najbolj nevaren.

Zgoraj se začnejo zemeljski sevalni pasovi in ​​tja ne leti prav veliko satelitov - predvsem naprav globalnih sistemov za določanje položaja, zato se nabere malo ruševin. Izjema je geostacionarna orbita na višini 35.786 km, kjer je na stotine delujočih in zapuščenih vozil. Na sekajočih se progah ni hitrih trkov: hitrost relativnega gibanja je kot na parkirišču. Toda tudi oni lahko povzročijo resno škodo na krhkih antenah in sončnih kolektorjih in na servis ne morete odpeljati pretrpanega satelita. Zato so se v začetku 2000-ih, da bi se izognili težavam, odločili, da je treba vse nove satelite po zaključku obratovanja prenesti na t.i. orbita za odlaganje - približno 300 km nad geostacionarjem.

Vizualizacija, kako se je povečalo število predmetov v zemeljski orbiti, ki jo je ustvaril Inštitut za vesoljske sisteme Tehniške univerze Braunsheig. Prikazani so sateliti (rdeča), raketna telesa (rumena), različni majhni deli, kot so vijaki in pokrovi leč (zelena), trdna žlindra raketnega motorja (modra) in ostanki zaradi trkov (bela). Vir: youtube.com

Študije kažejo, da je že v začetku tega stoletja število predmetov blizu Zemlje preseglo mejo, ko se je Kesslerjev sindrom začel odmirati. Tudi če bi se izstrelitve vesolja nenadoma ustavile pred 10 leti, bi količina vesoljskih odpadkov v orbiti še naprej naraščala zaradi trkov. Zdaj so stvari še slabše.

Leta 2007 je Kitajska preizkusila protitelesno raketo Fengyun-1C. Raketa s kinetičnim orožjem (preprosto rečeno ovnom) je uničila razgrajeni meteorološki satelit na višini 865 km, torej ravno v najbolj nevarnem območju. Rezultat je bil največji izpust vesoljskih odpadkov v zgodovini. Do oktobra 2016 je bil "odmev" tega dogodka 3438 velikih naplavin. Devet let jih je 571 zgorelo v ozračju, ostali se še naprej gibljejo po svojih orbitah. Toda nastalo je veliko več majhnih drobcev. Nihče jih ni videl in njihovo število je mogoče oceniti le približno. Nekateri viri pravijo, da je približno 40 tisoč drobcev več kot centimeter, v drugih pa približno 150 tisoč, ne da bi navedli velikost. Škodljivi učinek tega dogodka presega celo vesoljske jedrske preizkušnje konec petdesetih in zgodnjih šestdesetih let, ko so naboji eksplodirali na višini največ 500 km.

Minilo je nekaj več kot dve leti in 10. februarja 2009 se je zgodilo prvo resno trčenje, ki je uničilo aktivno vesoljsko plovilo - satelit globalnega komunikacijskega sistema Iridium. Trčil je v razgrajeni ruski satelit "Kosmos-2251", izstreljen leta 1993. Zgodilo se je nad polotokom Taimyr na nadmorski višini 789 km - spet v najbolj nesrečnem kraju. Sateliti so potovali v skoraj pravokotnih smereh in trčili s hitrostjo 11,7 km / s. Kot rezultat je nastalo več kot 2 tisoč velikih drobcev in več deset tisoč majhnih. Porazdeljeni so predvsem po orbiti obeh satelitov, nekateri pa precej močno odstopajo od njih..

Ta dva dogodka sta skupaj povečala količino velikih vesoljskih odpadkov, ki so jim sledili za približno 1,5-krat. Brez njih bi v 20-30 letih dosegli enako raven ruševin v vesolju. In zdaj napovedi zvenijo precej zaskrbljujoče: spopadi, kakršni so se zgodili leta 2009, se bodo zgodili približno vsakih pet let..

Težave z vesoljskimi odpadki ne bomo rešili sami. Število le velikih ostankov se približuje 20 tisoč, na Zemljo pa padejo povprečno en dan na dan (v obdobju sončnega maksimuma trikrat pogosteje zaradi ogrevanja in širjenja zgornjih slojev atmosfere in trikrat manj pogosto v obdobjih minimumov). A kar je najpomembneje, Kesslerjev sindrom že ima večjo vlogo pri množenju števila predmetov za smeti kot novi izstrelitvi v vesolje..

