Uzay enkazı çok tehlikeli mi? Yörüngeleri temizlemeye nereden başlamalı? Bunun için hangi yasal sorunların çözülmesi gerekiyor? Hangi projeler sunuluyor? "RG" muhabiri, V. I. Uygulamalı Matematik Enstitüsü'nde kıdemli araştırmacı olan Vladimir Agapov ile bunun hakkında konuşuyor. M. V. Rusya Bilimler Akademisi'nin uzay enkazı sorunu konusundaki baş organizasyonu olan Keldysh.
Böylece, uzay kirliliği tehlikesiyle ilgili sözlerden önde gelen uzay güçleri sonunda işe başlamaya karar verdi. Öncüler, Şubat ayında böyle bir temizleme sistemini test edecek olan Japonlar olacak. Ama gerçekten bu kadar alakalı mı? Sonuçta, yıllar geçiyor, çöp tehlikesi hakkında çok fazla konuşma var, ancak büyük ölçüde bu nedenle ciddi bir kaza olmadı. Belki uçmasına izin verin ve çok para harcamanıza gerek yok?
Vladimir Agapov: Önce aslında neden bahsettiğimizi anlayalım. Uzay enkazı nedir? Uzmanlara göre, Dünya'nın etrafında bir santimetreden büyük 650 binden fazla farklı cisim dönüyor. Bunlardan, şu anda yaklaşık 22 bin olan 10 santimetreden daha büyük olanlar izleniyor. Diğer yüz binlerce kişi gizli, "Bay X". Ancak daha da küçükleri var, yaklaşık bir milimetre, sayılarının yaklaşık 3.5 milyon nesne olduğu tahmin ediliyor.
En tatsız şey, bu armadanın sürekli büyümesidir. Sadece uzaya giderek daha fazla araç gönderildiği için değil, sonunda çöp haline geliyor. Sorun, "kir"in kendisinin pasif olmamasıdır. Sonuçta, büyük bir hızla uçan parçalar birbirleriyle çarpışır, yok edilir ve uzun yıllar boyunca yüzlerce ve binlerce yeni nesneye yol açar. UUİ'nin ve diğer uzay araçlarının, uzay çamuruyla olası bir çarpışma rotasından artan sıklıkta çekilmesi tesadüf değildir.
Ancak çarpışmalardan kaçınmaktan bahsettiklerinde, yalnızca özel konumlandırıcılar ve teleskoplar tarafından sürekli olarak izlenen yeterince büyük parçalardan bahsediyoruz. Ancak yörüngede kimsenin izleyemediği, ancak aynı zamanda son derece tehlikeli olan çok daha küçük bir plaser var. İnişten sonra, bir dizi uzay aracının ön pencerelerinde, uzay aracının tam bir basınçsızlaşmasının hemen hemen gerçekleşebileceği kadar kritik boyutlarda mikro çatlakların ortaya çıktığı bilinmektedir. Tüm bu sorunların farkına varan uzay güçleri, uzay enkazıyla mücadele çalışmalarını şimdi çarpıcı biçimde yoğunlaştırdı. Burada zaman kaybedilmemeli, sorun olgunlaştığında ve iş işten geçmişken durum uçurumun eşiğine getirilmemelidir.
Ama Japonlar temizliğe ilk başlayan olmaya çoktan hazırlar …
Vladimir Agapov: Bu tamamen doğru değil. Bu sadece birçok seçenekten birini test etmekle ilgilidir. Hiç şüphe yok ki, soruna dikkat çekmek önemlidir, ancak yine de önemlidir. Aslında somut projeleri ciddiye almadan önce tüm uzay enkazlarının envanterini çıkarmak gerekiyor. Nerede ve ne uçar, bu nesneler ne kadar tehlikelidir. Şu anda elimizde tam bir resim yok. Alçak yörüngelerde, Dünya yüzeyinin üç bin kilometre yukarısında, enkazın yaklaşık yüzde 80'i, Dünya'nın yaklaşık 36 bin kilometre üzerinde olan yüksek ve esas olarak jeostatik ve ara eliptik yörüngelerde - kalan 20'si "sarkar". yüzde.
