Ruimterommelbeheer

Ruimterommelbeheer
Ruimterommelbeheer

Video: Ruimterommelbeheer

Video: Ruimterommelbeheer
Video: KAB-500S, a Russian smart bomb guided by satellite 2024, Maart
Anonim

In 1957 het die Sowjetunie die eerste kunsmatige aardse satelliet in die ruimte gelanseer en sodoende 'n nuwe era in die geskiedenis van die mensdom geopen - die era van ruimteverkenning. Die afgelope 50 jaar sedertdien het die mens 'n groot verskeidenheid satelliete, vuurpyle, wetenskaplike stasies die ruimte in gestuur. Dit alles het gelei tot die stelselmatige besoedeling van die buitenste ruimte rondom ons planeet. Volgens NASA -inligting het 16 094 voorwerpe van kunsmatige oorsprong vanaf Julie 2011 om die aarde "gedraai", insluitend 3 396 funksionele en reeds mislukte satelliete, sowel as 12 698 boosterblokke, stadiums van lanseervoertuie en hul puin. In die voorgestelde dokument word gesê dat Rusland in die eerste plek is in terme van die aantal voorwerpe van kunsmatige oorsprong in 'n lae -aarde wentelbaan - 6075 voorwerpe, waarvan 4667 ruimtevullis is, gevolg deur die Verenigde State, China, Frankryk, Indië en Japan.

Die grootte van die puin wat in 'n lae-aarde wentelbaan is, wissel baie, van mikrodeeltjies tot die grootte van 'n skoolbus. Dieselfde kan gesê word vir die massa van hierdie vullis. Groot fragmente kan tot 6 ton weeg, terwyl klein deeltjies slegs 'n paar gram weeg. Al hierdie voorwerpe beweeg in die ruimte in verskillende wentelbane en teen verskillende snelhede: van 10 duisend km / h tot 25 duisend km / uur. Boonop kan hul spoed tot 50 duisend km / h in die geval van 'n botsing van sulke stukke ruimte -puin met mekaar of met 'n satelliet wat in teenoorgestelde rigtings beweeg.

Volgens Alexander Bagrov, senior navorser by die Research Institute of Astronomy van die Russian Academy of Sciences, kom daar vandag 'n paradoksale situasie na vore. Hoe meer voertuie die mensdom die ruimte inskiet, hoe minder geskik word dit vir gebruik. Ruimtetuie misluk elke jaar met benydenswaardige reëlmaat, waarvan die gevolg is dat die hoeveelheid puin in die aarde se baan jaarliks met 4% toeneem. Tans draai tot 150 duisend verskillende voorwerpe met groottes van 1 tot 10 cm in die aarde se wentelbaan, terwyl deeltjies, waarvan die grootte minder as 1 cm in deursnee is, bloot miljoene is. Terselfdertyd, as in lae wentelbane tot 400 km, ruimte -puin vertraag word deur die boonste lae van die planeet se atmosfeer en na 'n sekere tyd op die aarde val, kan dit 'n oneindig lang hoeveelheid geostasionêre wentelbane wees tyd.

Ruimterommelbeheer
Ruimterommelbeheer

Vuurpylversterkers, wat gebruik word om satelliete in die wentelbaan van die aarde te lanseer, dra by tot die toename in ruimtevuil. Ongeveer 5-10% van die brandstof bly in hul tenks, wat baie onstabiel is en maklik in stoom verander, wat dikwels tot baie kragtige ontploffings lei. Na 'n aantal jare in die ruimte, ontplof die vuurpylfases wat hul tyd gedien het, in stukke en versprei 'n soort "granaat" van klein fragmente om hulself. Oor die afgelope paar jaar is ongeveer 182 sulke ontploffings in die ruimte naby die aarde aangeteken. Dus het slegs een ontploffing van 'n stadium van 'n Indiese vuurpyl die vorming van 300 groot puin tegelyk veroorsaak, asook ontelbare kleiner, maar nie minder gevaarlike ruimtevoorwerpe. Vandag het die wêreld reeds die eerste slagoffers van ruimte -puin.