Strokovnjaki pozivajo, naj se ne paničite, češ da izvajanje scenarija, ki ga je opisal Kessler, ne bo privedlo do popolne nezmožnosti vesoljskih letov, temveč bo le povečalo njihovo zapletenost in stroške zaradi potrebe po nenehnem manevriranju in izogibanju ruševinam. Prav tako ne bo vplival na visoke orbite, kjer večina ruševin ne bo imela dovolj energije za dvig. Toda cene in tveganja pri raziskovanju vesolja so še vedno zelo visoki. Če se še povečajo, potem astronavtika tvega, da končno izgubi svojo ekonomsko privlačnost. Zato se zdaj vse vesoljske agencije ukvarjajo z iskanjem aktivnih ukrepov za boj proti vesoljskim odpadkom. Ampak to je ločena tema..

Aleksander Sergeev

Kesslerjev učinek in še 10 izrazov iz astronavtike, ki jih morate poznati

Nekaj ​​pomembnih izrazov iz znanosti o vesoljskih poletih v preprostem jeziku

Orbito lahko označimo kot pot nebesnega telesa v gravitacijskem polju drugega telesa. Privlačnost nebesnega telesa ne dopušča, da bi satelit odletel, centrifugalna sila pa ne pade. Umetni sateliti Zemlje in planeti imajo orbite. Zemlja se giblje v orbiti okoli sonca. Toda naša zvezda se sama giblje po orbiti okoli središča Galaksije. Sonce naredi eno revolucijo v 225–250 milijonih let in se giblje po svoji orbiti s hitrostjo 217 km / s. Tudi Galaxy se premika. Njegova hitrost glede na sevanje relikvije v ozadju je 552 km / s. Toda najverjetneje to ni orbitalna hitrost. Znanstveniki verjamejo, da se Mlečna pot in sosednje galaksije premikajo proti Velikemu privlaku, ki je gravitacijsko središče Laniakee, superkope galaksij, ki ga seveda težko imenujemo naš dom, toda naša regija lahko.

Da bi bil satelit dovolj dolgo v orbiti, mora biti njegova hitrost enaka ali večja od prve kozmične hitrosti, vendar ne večja od druge kozmične hitrosti. Če je hitrost satelita Zemlje manjša, bo padel na površje planeta, če več, pa bo že postal sončni satelit.

Prvi leti v vesolje pogosto niso bili orbitalni leti. To pomeni, da je vesoljsko plovilo prečkalo Karmanovo črto - pogojno mejo ozračja in vesolja -, vendar ni postalo umetni satelit Zemlje. Tako je na primer prvi Američan v vesolju Alan Shepard naredil suborbitalni let.

Tri tedne po letu Jurija Gagarina 5. maja 1961 je nosilna raketa Redstone v vesolje izstrelila vesoljsko plovilo Mercury-Redstone-3 z Alanom Shepardom. Vesoljsko plovilo je doseglo nadmorsko višino 186,5 kilometra, nato pa je pristalo v oceanu. Skupno je let trajal približno 15,5 minut. Od tega je bil Shepard približno 5 minut v stanju breztežnosti. Gagarin je bil v vesolju 1 uro in 48 minut. In za razliko od ameriške vesoljske ladje je Vostok-1 naredil eno orbito okoli planeta, nato pa je nadzorovan spust na Zemljo.

Suborbitalni leti so turistično zelo perspektivni. Zdi se, da so v primerjavi s polnopravnimi vesoljskimi leti cenejši. Ameriško podjetje Blue Origin ravno stavi nanje. Ladja in suborbitalna raketa podjetja za večkratno uporabo sta poimenovana po Shepard - New Shepard. Po ustaljeni definiciji je suborbitalni let vesoljski let letala po balistični poti s hitrostjo, nižjo od prve vesoljske hitrosti. Se pravi takšna hitrost, ki ni dovolj za izstrelitev umetnega zemeljskega satelita v orbito.

Zakaj se je torej raziskovanje vesolja v nekaterih državah začelo s suborbitalnimi leti? Preprosto postavljanje satelita v orbito zahteva večjo hitrost izstrelitve in zato zahteva večjo raketno moč kot "preprost" polet v vesolje. Primerjajte vsaj raketi New Shepard in Falcon 9. Prva vesoljska hitrost našega planeta je 7,9 km / s. Toda, če želite na primer premagati gravitacijo Zemlje, če želite na primer zagnati samodejne medplanetarne postaje, morate doseči hitrost 11,2 km / s..