Aslanın enkaz payının toplandığı alçak yörüngelere acilen ihtiyacımız var gibi görünüyor. Ancak öte yandan, coğrafi yörünge bizim için daha az önemli değil - sonuçta, şu anda her biri onlarca, hatta yüz milyonlarca dolara mal olan yaklaşık 430 araç çalışıyor. Onlar sayesinde internete, uydu TV'ye ve bir dizi başka olanaklara sahibiz. Alçak yörüngelerden farklı olarak, yalnızca bir coğrafi sabit vardır ve böyle eşsiz bir doğal kaynağı kaybedemeyiz.
Yani, uzay paspasını almadan önce önceliklere karar vermeniz mi gerekiyor?
Vladimir Agapov: Elbette. Ve kaba kirle başlamak hiç de gerekli değil. Aktif cihazların olmadığı yerlerde uçtuğu ortaya çıkabilir. Yakın gelecekte, özellikle birbirleriyle çarpışmazlarsa, bu tür parçalara dokunmamak daha iyidir. Ancak tehlikeli bir gruplandırmayı ayırmak yeterli değildir, içinde en tehlikeli olanı anlamak zaten gereklidir. Yani, bir öncelik ağacı oluşturun. Ve ancak bundan sonra yörüngeleri temizlemek için para harcamaya başlayın. Aksi takdirde, tüm bu temizliğin etkisi yetersiz olacaktır.
Ya da belki paralel olarak, ülkeler hiç çöp atmamak için anlaşmalı mı? Kirliliği durdurmak mı?
Vladimir Agapov: BM'nin girişimiyle, çeşitli ülkeler tarafından üzerinde anlaşmaya varılan bu tür bir dizi önlem geliştirildi. Burada oldukça açık fikirler var. Örneğin, bir uydu veya bir roket aşaması işe yaradıysa, o zaman ya bu yörüngeden daha düşük bir yörüngeye çıkarılmaları gerekir, buradan yavaşlama nedeniyle inecek ve atmosferde yanacaklardır. Hatta okyanusta boğulmak. Bu, büyük nesneler için geçerlidir, ancak cihazlar başlatıldığında ve çalışma sırasında ayrılan çok daha fazla önemsiz şey vardır - her türlü somun, cıvata vb. Açık çözüm, hiçbir şeyin ayrılmaması için tasarımlar oluşturmaktır.
Ancak ana çöp tedarikçisi yörüngedeki patlamalardır. Nedenleri çok farklı. Çoğu zaman, artık yakıt patlar. Gerçek şu ki, uydu yörüngeye yerleştirildikten sonra, kendi kendine tutuşanlar da dahil olmak üzere yakıt bileşenleri roket aşamasında kalır. Tanklar sağlam olduğu sürece, korkunç bir şey olmaz, ama diyelim ki, bir mikrometeorit duvarı kırarsa, bir patlama meydana gelir ve basamak binlerce küçük parçaya ayrılır. Bu nedenle, uçuş programının tamamlanmasından sonra, kalan yakıtın gaz halinde tahliye edilmesi için özel valflerin açılması tavsiye edilir.
Biriken çöpleri atmak için bugün hangi projeler öneriliyor? Japonların deneyeceği yöntem ne kadar etkili?
Vladimir Agapov: Japon projesi, özel bir uydunun yörüngeye fırlatılacağını ve elektrodinamik bir trol fırlatacağını varsayıyor. Bu, 300 metre uzunluğunda, 30 santimetre genişliğinde bir metal ağdır ve ipliklerin kalınlığı yaklaşık 1 milimetredir. Trol yörüngede hareket ederek manyetik bir alan oluşturacak ve küçük kalıntıların bir kısmını yakalayacaktır. Birkaç ay içinde, Dünya'nın manyetik alanının etkisi altındaki yakalama ile "gırgır" yörüngesini değiştirecek ve yanacağı atmosferin yoğun katmanlarına girecek.
