https://frosthead.com

Космически боклук: Тъмният облак отгоре

По-рано този месец провалената космическа сонда на Русия Фобос-Грунт се срина на земята, вероятно някъде в Тихия океан; въпреки дългите коефициенти, милиони хора по цялата планета се притесняват, че това ще заклина тяхната гибел. През изминалия септември се появиха подобни опасения относно това къде ще кацат останките от падащ изследователски спътник на НАСА.

Но по-голямата опасност, според специалистите, не е случаен бездомен обект, който влиза отново в земната атмосфера. Това е огромният облак от гайки, болтове, метални парчета, сателитни фрагменти и празни ракетни тласкачи, който плава невидимо над нашата планета. След десетилетия космически проучвания сега има повече от 500 000 парчета изкуствени отломки с размер по-голям от половин инч - детрит, който ще продължи да орбитира десетилетия. Този рояк от отломки е заплаха за космически полет, комуникационни спътници и почти всичко друго, което бихме могли да искаме да направим в космоса.

„Това е като замърсяване на река или езеро Ери. Ако е замърсен, не можете да го използвате “, казва Пол Черуци, уредник в Националния музей на въздуха и космоса. „В космоса има платна на орбитите, които се пълнят с отломки и наистина не можете да ги използвате. Ако поставите сателит в тази лента, ще бъдете ударени от някои отломки, които ще унищожат спътника. Ако човек е в космически полет, той ще бъде убит от него. "

Облакът от космически отломки предизвиква огромния грях от учени, открити в центъра на Тихия океан - достатъчно далеч, за да се игнорира лесно, но все пак напомняне на неспособността на човечеството да контролира въздействието си върху околната среда. И подобно на океанския боклук, масата от космически боклуци започна да се натрупва, преди някой дори да подозира за неговото съществуване.

Той започна в най-ранните дни на космическата епоха, казва Никълъс Л. Джонсън, главен учен в програмата за орбитални отломки на НАСА. Противно на общоприетото схващане, само една малка част от космическия боклук е възникнала с астронавти, които просто оставят инструменти или други предмети, за да изплуват в космоса. „Още през 60-те и 70-те, когато операторите се занимаваха с техните превозни средства, били те космически кораби или ракети, те обикновено оставят гориво на борда“, казва той. „Това гориво е основният източник на по-късни експлозии.” Когато космически кораб експлодира - поради нарастващото налягане с времето или случайното смесване на гориво и окислител, двата основни компонента на ракетното гориво - те изпратиха огромно количество малки фрагменти, оставящи се в орбита.,

Неуспешната космическа сонда на Русия Фобос-Грунт се срина на земята наскоро. (Wikimedia Commons) След десетилетия космически проучвания сега има повече от 500 000 броя изкуствени отломки с размер по-голям от половин инч. (С любезното съдействие на програмния офис на орбиталните отпадъци на НАСА) През изминалия септември се появиха опасения за това къде ще кацат остатъците от този падащ изследователски спътник на НАСА. (НАСА)

Въпреки че НАСА идентифицира проблема в началото на 80-те години и успя успешно да убеди международната космическа общност да "пасивира" - да премахне цялото остатъчно гориво от космически кораб след като приключи с него - две скорошни събития допринесоха значително за проблема с космическите отломки. „Първото събитие беше китайският антисателитен тест през януари 2007 г.“, казва Джонсън. „Това беше умишлено действие - китайците изпратиха устройство за удар с стар метеорологичен спътник с много висока скорост.“ Другото събитие през 2009 г. беше инцидентен сблъсък между комуникационен спътник, собственост на САЩ, и изоставен руски спътник. Двата инцидента в комбинация създадоха около 5000 броя катализирани отломки (предмети, по-големи от четири инча) - почти една трета от общия брой в орбита.