Vsako nebesno telo ima svoje vrednosti kozmičnih hitrosti. Luna je veliko manj masivna od Zemlje, zato sta tako prva kot druga kozmična hitrost tu nižji. Za vstop v obkrožno orbito (na primer za vrnitev z lunine površine na ladjo, ki je ostala v obkroženi orbiti) je potrebna hitrost 1,7 km / s. Za začetek leta na Zemljo - že 2,4 km / s.

Geostacionarna orbita (GSO) je verjetno najdražja orbita med vsemi v okolici Zemlje. Število mest na njem je omejeno iz objektivnih razlogov. Njegova dolžina je 264.924 km, na njej pa je lahko le določeno število satelitov, da ne bi motili drug drugega. Ni naključje, da so nekatere ekvatorialne države v različnih časih GSO predstavljale svoje "teritorialne" zahteve. Brazilija, Kolumbija, Indonezija, Kongo, Kenija in druge države so poskušale prevzeti orbito pod svojo suverenostjo.

Edinstvenost orbite je posledica dejstva, da gre strogo nad ekvatorjem in le na eni višini - 35 786 km nadmorske višine. Le na tej nadmorski višini ima satelit, ki kroži v smeri vrtenja Zemlje, orbitalno obdobje, enako zemeljskemu. Tako lahko satelit lebdi nad eno točko. Za opazovalca z Zemlje bo vedno v eni točki na nebu - stoječi točki. In če je tako, potem to omogoča sprejem signala in predvsem televizijskega signala za uporabo razmeroma preproste in poceni opreme - satelitskih krožnikov. Mimogrede, postajna točka satelita Eutelsat 36B, s katere Tricolor TV oddaja v evropski del Rusije, je 36 ° E. e. Neposredno je nad ozemljem Kenije.

Seveda ima geostacionarna orbita številne prednosti. A kljub temu se oddajanje satelitske televizije pri nas ni začelo z njo. Prvi sovjetski komunikacijski satelit Molniya-1 je bil izstreljen v visoko eliptično orbito. Njegov apogej (največja višina) je dosegel 40.000 kilometrov in v vsaki drugi orbiti je bil nad ozemljem ZSSR. Naklon orbite je bil 63,4 °. Zahvaljujoč temu so satelitske postaje dobro videle sprejemne postaje skoraj po vsej državi..

Seveda ni šlo za sprejem signala na antenah, kot so sodobne satelitske antene. Za razliko od geostacionarnih satelitov, ki so v enem trenutku lebdeli, se je Molniya-1 ves čas premikal po nebu. Usmerjenost satelita na nebu so neprekinjeno spremljale velike parabolične antene, ki so se obračale in sledile njegovemu gibanju.

Ta orbita je bila izbrana iz dveh razlogov. Takrat, in to je začetek 60. let, ZSSR preprosto ni imela nosilnih raket, ki bi lahko izstrelile satelite v geostacionarno orbito. Drugi razlog je bil, da geostacionarna orbita ne dovoljuje televizijskega oddajanja in komunikacij na visokih zemljepisnih širinah in na skrajnem severu..

Kot smo že omenili, je bil naklon orbite Molniya 63,4 °. Naklon geostacionarne orbite je 0 °. Kot je razvidno iz te primerjave, je naklon orbite umetnega satelita Zemlje kot med ravnino njene orbite in ravnino ekvatorja planeta. Geostacionarni sateliti se nahajajo neposredno nad ekvatorjem, zato je njihov naklon orbite enak nič. Tako kot v primeru orbite Molniya je tudi nagib orbite zelo praktičen..

Ruska nacionalna orbitalna vesoljska postaja, ki bo morda nadomestila ISS po letu 2024, naj bi uporabljala orbito z naklonom, podobnim naklonu prvih komunikacijskih satelitov (64,8 stopinje). To bo zlasti omogočilo učinkovitejšo dostavo blaga s kozmodromov, ki se nahajajo na ruskem ozemlju..

Praviloma sta pojma "satelit" in "vesoljsko plovilo" identificirana. Toda, strogo gledano, niso povsem enake stvari. Pod satelitom najprej mislimo na umetni zemeljski satelit (AES) - vesoljsko plovilo, ki se vrti okoli Zemlje v geocentrični orbiti. Vesoljsko plovilo je širši koncept, uporablja se kot splošno ime za tehnične naprave, ki se uporabljajo za izvajanje različnih nalog v vesolju.