Proje oldukça açık, ancak soru şu ki, böyle bir trol çok fazla çöp toplayacak mı? Gerçekten de, uzay gemilerinde manyetize edilmiş çok fazla malzeme kullanılmamaktadır, özellikle manyetik olmayan alüminyum alaşımları, çeşitli dielektrik filmler ve son zamanlarda kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Bugün başka birçok proje düşünülüyor. Örneğin, lazer kullanılması önerilmektedir. Ancak bu seçenek hemen birçok soruyu gündeme getiriyor. Işını kimsenin görmediği küçük bir nesneye nasıl hedefleyebilirim? Açık değil. Görünenle savaşacağımızı söylüyorlar. Diyelim ki, ona bir lazer ışını yönlendirerek nesneyi iteceğiz. Ama nerede? Cismin şeklini, kütlesini, malzemesini bilmiyorsa, nereye uçacağını kim tahmin edebilir? Böyle bir çarpmanın sonucu olarak, nesne daha da tehlikeli hale gelebilir, bir tür çalışma aparatıyla çarpışabilir.
Bence en ilginç fikirlerden biri farklı fren sistemlerinin kullanılması. Örneğin, hizmet ömrünün sona ermesinden sonra, uydu bir "yelken", "paraşüt" veya sadece gazla şişirilmiş büyük bir balon fırlatır. Sonuç olarak, tüm yapının alanı keskin bir şekilde artar ve bu da onu büyük ölçüde engeller. Cihaz, uçuş yüksekliğini hızla düşürecek, atmosferin yoğun katmanlarına girecek ve yanacaktır.
Bilim kurgu filmlerinde, yörüngelerde uzun süredir faaliyet gösteren, uyduları ve diğer ekipmanları kaldıran ve kuran çeşitli manipülatörler yer almaktadır. Bilim adamlarının portföyünde böyle projeler var mı?
Vladimir Agapov: Elbette. Ancak teknik olarak belki de en zor olanlardır. Sonuçta, büyük bir çöp nesnesinin kütlesi birkaç tona kadardır ve karmaşık bir şekilde döner, kontrol edilemez. Muazzam bir ivmeye sahip. Nasıl yakalanır ve manipülatörün kurulu olduğu manipülatörü veya uzay aracının kendisini yok etmez? Karmaşık teknik problemlerin burada çözülmesi gerekiyor.
3.5 milyon farklı uzay enkazı Dünya'nın etrafında dönüyor
Ancak tamamen bilimsel ve teknik problemlerin yanında başka problemler de var. Sonuçta, bu şekilde, sadece çöpleri değil, aynı zamanda diğer insanların uzay araçlarını, hatta çalışan uzay araçlarını da kaldırabilirsiniz. Yani, özünde bunlar çift kullanımlı sistemlerdir - sivil ve askeri. Dolayısıyla uzay enkazıyla mücadelede önemli bir hukuki boyut var. Bir yandan, uzay enkazı yörüngede uçar, ancak diğer yandan, süresi dolmuş "ölü" nesneler bile birisine aittir. Ve ülkelerden birinin, en iyi niyetle bile, bir başkasının nesnesini kaldırma girişimi, çok ciddi çatışmalara yol açabilir. Bu, ek risklerin ortaya çıkmaması için bu tür işlemlerin tüm katılımcılarla koordineli bir şekilde gerçekleştirilmesi gerektiği anlamına gelir. Bugün dünya topluluğu bu konular üzerinde çalışıyor, çünkü herkes herhangi bir ani hareketin herkes için hoş olmayan sonuçlara yol açabileceğini anlıyor. Bu arada, aniden uzaya uçmayı tamamen bıraksak bile, enkaz miktarı artmaya devam edecek. Tahminler, yalnızca 20-30 yıl içinde zaten uçan parçaların karşılıklı çarpışmaları nedeniyle, enkazdaki artışın, üst atmosferdeki doğal yavaşlama ve yörüngeden çıkma süreçlerinin bir sonucu olarak kaybını aşacağını göstermektedir.
referans
Bugün yörüngedeki toplam uzay enkazı kütlesi yaklaşık 6.700 tondur. 800-1000 kilometre yükseklikteki yoğunluğu kritik bir seviyeye ulaştı. Onunla bir çarpışma nedeniyle, 10-15 yıllık bir süre için bir uzay aracını kaybetme olasılığı, yerleşik sistemlerin arızası nedeniyle bir uzay aracını kaybetme olasılığından zaten daha yüksektir. Alçak yörüngelerde iki büyük nesnenin çarpışma olasılığı, 15 yılda bir olay olarak tahmin edilmektedir. 10 yıl önce bile bu rakam 4 kat daha düşük.
