https://frosthead.com

Vesoljske smeti: Temni oblak zgoraj

Earler tega meseca, ruska neuspešna vesoljska sonda Phobos-Grunt se je zrušila na zemljo, verjetno nekje v Tihem oceanu; milijoni ljudi po vsem planetu so kljub dolgim ​​kvotam zaskrbljeni, da bi uničil njihovo usodo. Pretekli september so se pojavile podobne skrbi glede tega, kje bodo pristali ostanki padajočega NASA-jevega raziskovalnega satelita.

Toda večja nevarnost, pravijo strokovnjaki, ni občasni potepuški objekt, ki ponovno vstopi v zemeljsko atmosfero. Ogromen oblak matic, vijakov, kovinskih delcev, satelitskih drobcev in praznih raketnih potisnikov nevidno lebdi nad našim planetom. Po desetletjih raziskovanja vesolja je zdaj več kot 500.000 kosov umetnih naplavin, večjih od pol palca - detritusa, ki bodo še naprej krogali desetletja. Ta roj naplavin je grožnja za vesoljske polete, komunikacijske satelite in skoraj vse ostalo, kar bi morda želeli narediti v vesolju.

"To je tako kot onesnaževanje reke ali jezera Erie. Če je onesnažen, ga ne morete uporabiti, "pravi Paul Ceruzzi, kustos v Nacionalnem muzeju zraka in vesolja. "V vesolju so steze orbitov, ki se polnijo z naplavinami, in jih resnično ne morete uporabiti. Če na tem pasu postavite satelit, boste na udaru nekaj naplavin, ki bodo satelit uničile. Če je človek v vesolju, bi ga ta ubil. "

Oblak vesoljskih naplavin izzove ogromno živalskih smetnjakov, ki so jih našli znanstveniki v središču Tihega oceana - dovolj daleč, da jih je enostavno prezreti, vendar spominja na nesposobnost človeštva za nadzor nad vplivom na okolje. In podobno kot oceanski zaplati smeti se je masa vesoljske smeti začela nabirati, še preden je kdo celo sumil na njen obstoj.

Začelo se je v najzgodnejših časih vesoljske dobe, pravi Nicholas L. Johnson, glavni znanstvenik pri Nasinem programu orbitalnih naplavin. V nasprotju s splošnim prepričanjem je le majhen del vesoljske smeti izviral iz astronavtov, ki preprosto puščajo orodje ali druge predmete, da odplavajo v vesolje. "Nazaj v 60. in 70. leta, ko so bili operaterji opravljeni s svojimi vozili, bodisi z vesoljskimi plovili ali karoserijami raket, ponavadi pustijo gorivo na krovu, " pravi. "To gorivo je bil glavni vir kasnejših eksplozij." Ko so vesoljna plovila eksplodirala - zaradi naraščajočega pritiska sčasoma ali zaradi nenamernega mešanja pogonskega goriva in oksidanta, dveh glavnih komponent raketnega goriva - so v orbito poslali ogromno drobnih drobcev .

Nedavno ruska vesoljska sonda Phobos-Grunt je padla na zemljo. (Wikimedia Commons) Po desetletjih raziskovanja vesolja je zdaj več kot 500.000 kosov umetnih naplavin, večjih od pol palca. (Z dovoljenjem NASA Programskega urada za orbitalne odpadke) Pretekli september so se pojavile težave glede tega, kje bodo pristali ostanki tega padajočega Nasinega raziskovalnega satelita. (NASA)

Čeprav je NASA težavo identificirala v zgodnjih osemdesetih in je uspela mednarodno vesoljsko skupnost uspešno prepričati, da "pasivira" - odstrani vse preostalo gorivo iz vesoljskega plovila, potem ko je končala z njo - dva nedavna dogodka sta veliko prispevala k problemu vesoljskih naplavin. "Prvi dogodek je bil kitajski protitastelinski test januarja 2007, " pravi Johnson. "To je bila namerna akcija - Kitajci so poslali napravo, da z zelo veliko hitrostjo udari na stari vremenski satelit." Drugi dogodek leta 2009 je bil nenamerni trk med ameriškim komunikacijskim satelitom in zapuščenim ruskim satelitom. Dva incidenta skupaj sta ustvarila približno 5000 kosov katalogiziranih naplavin (predmetov, večjih od štirih centimetrov) - približno tretjino celotne orbite.