Vesoljsko plovilo, ki leti na Jupiter, lahko seveda imenujemo tudi satelit - satelit Sonca, njegova pot pa ima obliko orbite okoli Sonca. Toda take naprave se praviloma imenujejo sonde ali avtomatske medplanetarne postaje. Avtomatizirana medplanetarna postaja (AMS) je vesoljsko plovilo, zasnovano za letenje v medplanetarnem vesolju (ne v geocentrični orbiti).

Avtomatska medplanetarna postaja je danes praktično edina pot do planetov sončnega sistema. Primeri tega sta vesoljsko plovilo Luna-1, ki je prvič zapustilo gravitacijsko območje Zemlje leta 1959, in vesoljsko plovilo Yuno, ki je letos doseglo Jupitrovo orbito. Toda malo ljudi misli, da medplanetarne sonde letijo na svoje cilje sploh ne po ravni in za let ne uporabljajo le motorjev, temveč tudi gravitacijo planetov z gravitacijskimi manevri.

Gravitacijski manever je pospešek, pojemek ali sprememba smeri leta vesoljskega plovila pod vplivom gravitacije nebesnih teles. Običajno se uporablja za varčevanje z gorivom in dodaten pospešek. Torej, AMS "Juno" se je med letom na Jupiter vrnil na Zemljo in je zaradi gravitacijskega manevra leta 2013 svojo hitrost povečal skoraj trikrat. In šele po tem sem šel do cilja.

Življenjska doba satelitov v orbiti je več let. Nekateri, ki se nahajajo v nizkih orbitah, po opravljenem poslanstvu vstopijo v zemeljsko atmosfero in izgorejo. Čeprav v nekaterih primerih naplavine dosežejo površino Zemlje. Kot na primer pri postaji Mir. Toda vesoljska plovila v višjih orbitah so lahko na njih tisoče let. Kar seveda ovira naslednje vesoljske polete. To še posebej velja za geostacionarno orbito, ki, kot veste, ni brez dimenzij. Zato se vesoljska plovila na ostankih goriva pred koncem njihove življenjske dobe odpeljejo v tako imenovano orbito za odlaganje. To zmanjša verjetnost trkov z drugimi sateliti in sprosti prostor v orbiti. Za geostacionarne satelite se takšna orbita nahaja na nadmorski višini 200 km nad GSO.

Od izstrelitve prvega satelita v vesolje je v orbiti ostalo ogromno umetnih predmetov: zastareli sateliti, izrabljene raketne stopnje, ojačevalni bloki, ostanki eksplodiranih vesoljskih ladij in drobci, ki so nastali kot posledica satelitskih trkov. Prej ali slej bo zamašitev bližnje zemeljske orbite z vesoljskimi odpadki privedla do dejstva, da bo bližnji vesolje postalo popolnoma neuporabno za praktično uporabo. Ta scenarij neugodnega razvoja situacije (kasneje poimenovan po njem) je prvič podrobno opisal NASA-in svetovalec Donald Kessler.

Zahrbtnost Kesslerjevega sindroma je tudi v tem, da več ko je predmetov v orbiti, večja je verjetnost, da bodo trčili. Če trčita dva dovolj velika predmeta, bo prišlo do videza velikega števila drobcev. In vsak od njih je sposoben trčiti z drugimi. Verižna reakcija bo povzročila pojavljanje vedno več ostankov in s tem tudi pojavljanje vedno več vesoljskih odpadkov..

Kesslerjev sindrom in problem vesoljskih odpadkov

Sindrom ali učinek Donalda Kesslerja predpostavlja tak razvoj dogodkov, v katerih bo zaradi povečanja vesoljskih odpadkov povsem nemogoče izkoristiti najbližji prostor..

Kaj so vesoljski odpadki in od kod prihajajo

4. oktobra 1957 je ZSSR s prvim umetnim zemeljskim satelitom izstrelila raketo v vesolje. Nekaj ​​minut po izstrelitvi se je zaščitni stožec ločil od druge stopnje nosilne rakete in Sputnik-1 je prvi signal prenašal na tla. In v vesolju so se pojavili prvi vesoljski odpadki. To so bili ostanki rakete in prej omenjeni zaščitni stožec.

