На вашата улица отпадъците са досада. Но в космоса може да бъде смъртоносно. Битови боклуци от минали мисии, мъртви спътници и стари ракетни бустери сега възлизат на около 30 000 тона отломки в орбита, вариращи от изгубени гайки и болтове до цели несъществуващи спътници. Това е проблем за астронавтите и работещите космически кораби, защото дори парче материал с размер BB, движещ се с орбитална скорост, може да опакова удар. Според НАСА малки парчета отломки могат да се движат със скорост 17 500 мили в час - почти осем пъти по-голяма от скоростта на куршум, изстрелян от военна пушка.
Свързано съдържание
- Не, китайският Tiangong-1 няма да "вали разтопен метал върху земята"
- Живите клетки, въоръжени с малки лазери, могат да помогнат в борбата с болестта
- Този космически кораб Pac-Man ще погълне сателит
- Япония планира пътуване до Луната до 2018 г.
- ВМС искат да осуетят космическите отломки, като освобождават повече космически отломки
Предложенията за отърване от космическите боклуци включват мрежи в космическите и слънчеви платна. Проблемът с тези понятия е необходимостта да се съпоставят орбитите с отломките - маневрирането, за да се изискват много гориво или, в случай на слънчеви платна, много пируети в космоса. Затова някои учени и инженери предлагат нещо по-просто: свалете нещата.
Тази седмица екип, воден от Toshikazu Ebisuzaki от японския изследователски институт RIKEN, предложи да се използва космически ултравиолетов лазер, насочен с телескоп. За да демонстрират концепцията, те искат да пуснат оптичен лазер към Международната космическа станция и да я сдвоят с вече бюджетен и одобрен телескоп, Extreme Universe Space Observatory (EUSO), който трябва да бъде монтиран на МКС и планиран за стартира през 2017г.
„Искаме да използваме МКС като платформа и тестово легло“, казва Ебисудзаки, чийто екип описа идеята си миналия месец в Acta Astronautica . EUSO първоначално е проектиран като детектор на космически лъчи. Когато високоенергийните лъчи удрят земната атмосфера, те създават UV лъчение и телескопът е в състояние да вземе такива изблици. Екипът на Ебисузаки смята, че би могъл да извърши вид двойно задължение, тъй като инструментът има широко зрително поле.
Планът е телескопът да потърси отломки, когато МКС е на нощната страна на Земята, но все още е в състояние да гледа над хоризонта на неща, осветени от слънцето. Това се случва за около 5 минути на всеки 90-минутна орбита. След като телескопът види нещо, може да се задейства сравнително слаб лазерен импулс, който да освети обекта. Лъчът ще се отразява от него и ще позволи на системата да разбере по-добре колко далеч е и колко бързо се движи - всъщност UV версия на радар.
В този момент оптичният лазер може да излъчи повече импулси, този път с повече мощност и по-строг лъч. Всеки импулс би продължил само около една десета от наносекундата, но хиляди ще бъдат изстреляни. Лазерът не би дезинтегрирал остатъците напълно, а вместо това би изпарил малка част от него. След това изпарението действа като мъничко изгаряне на дросела, забавяйки парчетата достатъчно, че да попаднат в атмосферата и да изгорят.
Дори ако лазерът на борда на МКС докаже своя потенциал, екипът няма да се дрънка. Следващата им стъпка ще бъде пускането на малък независим спътник с подобна настройка за допълнително тестване на концепцията. Това „мини-EUSO“, както го нарича Ебисудзаки, ще излезе в орбита на същата приблизителна височина като МКС и ще послужи като демонстрация на по-„реален свят“. Ако този етап е успешен, екипът най-накрая изпрати сателит за изчистване на отломки в пълен размер, който ще излезе по-висок от МКС до около 500 мили, точно над мястото, където гъстотата на отломките има тенденция да достигне пик.
Някои учени обаче изразиха скептицизъм относно подробности относно плана на Ебисузаки. Клод Пиппс, управляващ партньор в Photonics Associates, компания в Санта Фе, която изучава лазерно задвижване, предложи подобна система, наречена L'ADROIT през 2014 г. Предложението на Phipps включва телескоп с видима светлина, който ще пътува по полярна орбита (перпендикулярно на екватора ), защото там е тенденцията да се намира повечето отломки.
Някои от проблемите с плана на EUSO включват физиката на мястото на орбита на МКС, което ще ограничи ефективността на проекта, казва Фиппс. МКС е под голяма част от проблемните отломки, а телескопът е проектиран да сочи към Земята, така че улавянето на цели под прав ъгъл ще бъде трудно. Също така, изтласкването от изпаряването може да е в грешна посока за ефективно дебиране на орбита от космически боклуци - лъчът не винаги ще го удря с главата си, което е, което искате да изпратите парчетата в атмосферата.
Друг е въпросът колко добре биха работили оптичните лазери извън лабораторията. Такива лазери са направени от множество влакна, свързани заедно, и светлината, пътуваща през тях, ще трябва да бъде точно определена. "Ако сте казали, десет влакна или десет хиляди, в някакъв кръгов масив, вълновите фронтове трябва да излязат в същия момент", казва Пипс. Това изисква много фина настройка. Идеята на Phipps е да използва по-конвенционален лазер с един лъч, въпреки че Ебисузаки казва, че оптично-оптичната система позволява по-добро разсейване на топлината.
Все пак, добра част от идеята на Ебисузаки е поетапният подход, който им позволява да покажат какво работи, докато те се увеличават, казва Пиппс. "[Ebisuzaki] също има доста умен дизайн за телескопа", добавя той.
Премахването на космическите отпадъци с такива системи предизвиква по-голям интерес - Фиппс ще отиде на среща на експерти във Франция следващата седмица, за да обсъди тази тема. Освен намаляването на опасността за астронавтите, извличането на стари спътници от ценни орбитални недвижими имоти би било икономическо предимство, тъй като тези нефункциониращи хълмове се затрудняват. А опасността спътник с ниска земна орбита като този в GPS системата да бъде разбит от метална бездомна кука или дори от друг спътник е много реална. Това се случи веднъж през 2009 г., когато спътник за комуникация на Iridium и по-стара руска сонда се сблъскаха, разпространявайки още повече отломки далеч и широко.
С натрупването на идеи и предложения, Phipps се надява космическите агенции да започнат да се движат по-бързо и да приложат план, преди космическите боклуци да поемат смъртоносна такса. "Страхувам се, че ще се стигне до фатален край", казва Фиппс. "Но се надявам, че не."
