Teie tänaval on prügistamine tüütu. Kuid kosmoses võib see olla surmav. Varasemate missioonide rämps, surnud satelliidid ja vanad raketisüstid moodustavad orbiidil nüüd umbes 30 000 tonni prahti, alates kadunud mutritest ja poltidest kuni tervete lagunenud satelliitideni. See on probleem astronautide ja töötavate kosmoseaparaatide jaoks, sest isegi BB-suuruses materjalitükk, mis liigub orbitaalkiirusel, suudab pakkida punni. NASA andmetel võivad väikesed prügitükid liikuda nii kiiresti kui 17 500 miili tunnis - see on peaaegu kaheksa korda kiirem kui sõjaväepüssist tulistatud kuul.
Seotud sisu
- Ei, Hiina Tiangong-1 ei "vihma sula metalli maa peal"
- Pisikeste laseritega relvastatud elusrakud võivad aidata haigusega võidelda
- See Pac-Mani kosmoselaev võtab satelliidi
- Jaapan plaanib reisi Kuule 2018. aastaks
- Merevägi soovib kosmoseprügi hävitada, vabastades rohkem kosmoseprügi
Kosmoseprügist vabanemise ettepanekud hõlmavad kosmosevõrke ja päikesepurjeid. Nende kontseptsioonide probleemiks on vajadus viia orbiidid kokku prahiga - manööverdamine selleks nõuab palju kütust või päikesepurjete korral kosmoses palju piruette. Nii et mõned teadlased ja insenerid soovitavad midagi lihtsamat: tulistada asjad maha.
Sel nädalal tegi Jaapani RIKENi uurimisinstituudi Toshikazu Ebisuzaki juhitud meeskond ettepaneku kasutada teleskoobiga suunatud kosmosepõhist ultraviolettlaserit. Kontseptsiooni demonstreerimiseks soovivad nad viia Rahvusvahelise Kosmosejaama juurde fiiberoptilise laseri ja siduda selle juba eelarves ette nähtud ja heakskiidetud teleskoobiga - Extreme Universe Space Observatory (EUSO), mis paigaldatakse ISS-ile ja on kavandatud käivitamine 2017. aastal.
"Tahame kasutada ISS-i platvormina ja testvoodina, " ütleb Ebisuzaki, kelle meeskond kirjeldas nende ideed eelmisel kuul ajakirjas Acta Astronautica . EUSO loodi algselt kosmilise kiirgusdetektorina. Kui kõrge energiakiir tabas Maa atmosfääri, tekitavad nad ultraviolettkiirguse ja teleskoop on võimeline selliseid purskeid üles võtma. Ebisuzaki meeskonna arvates võiks see teha omamoodi topeltkohustuse, sest pillil on lai vaateväli.
Plaan on, et teleskoop otsib prahti, kui ISS asub Maa öisel küljel, kuid suudab siiski vaadata horisondi kohal asju, mida päike paistab. See juhtub umbes 5 minutit iga 90-minutise orbiidi kohta. Kui teleskoop näeb midagi, saab objekti valgustamiseks vallandada suhteliselt nõrga laserimpulsi. Kiir peegeldab seda välja ja võimaldab süsteemil paremini aru saada, kui kaugel see on ja kui kiiresti see liigub - põhimõtteliselt radari ultraviolettversioon.
Sel hetkel võis kiudoptiline laser vallandada rohkem impulsse, seekord suurema võimsuse ja tihedama kiirga. Iga impulss kestaks ainult umbes kümnendik nanosekundist, kuid tuhandeid vallandataks. Laser ei lagundaks prahti otse, vaid aurustaks selle asemel väikese osa sellest. Seejärel toimib aur nagu väike tõukejõu põlemine, aeglustades tükke piisavalt, et nad satuksid atmosfääri ja põleksid ära.
Isegi kui ISS-i pardal olev laser tõestab oma potentsiaali, ei muutu meeskond kavalaks. Nende järgmine samm oleks väikese sõltumatu satelliidi käivitamine sarnase seadistusega, et kontseptsiooni täiendavalt testida. See "mini-EUSO", nagu Ebisuzaki seda nimetab, tiirleks umbes ligikaudsel kõrgusel ISS-iga ja toimiks rohkem "pärismaailma" meeleavaldusena. Kui see etapp õnnestub, saadaks meeskond lõpuks täissuuruses prügivedude satelliidi, mis läheks ISS-ist kõrgemale umbes 500 miili, veidi üle selle, kus prahi tihedus kipub olema.
Mõned teadlased on Ebisuzaki plaani üksikasjade suhtes siiski skeptiliselt väljendanud. Laserjõudu uurivas Santa Fe ettevõtte Photonics Associates juhtivpartner Claude Phipps pakkus 2014. aastal välja sarnase süsteemi nimega L'ADROIT. Phippsi ettepanek hõlmab nähtava valguse teleskoopi, mis liiguks polaarsel orbiidil (risti ekvaatoriga). ), sest just seal kipub olema suurem osa prahist.
Mõned EUSO plaani probleemid on seotud füüsikaga, kus ISS tiirleb, mis piirab projekti tõhusust, väidab Phipps. ISS on suurema osa probleemsetest prahtidest allpool ja teleskoop on konstrueeritud nii, et see osutaks Maa poole, nii et täisnurga all olevate sihtmärkide püüdmine on raske. Samuti võib aurustumisest tulenev tõuge suunata vales suunas, et kosmoseprügi tõhusalt orbiidile suunata - valgusvihk ei lööks seda alati pähe, see on see, mida soovite tükid atmosfääri saata.
Teine küsimus on see, kui hästi kiudoptilised laserid töötaks väljaspool laborit. Sellised laserid on valmistatud mitmest kiust, mis on kokku ühendatud ja nende kaudu liikuv valgus peab olema täpselt ajastatud. "Kui teil on öelda kümme kiudu või kümme tuhat, mingis ümmarguses massiivis, peavad lainefrondid välja tulema samal hetkel, " ütleb Phipps. See nõuab palju täpsustamist. Phippsi idee on kasutada tavalisemat ühekiire laserit, ehkki Ebisuzaki sõnul võimaldab kiudoptiline süsteem soojuse paremat hajumist.
Siiski on hea osa Ebisuzaki ideest lavastatud lähenemisviis, mis võimaldab neil näidata, mis nende suurenedes töötab, väidab Phipps. "[Ebisuzakil] on ka teleskoobi jaoks üsna nutikas disain, " lisab ta.
Kosmoseprügi eemaldamine selliste süsteemidega tekitab rohkem huvi - Phipps läheb järgmisel nädalal Prantsusmaal ekspertide kohtumisele, et seda teemat arutada. Lisaks astronautidele tekkiva ohu vähendamisele oleks vanade satelliitide väljasaatmine väärtuslikust orbitaalsest kinnisvarast lisaks majanduslik õnnistus ka seetõttu, et need mittefunktsioneerivad korpused pääsevad sinna. Ja oht, et maapinnalähedane orbiidi satelliit, nagu näiteks GPS-süsteemis, puruneb hulkuva metalli või isegi mõne teise satelliidi poolt, on väga reaalne. See juhtus üks kord 2009. aastal, kui Iridiumi sidesatelliit ja üks vanem Venemaa sond põrkasid kokku, levitades veelgi rohkem prahti kaugele ja laiale.
Ideede ja ettepanekute kuhjumisel loodab Phipps, et kosmoseagentuurid hakkavad kiiremini liikuma ja plaani ellu viima, enne kui kosmose rämps võtab surmava teemaksu. "Ma kardan, et see võtab surma, " ütleb Phipps. "Aga ma loodan, et mitte."