Že 60 let od takrat je vesolje postalo pravi koš za smeti. V tem času je bilo v vesolje izvedenih na tisoče izstrelitev, iz vsakega pa so se pojavili vesoljski odpadki. In še naprej se pojavlja...

V nizki zemeljski orbiti (od 160 km do 2000 km), kjer so vse naseljene vesoljske postaje in večina umetnih satelitov, je po različnih ocenah približno 220 - 300 tisoč predmetov kopenskega izvora s skupno maso do 5000 ton (informacije iz Wikipedije).

Večina teh predmetov je zelo majhnih. Nastali so že v vesolju: veliki predmeti občasno trčijo in tvorijo manjše. Zaradi tega količina vesoljskih odpadkov nenehno narašča. Tudi če nehamo izstreljevati nove rakete v vesolje, se bo količina naplavin povečala. Ne bo se povečala masa, temveč količina.

Nevarnost vesoljskih odpadkov

Niso nevarni vesoljski odpadki sami, ampak trčenje z njimi. Poleg tega je lahko velik predmet manj nevaren kot majhen. Če pogledamo od daleč, je zato mogoče vnaprej sprejeti ukrepe, da se temu izognemo.

Majhne smeti lahko spregledamo. In hitrosti v vesolju so takšne, da lahko celo centimeter velik objekt močno poškoduje vesoljsko plovilo in postane tudi smeti..

In če tako majhni predmeti zapolnijo ves prostor okoli Zemlje, potem nova vesoljska plovila preprosto ne bodo prišla do cilja, ne da bi trčila z njimi. To je Kesslerjev sindrom.

Takšen načrt je lahko tudi druga nevarnost: veliki vesoljski ostanki lahko postopoma zapustijo orbito in padejo na tla, ne pa popolnoma zgoreli v gostih plasteh ozračja. In potem je vprašanje, kam bo padel. Če v gozd, potem je v redu, če pa v naselje...

Nadzor vesoljskih odpadkov

Trenutno ni učinkovitih metod za boj proti vesoljskim odpadkom. Znanstveniki ga doslej le opazujejo, prepoznavajo nove predmete in na zemljevide postavljajo svoje razsodnike. Toda metode in metode čiščenja se razvijajo.

Uničenje ali zbiranje in odstranjevanje? Zaenkrat še ni jasno, kaj storiti z vesoljskimi odpadki. Nekateri znanstveniki predlagajo, da bi ustvarili vesoljska plovila, ki bi jih lahko sestavila. Drugi - da izhlapijo z močnimi laserji ali jih prisilijo, da padejo na tla, tako da izgorejo v gostih plasteh ozračja.

Zakaj vesoljski odpadki sami ne padejo na tla? Pada, vendar zahteva čas. Nekateri predmeti bodo za to potrebovali tisoče let. Vse je odvisno od tega, na kakšni razdalji so od tal: čim dlje mora preteči čas.

Zanimiva dejstva

Medsebojna hitrost leta dveh hipotetičnih predmetov vesoljskih odpadkov je približno enaka 10 kilometrov na sekundo.

Od konca 60. do sredine 80. let sta ZSSR in ZDA neodvisno drug od drugega izvedli številne teste protitelesnega orožja. Kot rezultat teh testov se je količina ostankov v vesolju povečala. Leta 1990 je rezultat teh testov 7% vesoljskih odpadkov.

11. januarja 2007 je kitajska protisatelitska raketa uničila zastareli kitajski satelit Fengyun-1C. Rezultati so bili na tisoče ruševin.

10. februarja 2009 se je zgodilo prvo trčenje dveh umetnih zemeljskih satelitov. Komunikacijska satelita "Cosmos-2251" (Rusija) in Iridium (ZDA) sta v trku tvorila 600 velikih in tisoče drobnih odpadkov.

Kako očistiti vesoljske ostanke iz orbite?

Težave s človeškimi smeti se na Zemlji ne končajo - sledijo nam v vesolje. Na tisoče ton zapuščenih satelitov, izrabljenih raketnih delov in potujočih odpadkov zdaj kroži naš planet z neverjetno hitrostjo, količina vesoljskih odpadkov pa vsako leto narašča..

Od začetka vesoljske dobe je bilo izvedenih več kot 4.900 izstrelitev - v orbiti je parkiralo več kot 6.600 satelitov. Od tega jih 3600 ostane v vesolju, od tega le 1.000 deluje normalno. Nedvomno smo v orbito spravili precej razbitin - in to nam je ušlo izpod nadzora. Približno 65% orbitalnih ostankov v katalogu je posledica trkov v orbiti.