Министерството на отбраната изчислява ежедневно отделните орбити за приблизително 16 000 каталогизирани парчета отломки, докато офисът на Джонсън използва телескопи, радари и статистически програми за проследяване на по-малки обекти. По-голямата част от парчетата са в нискоземна орбита, на 1200 мили от земята. Времето, през което едно парче отломки остава в орбита, зависи от неговата надморска височина, сред другите фактори: предмети с по-ниска орбита вземат по-голямо влачене от атмосферата и се спускат по-бързо, в продължение на месеци или години. Предмети с по-голяма надморска височина могат да останат в орбита десетилетия или дори векове.

НАСА водеше пътя към създаването на международни правила, които изискват планове за безопасно извличане на всички изстреляни спътници, но остатъците, които вече са в орбита, представляват продължаващ проблем, казва Грег Алън, старши анализатор в Avascent, консултантска група за космически космически изследвания. „Работата е там, че може да имате малка авария - например парче отломки, удрящи сателит - което може да доведе до голям проблем“, казва той. „Ако мислите за нещо мъничко, което ви удари, като гаечен ключ, в космоса с ниска земна орбита, то ви удря със скорост 17 000 мили в час. Това е като изключително мощна ракета, която ви удря, само от кинетичната енергия. ”Миналия юли екипажът на Международната космическа станция беше принуден да се приюти в евакуационни шушулки, когато парче отломки минаваше в близост - на 1100 фута от станцията при 29 000 мили в час.

Човек изследва космоса от над 50 години. Оставихме много зад себе си. Нов 3D филм отвежда зрителите на пътешествие през този вихрен облак боклук

Програмата за орбитални отломки на НАСА работи за минимизиране на потенциални аварии, като ги предвижда. „Ние правим оценка за всеки оперативен спътник, гледайки обикновено три дни в бъдещето и ако мислим, че някой друг обект ще се доближи до удара му, уведомяваме собственика-оператор“, казва Джонсън. "Тогава зависи от собственика-оператора да направи нещо." Средно според него има една маневра за избягване на сблъсък седмично.

По-големият проблем обаче е какво ще се случи с деактивирането на спътници и други големи обекти, които не могат да бъдат преместени. „Само около 5 процента от тези големи обекти са космически кораби. Останалите 95 процента са неконтролируеми “, казва Джонсън.

Тези постоянни сблъсъци произвеждат все повече парчета отломки, които след това водят до още повече сблъсъци. В резултат на това броят на орбиталните обекти всъщност може да продължи да се увеличава, дори ако спрем изцяло да произвеждаме отломки. През 1978 г. ученият от НАСА Донал Дж. Кеслер постулира, че ако плътността на обектите в нискоземна орбита удари преломна точка, това ще предизвика такава верижна реакция. Този феномен вече е известен като синдром на Кесслер и доклад, публикуван от Националната академия на науките през септември, показва, че може би вече сме преминали точката на връщане за космически боклуци.

Това накара някои да обмислят драстична стъпка: активно почистване на земната орбита. За осъществяването на този подвиг са предложени редица планове - от практическите до на пръв поглед оребрени. „Има класическата техника, при която просто имате превозно средство, той се издига нагоре, той се среща с изоставен предмет и се придържа към него“, казва Джонсън. „След като го заснемете, го сваляте на по-малка надморска височина или чак до земната атмосфера.“ Този подход вероятно би бил твърде скъпо струващ, затова съществуват по-новаторски схеми. Предложенията включват наземни лазери, безпилотни орбитални чисти превозни средства, мрежести мрежи, окачени от надуваеми космически стрели, лепилни гелове и дори „платна“, които могат да бъдат прикрепени към парчета отломки и да увеличат тяхното влачене достатъчно, за да ги свалят.

Понастоящем тези планове са предмет на научната фантастика - технологиите никъде не са достатъчно напреднали, за да заснемат малки парченца боклуци, движещи се със скорост 17 000 мили в час или повече. С толкова много залог обаче е наложително учените да намерят решение. „Някои наистина ценни орбити - като например орбита на сателит на времето или орбита на шпионин сателит - може просто да са извън границите, тъй като са толкова претоварени“, казва Алън. „Космосът е невероятно ценен, така че наистина не искаме да го загубим.“

Космически боклук: Тъмният облак отгоре