Dus in Julie 1996 op 'n hoogte van ongeveer 660 km. die Franse satelliet het gebots met 'n fragment van die derde fase van die Franse Arian -lanseervoertuig, wat baie vroeër in die ruimte gelanseer is. Die relatiewe spoed op die oomblik van botsing was ongeveer 15 km / s of 50 duisend km / h. Nodeloos om te sê, die Franse kenners, wat die benadering van hul eie groot voorwerp gemis het, byt lank na hul elmboë na hierdie verhaal. Hierdie voorval het nie 'n groot internasionale skandaal geword nie, aangesien beide voorwerpe wat in die ruimte bots, van Franse oorsprong was.

Daarom het die probleem met ruimtevuil vandag nie ekstra oordrywing nodig nie. U hoef net die feit in gedagte te hou dat in die huidige tempo, in die nabye toekoms, 'n aansienlike deel van die aarde se wentelbaan nie die veiligste plek vir ruimtetuie sal wees nie. Navorser Jonathan Missel, wat aan die Texas Agricultural University is, is van mening dat alle bestaande metodes om ruimtevullis op te ruim, ten minste een van die twee algemene siektes het. Of hulle behels die uitvoering van missies "Een stuk ruimte -puin - een aasdier" (wat baie duur is), of dit impliseer die skep van tegnologieë, wat meer as 'n dekade sal neem om te verfyn. Intussen neem die aantal slagoffers van ruimtevuil net toe.

Beeld
Beeld

As hy dit besef, stel Jonathan Missel voor om die One Piece of Space Junk - One Scavenger -konsep op te gradeer na herbruikbaar. Die TAMU Space Sweeper met die Sling-Sat-satelliet, wat hy en sy kollegas ontwikkel het, is toegerus met spesiale "arms" wat aanpasbaar is. So 'n satelliet, na sy benadering tot ruimtevuil, vang dit vas met 'n spesiale manipuleerder. Terselfdertyd, as gevolg van verskillende bewegingsvektore, begin die Sling-Sat draai, maar danksy die verstelbare helling en die lengte van die "arms" word hierdie maneuver volledig beheer, wat dit moontlik maak om soos 'n voetbal te draai, betekenisvol verander sy eie baan en stuur 'n "slingsatelliet" na die volgende stukke puin.

Op die oomblik dat die satelliet op die baan na die tweede ruimtevoorwerp is, word die eerste element van ruimtevuil daardeur tydens rotasie vrygestel. Boonop sal dit op so 'n hoek gebeur dat 'n monster ruimte -puin verseker dat dit in die atmosfeer van ons planeet neerstort en daarin brand. Nadat die satelliet die tweede doelwit van ruimteafval bereik het, herhaal die satelliet die operasie en sal dit elke keer doen, terwyl dit 'n ekstra lading kinetiese energie van ruimtevuil ontvang en dit terselfdertyd na die aarde terugstuur na die planeet wat styg daartoe.

Dit is opmerklik dat hierdie konsep ietwat herinner aan die metode van die antieke Griekse verspringers, wat dit gedoen het deur dumbbells te laat val (vir ekstra versnelling). In hierdie spesifieke geval sal ruimte -puinvoorwerpe vasgevang en op die vlug gegooi moet word, of TAMU Space Sweeper dit sal hanteer.

Beeld
Beeld

TAMU Space Sweeper

Die uitgevoerde rekenaarsimulasie toon aan dat die voorgestelde skema 'n hoë teoretiese brandstofdoeltreffendheid het. En dit is begryplik: in die geval van 'n 'slingsatelliet', moet die energie geneem word uit stukke satelliete en vuurpyle wat reeds versnel is tot die 1ste kosmiese spoed, en nie uit die brandstof wat in ons vullis gelewer moet word nie versamelaar van die aarde af.

Die konsep wat deur Missel aangebied word, het natuurlik 'n paar knelpunte. Dit is opmerklik dat geen van die stukke ruimtevuil natuurlik geskik is vir 'n manipulatorval nie, en die belangrikste vir hoë versnellings tydens intense rotasie. As die stuk te groot en swaar is, kan sy energie tydens rotasie voldoende wees om homself, sowel as die manipuleerder, te vernietig. Terselfdertyd sal die skepping van 'n groot aantal ander mense in plaas van 'n voorwerp van ruimtevuil waarskynlik nie tot 'n verbetering van die situasie in die ruimte in lae wentelbane lei nie. Terselfdertyd word die idee natuurlik interessant beskou, en in die geval van voldoende tegniese implementering - effektief.