Skupna količina vesoljskih odpadkov je zdaj:

  • 30.000 kosov ruševin čez 10 centimetrov
  • 670.000 ruševin nad 1 centimeter
  • 170 milijonov ruševin več kot 1 milimeter

Ti predmeti vključujejo izrabljene zgornje stopnje izstrelkov, razgrajene ali pokvarjene satelite, adapterje za izstrelitev, pokrovčke leč in celo tanke bakrene žice - vse, kar spremlja izstrelitev rakete. Predmete spremlja ameriška mreža za vesoljski nadzor, ki katalizira vesoljske odpadke v razponu od 5 do 10 centimetrov v nižji zemeljski orbiti in do 1 metra v geostacionarni orbiti.

Pa vendar se obrne

10-centimetrski kos vesoljskih odpadkov lahko popolnoma razbije satelit, centimeter pa bo popolnoma onemogočil vesoljsko plovilo in prebil ščite Mednarodne vesoljske postaje. Celo milimetrski objekt lahko uniči občutljive podsisteme..

In pride do spopadov. Prvo nenamerno trčenje dveh satelitov se je zgodilo 10. februarja 2009, 776 kilometrov nad Sibirijo. Zasebni ameriški komunikacijski satelit Iridium 33 in ruski vojaški satelit Kosmos-2251 sta trčila s hitrostjo 11,7 km / s. Oba satelita sta bila popolnoma uničena in ustvarila več kot 2200 sledljivih fragmentov. Za primerjavo: potniško letalo leti 80-krat počasneje.

Kesslerjev sindrom

Izmišljeni scenarij je bil uporabljen tudi v filmu "Gravitacija". Rusi so z raketo uničili enega svojih satelitov. Rezultat je masivno drobirsko polje, ki se vsakih 90 minut vrti okoli Zemlje in sproži tudi verižno reakcijo - Kesslerjev sindrom - trči z drugimi sateliti in ustvarja maso. Takšen vesoljski plaz. In kot je pokazal film, je najbolje, da ji ne stojimo na poti.

Pravzaprav se je ta situacija že zgodila, le v precej manjšem obsegu. Leta 2007 je kitajska vojska v okviru demonstracije sile sestrelila eno od nedelujočih vremenskih postaj in po naključju vrgla na tisoče ruševin v orbito..

Možnosti, da se bo začel Kesslerjev sindrom, vsako leto naraščajo, ko se poveča količina smeti v orbiti..

Kako odstraniti vse te smeti? Ali bomo kdaj uspeli očistiti ogromno ruševine, kot je prikazano v gravitaciji? Odgovor je pritrdilen, vendar je treba vzeti veliko kreativnosti in potrpljenja..

Malo preventive

Preden se lotimo dejanskega čiščenja, je vredno spregovoriti o preprečevanju in sanaciji. Na primer, lahko začnemo narediti satelite in vesoljske postaje bolj trpežne. Okrepiti zaščito pred udarci (vesoljski odpadki in meteorna telesa). Tudi sateliti morajo biti bolj vodljivi.

Pri tem moramo storiti vse, da preprečimo pojav vesoljskih odpadkov. Da bi se izognili trkom, je treba na primer vnaprej poznati orbite vseh ostankov in možnih ciljev. Na srečo te informacije zagotavljajo ZDA Strateško poveljstvo (USSSTRATCOM). Urad Evropske vesoljske agencije za vesoljske odpadke ponuja napovedi dogodkov in ocene tveganja trčenja kot storitev za misije ESA in tretje osebe.

Obetavni načini čiščenja zemeljske orbite

Čas je torej, da očistimo zemeljsko orbito iz vesoljskih odpadkov. Znanstveniki in inženirji so predlagali veliko različnih strategij za aktivno čiščenje vesoljskih odpadkov, dobrih in ne tako dobrih. Poglejmo si seznam najboljših kandidatov.

Dobra stara potegalka in harpuna

Bolj znan kot ElectroDynamic Debris Eliminator (EDDE), je ideja poslati satelit v vesolje, oborožen z mrežo in harpuno. Dejansko je mogoče s konvencionalnim omrežjem zajeti satelite in druge predmete, ki so se izgubili. Ta načrt je poceni, priročen in lahko potuje s katero koli misijo v nizko zemeljsko orbito..