Ministrstvo za obrambo dnevno izračuna posamezne orbite za približno 16.000 katalogiziranih kosov naplavin, medtem ko Johnsonova pisarna uporablja teleskope, radarje in statistične programe za sledenje manjših predmetov. Večina kosov je v nizkozemeljski orbiti, na 1200 kilometrih zemlje. Čas, ko en košček naplavin ostane v orbiti, je med drugimi dejavniki odvisen od njegove nadmorske višine: predmeti z nižjo krogoto se v ozračju mesecev ali let hitreje spustijo iz atmosfere in se hitreje spustijo. Predmeti z višine lahko ostanejo v orbiti desetletja ali celo stoletja.

Nasa je vodila pri oblikovanju mednarodnih pravil, ki zahtevajo načrte za varno iskanje vseh satelitov, ki so bili izstreljeni, vendar odpadki, ki so že v orbiti, predstavljajo nenehno težavo, pravi Greg Allen, višji analitik v letalski vesoljski svetovalni skupini Avascent. "Stvar je v tem, da se lahko zgodi majhna nesreča - na primer košček naplavin, ki bi udaril v satelit - kar bi lahko povzročilo ogromne težave, " pravi. "Če pomislite na to, da bi vas kaj majhnega, kot ključ, v vesoljski orbiti, udarilo s hitrostjo 17.000 milj na uro. To je kot izredno močna raketa, ki vas zadene, samo iz kinetične energije. "Julija se je posadka Mednarodne vesoljske postaje prisilila, da se je zatekla v evakuacijske stroke, ko je košček naplavin prodrl v bližino - v 1100 metrih postaje. pri 29.000 milj na uro.

Človek raziskuje vesolje že več kot 50 let. Za sabo smo pustili veliko. Nov 3D film popelje gledalce na potovanje skozi ta vrtoglavi oblak smeti

Nasin program za orbitalne razbitine deluje na način, da zmanjšuje morebitne nesreče s predvidevanjem le-teh. "Opravimo oceno za vsak operativni satelit. Običajno gledamo tri dni v prihodnost in če mislimo, da bo kakšen drug objekt blizu tega, da bi ga udaril, obvestimo lastnika-operaterja, " pravi Johnson. "Potem mora lastnik-upravljavec nekaj storiti." Pravi, da v povprečju poteka en manever izogibanja trkom na teden.

Večja težava pa je, kaj se bo zgodilo z odpovedjo satelitov in drugih velikih predmetov, ki jih ni mogoče premakniti. "Le približno 5 odstotkov teh velikih predmetov je operativnih vesoljskih plovil. Ostalih 95 odstotkov je neobvladljivo, "pravi Johnson.

Ta nenehna trčenja povzročijo vedno več kosov naplavin, kar nato pripelje do še večjih trkov. Rezultat tega je, da se bo število predmetov v orbiti dejansko še naprej povečevalo, tudi če ne bomo več proizvajali naplavin. Leta 1978 je NASA-jev znanstvenik Donald J. Kessler predpostavil, da če bo gostota predmetov v nizkozemljski orbiti dosegla prelomno točko, bi sprožila takšno verižno reakcijo. Ta pojav je danes znan kot Kesslerjev sindrom in poročilo, ki ga je septembra objavila Nacionalna akademija znanosti, kaže, da smo morda že prešli točko, ko se nam ne vračajo vesoljski smeti.

To je nekatere spodbudilo k drastičnemu koraku: aktivno čiščenje zemeljske orbite. Za izvedbo tega podviga je bil predlagan spekter načrtov - od praktičnih do na videz zaostrenih. "Obstaja klasična tehnika, kjer preprosto imate vozilo, se pelje navzgor, vozi se z zapuščenim predmetom in se zaskoči nanj, " pravi Johnson. "Ko ga enkrat zajamete, ga spustite na nižjo nadmorsko višino ali vse do zemeljske atmosfere." Ta pristop bi bil verjetno zelo drag, vendar obstaja več inovativnih shem. Predlogi vključujejo zemeljske laserje, brezpilotne orbite za čiščenje, mrežne mreže, ki jih obesijo napihljivi vesoljski ogrodji, lepilni geli in celo "jadra", ki jih je mogoče pritrditi na koščke naplavin in povečati njihovo vleko dovolj, da jih spuščajo.

Ti načrti so trenutno znanstvena fantastika - tehnologije niso tako zelo napredne, da bi zajele drobne koščke smeti, ki se gibljejo s hitrostjo 17.000 milj na uro ali več. Kljub temu toliko stvari je znanstvenikov nujno, da najdejo rešitev. "Nekatere resnično dragocene orbite - na primer morda vremenska orbitila satelita ali vohuna satelitske orbite - bi lahko bile izven meja, ker so tako preobremenjene, " pravi Allen. "Vesolje je neverjetno dragoceno, zato ga resnično ne želimo izgubiti."

Vesoljske smeti: Temni oblak zgoraj