Küzdelem az űrszemét ellen
A Föld körüli pályán lévő szemétdarabok mérete igen széles skálán mozog: a mikrorészecskéktől az iskolabusz méretéig. Ugyanez mondható el ennek a szemétnek a tömegéről. A nagy darabok akár 6 tonnát is nyomhatnak, míg a kis részecskék mindössze néhány grammot nyomnak. Mindezek az objektumok különböző pályákon és különböző sebességgel mozognak az űrben: 10 25 km/h-tól 50 XNUMX km/h-ig. Sőt, ha az űrszemét ilyen részei összeütköznek egymással, vagy bármely ellentétes irányba mozgó műholddal, sebességük elérheti az XNUMX ezer km/órát.
Alekszandr Bagrov, az Orosz Tudományos Akadémia Csillagászati Kutatóintézetének tudományos főmunkatársa szerint ma paradox helyzet van kialakulóban. Minél több eszközt indít az emberiség az űrbe, annál kevésbé lesz használható. Az űrhajók minden évben irigylésre méltó rendszerességgel meghibásodnak, ennek eredménye, hogy évente 4%-kal nő a törmelék mennyisége a Föld pályáján. Jelenleg 150 1 különböző, 10 és 1 cm közötti méretű objektum forog a Föld pályáján, míg az 400 cm-nél kisebb átmérőjű részecskék egyszerűen milliók. Ugyanakkor, ha alacsony pályán XNUMX km-ig az űrtörmeléket a bolygó légkörének felső rétegei lelassítják és egy bizonyos idő elteltével a Földre hullanak, akkor végtelenül hosszú ideig maradhatnak geostacionárius pályákon. .
A rakéták boosterei, amelyek segítségével műholdakat bocsátanak a Föld pályájára, hozzájárulnak az űrszemét mennyiségének növekedéséhez. A tartályaik még mindig körülbelül 5-10%-ban tartalmazzák az üzemanyagot, ami nagyon illékony és könnyen gőzzé alakul, ami gyakran elég erős robbanáshoz vezet. Több évnyi űrben töltött idő után a céljukat betöltő rakétafokozatok darabokra robbannak, és apró töredékekből egyfajta „reszeléket” szórnak szét maguk körül. Az elmúlt néhány évben körülbelül 182 ilyen robbanást észleltek a Föld-közeli űrben. Tehát az indiai rakétafokozat egyetlen robbanása okozta egyszerre 300 nagy töredék, valamint számtalan kisebb, de nem kevésbé veszélyes űrobjektum képződését. Ma a világnak már megvannak az űrszemét első áldozatai.
Tehát 1996 júliusában, körülbelül 660 km-es magasságban. a francia műhold ütközött a francia Arian hordozórakéta 3. fokozatának töredékével, amelyet jóval korábban indítottak az űrbe. A relatív sebesség az ütközés idején körülbelül 15 km/s vagy 50 XNUMX km/h volt. Mondanunk sem kell, hogy a francia szakemberek, akik elmulasztották saját nagy tárgyuk közeledését, e sztori után sokáig könyökölték. Ebből az esetből nem lett nagyobb nemzetközi botrány, mivel az űrben ütközött mindkét tárgy francia eredetű volt.
Éppen ezért az űrszemét problémája ma nem szorul további túlzásokra. Csak azt kell szem előtt tartani, hogy a jelenlegi ütemben a Föld pályájának jelentős része hamarosan nem lesz a legbiztonságosabb hely az űrrepülőgépek számára. Ezt felismerve, a Texas A&M Egyetem kutatója, Jonathan Missel úgy véli, hogy minden létező űrszemét-tisztítási módszernek van legalább egy a két gyakori betegség közül. Ezek vagy „egy darab űrszemét, egy scavenger” küldetéseket foglalnak magukban (amelyek nagyon drágák), vagy olyan technológiák létrehozását foglalják magukban, amelyek finomhangolása több mint egy évtizedet vesz igénybe. Eközben az űrszemét áldozatainak száma csak nő.
Jonathan Missel ezt megértve azt javasolja, hogy modernizálják az "Egy darab űrszemét – egy scavenger" koncepciót újrafelhasználhatóvá. Az általa és munkatársaival a Sling-Sat műholddal (sling műhold) kifejlesztett TAMU Space Sweeper rendszer speciálisan testreszabható „kezekkel” van felszerelve. Egy ilyen műhold, miután megközelítette az űrszemétet, egy speciális manipulátorral rögzíti. Ugyanakkor a különböző mozgásvektorok miatt a Sling-Sat elkezd csavarodni, de a „karok” állítható dőlésszögének és hosszának köszönhetően ez a manőver teljesen kontrollált, ami lehetővé teszi, hogy futball-labdaként forogva értelmesen megváltoztatja a saját pályáját, és a "parittya műholdat" a következő űrtörmelék felé küldi.
Abban a pillanatban, amikor a műhold a második űrobjektum felé tartó mozgási pályán van, forgás közben az űrszemét első eleme szabadul fel tőle. Sőt, ez olyan szögben fog megtörténni, hogy egy űrszemét minta garantáltan becsapódik bolygónk légkörébe, és ott ég. A második űrszemét objektum elérése után ez a műhold megismétli az elvégzett műveletet, és ezt minden alkalommal megteszi, miközben további mozgási energia töltést kap az űrszeméttől, és egyidejűleg visszaküldi a Földre a szülő bolygóra. hozzá.
Érdemes megjegyezni, hogy ez a koncepció némileg emlékeztet az ókori görög távolugrók módszerére, akik ezt hátravetett súlyzókkal (extra gyorsulás érdekében) tették. Igaz, ebben a konkrét esetben az űrszemét tárgyakat menet közben kell fogni és dobni, hogy a TAMU Space Sweeper megbirkózik-e ezzel, az nyitott kérdés.
Az elvégzett számítógépes szimuláció azt mutatja, hogy a javasolt séma magas elméleti üzemanyag-hatékonysággal rendelkezik. És ez érthető is: a „parittyás műhold” esetében az energiát a már régóta az 1. űrsebességre szétszórt műholdak és rakéták darabjaiból kellene venni, nem pedig az üzemanyagból, ami hogy a Földről szállítsák a szemétgyűjtőnkhöz.
Természetesen a Missel által bemutatott koncepciónak meglehetősen szűk keresztmetszetek vannak. Érdemes megjegyezni, hogy az űrszemét darabjai közül természetesen egyik sem alkalmas manipulátorcsapdára, és ami a legfontosabb, intenzív forgás közbeni nagy gyorsulásokra. Abban az esetben, ha a darab túl nagy és nehéz, forgás közbeni energiája elegendő lehet önmagának és a manipulátornak a tönkretételéhez. Ugyanakkor nem valószínű, hogy egy űrszemét objektum helyett nagyszámú másikat hoznak létre az űrben az alacsony Föld körüli pályán lévő helyzeten. Ugyanakkor az ötlet persze érdekesnek, megfelelő technikai megvalósítás esetén pedig hatásosnak tűnik.
Információforrások:
-http://science.compulenta.ru/739126
-http://www.popmech.ru/article/479-kosmicheskiy-musor
-http://dev.actualcomment.ru/idea/996
-http://cometasite.ru/kosmicheskiy_musor
Információk