Takšni sateliti bi lahko manevrirali po celotni LEO in odstranili dobesedno vse cilje. Poleg tega bi jih lahko uporabili večkrat in tako odstranili več ciljev. Razvijalci verjamejo, da bi lahko EDDE v treh letih odstranil 136 predmetov - 12 EDDE pa bi lahko v sedmih letih iz LEO odstranili 2.465 predmetov, ki tehtajo več kot 2 kilograma.

Vendar bo tak načrt deloval le z velikimi predmeti..

Vesoljski baloni

Zakaj uporabljati mreže, ko obstajajo baloni? Ta ideja se imenuje Gossamerjeva naprava za spuščanje orbite ali sistem GOLD in jo je predlagala Christine Gates. Koncept uporablja zelo velik in tanek balon, ki bo objekt ovil in za nekaj stokrat povečal njegovo aerodinamično upornost, s čimer bo padel v zemeljsko atmosfero. Sistem GOLD bi lahko pospešil naravno izločanje nekaterih predmetov iz nekaj stoletij na več mesecev. Napihljiv sistem je preprost in učinkovit, vsaj na papirju.

Jet vlačilec

Za večje predmete bi lahko uporabili ločene samomorilne robote za pogon satelitov proti ponovnemu vstopu v ozračje. EPFL-ov projekt CleanSpaceOne na primer vključuje satelitsko kocko, ki bo lovila, zajela in uničila vesoljske odpadke. Res je, stroški bodo pretirano visoki - približno 200 milijonov dolarjev za vsako misijo..

Sončno jadro

Vesoljski center Surrey dela na HybridSail, sistemu, ki združuje veliko odsevno jadro, ki ga je mogoče razstaviti, z vrvmi, da vleče predmete iz orbite. Sistem bo prinesel predmete iz orbite zaradi aerodinamičnega upora in izmenjave giba z napolnjenimi vrvmi in ionosfersko plazmo..

V tej shemi mora majhna satelitska kocka pristati s kosom vesoljskih odpadkov. Nato bi z uporabo magnetnega sistema za nadzor položaja stabiliziral zvitek, naklon in naklon predmeta. Nato bi razporedil kable in plul 5 x 5 metrov ter sprožil fazo odstranjevanja.

V orbito bi lahko spustili oblak volframovega prahu, da bi ustvarili atmosferski upor na nadmorski višini. Z zmanjšanjem hitrosti bi bila ogrožena celovitost orbit tisočerih vesoljskih odpadkov. Majhni koščki ruševin bi se postopoma spuščali s svojih orbit v nekaj desetletjih (ne takojšnja odločitev).

Da bi to naredili, je treba na višini približno 1000 kilometrov sprostiti oblak volframovega prahu - drobnih delcev, ki ne presegajo 30 mikronov - in tako ustvariti sorazmerno debelo plast majhnih delcev snovi, ki bodo popolnoma zavili planet. Volfram, ki je skoraj dvakrat gostejši od svinca, bo dodal znatno težo vsakemu predmetu, na katerem se zatakne.

Odlična ideja - kot nalašč za Kesslerjev sindrom - vendar ne bo delovala pri velikih predmetih.

Poleg tega bi to lahko imelo katastrofalne posledice za druge orbite, ki krožijo, kot so delujoči sateliti. Poškoduje lahko tudi občutljivo opremo, kot so sončni kolektorji. Zato je nanjo mogoče gledati le kot na model "ponastavitve" - ​​popolno čiščenje zemeljske orbite.

Ta možnost je nekoliko čudna: balistični sistem za odstranjevanje orbital. Po besedah ​​Jamesa Hollopeterja iz satelita GIT lahko rakete, napolnjene z vodo, pošljemo v vesolje. Po raztovarjanju tovora v orbito se bo pojavilo polje kristalizirane vode, v katero bodo orbitalni ostanki padli, se upočasnili in izstopili iz orbite. Sliši se nenavadno - toda ideja je podobna možnosti volframovega prahu. Vode imamo v izobilju, robotski sateliti pa so zapleteni, krhki in dragi..

Preusmeritev z laserjem

Toda delo z zemeljskimi laserji. Laser Orbital Debris Removal ali LODR bo uporabljal močne impulzne laserje, ki streljajo s površine in ustvarjajo plazemske curke na vesoljskih odpadkih. To bo povzročilo, da se smeti upočasnijo in ponovno vstopijo v ozračje ter padejo v ocean. Tehnologije že imamo, poleg tega že 15 let, a po načrtu bo en objekt stal do milijon dolarjev.

Druga podobna ideja je satelit, ki lahko strelja z električno nabitimi atomi ali ioni, postopoma upočasni in vleče predmet na Zemljo..

Namesto da bi predmete prijeli s kremplji, harpuni in mrežami, bi lahko premikali velike predmete, ne da bi se jih dotaknili. Prav tako jih ni treba potiskati v ozračje - lahko bi jih spravili v geosinhrono orbito..

V ta namen morajo biti čistilni sateliti opremljeni z elektrostatičnim krmiljenjem in potisniki, da se prepreči stik. Kot možnost je podan sistem GliDeR, ki bo uporabil aktivne emisije naboja in neposredne pretoke nabitih delcev glede na ostanke.

Vesoljski kamion za smeti

»Moj fantastičen koncept je sistem, ki ga sestavljajo zbiralnik, mrežni razpršilec in odlagališče v nizki zemeljski orbiti. Glede na to, da se lahko stroški lansiranja gibljejo od 4000 do 5000 dolarjev za funt (8.000 do 10.000 dolarjev za kilogram), da ne omenjam plemenitih kovin, ki se uporabljajo v satelitski proizvodnji, bi lahko bilo recikliranje nekega dne donosen posel. Tak kolektor lahko poganja jedrska energija in učinkovite rakete VASIMR za pogon in odvoz smeti. ".

Teleskop z laserjem

Mednarodna skupina znanstvenikov predlaga, da na vesoljski teleskop pritrdijo velikanski laser in z njim raznesejo ostanke v orbiti.

"Morda smo končno našli način, kako odstraniti glavobol hitro naraščajočega obsega vesoljskih odpadkov, ki so nevarni za vesoljske dejavnosti," pravi Toshikazu Ebisuzaki s kalifornijske univerze v Irvinu. "Verjamemo, da lahko ta ločen sistem v petih letih delovanja odpravi večino centimetrskih odpadkov.".

Predlog Acta Astronautica bo za odpravo minskega polja, ki kroži, uporabil Extreme Universe Space Observatory (EUSO), nov japonski vesoljski teleskop, ki se bo leta 2017 pridružil ISS. EUSO ni bil zasnovan za odstranjevanje smeti - njegova glavna naloga je pravzaprav zaznavanje ultravijoličnega sevanja visokoenergijskih kozmičnih žarkov, ki ponoči vstopijo v zemeljsko atmosfero. Toda močna optika in široko vidno polje teleskopa sta idealno orodje za odkrivanje majhnih, hitrih naplavin, ki hitijo okoli ISS..

V kombinaciji z visokoenergijskim laserjem EUSO postane odličen strelec. Ebisuzaki in njegovi kolegi predlagajo, da bi teleskop CAN opremili z laserskim sistemom, ki je bil zasnovan za naslednjo generacijo pospeševalnikov delcev. Laseri CAN uporabljajo vrsto tisoč optičnih vlaken, ki skupaj ustvarjajo močan plazemski impulz. Ebisuzaki verjame, da lahko tak impulz upočasni kos razbitin, dokler ne pade v orbito in ne izgori v zemeljski atmosferi..

Z očmi EUSO in močjo omrežja CAN Ebisuzaki pravi, da bomo nevarne delce lahko zaustavili v letu in jih potisnili v zemeljsko atmosfero. Znanstveniki zdaj izvajajo majhen poskus na ISS z 20-centimetrsko različico EUSO in mini CAN laserjem s 100 optičnimi vlakni..

»Če bo šlo vse po sreči,« pravi Ebisuzaki, »nameravamo na ISS namestiti celovito različico z uporabo trimetrskega teleskopa in laserskega laserja z 10.000 vlaken, ki bo lahko izrinil ostanke iz orbite do 100 kilometrov stran. Če pogledamo naprej v prihodnost, bi lahko ustvarili ločeno misijo in jo postavili v polarno orbito na višini 800 kilometrov, kjer je skoncentrirana večina ruševin..

Ob takšnih prizadevanjih za čiščenje našega zasutega prostora lahko upamo, da bo nebo kmalu postalo veliko bolj čisto. In po tem bomo nekaj truda usmerili k čiščenju smeti na Zemlji..

Za Več Informacij O Sladkorni Bolezni