1957'de Sovyetler Birliği ilk yapay Dünya uydusunu uzaya fırlattı, böylece insanlık tarihinde yeni bir çağ açtı - uzay araştırmaları çağı. O zamandan bu yana geçen 50 yılda, insanoğlu uzaya çok çeşitli uydular, roketler, bilimsel istasyonlar gönderdi. Bütün bunlar gezegenimizin etrafındaki uzayın sistematik olarak kirlenmesine yol açtı. NASA bilgilerine göre, Temmuz 2011 itibariyle, 3 396 işleyen ve zaten arızalı uyduların yanı sıra 12 698 güçlendirici blok da dahil olmak üzere, yapay kaynaklı 16 094 nesne, fırlatma araçlarının ve bunların enkazının aşamalarını harcadı. Sunulan belge, düşük dünya yörüngesindeki yapay kaynaklı nesnelerin sayısı açısından ilk sırada Rusya'nın - 4667'si uzay enkazı olan 6075 nesnenin ve ardından ABD, Çin, Fransa, Hindistan ve Japonya'nın olduğunu belirtiyor..
Düşük Dünya yörüngesindeki enkazın boyutu, mikro parçacıklardan bir okul otobüsünün boyutuna kadar oldukça geniş bir yelpazede değişmektedir. Aynı şey bu çöpün kütlesi için de söylenebilir. Büyük parçalar 6 tona kadar çıkabilirken küçük parçacıklar sadece birkaç gram ağırlığındadır. Tüm bu nesneler uzayda farklı yörüngelerde ve farklı hızlarda hareket eder: 10 bin km / s'den 25 bin km / s'ye. Üstelik bu tür uzay enkazı parçalarının birbirleriyle veya zıt yönlerde hareket eden herhangi bir uydu ile çarpışması durumunda hızları 50 bin km/s'ye ulaşabiliyor.
Rusya Bilimler Akademisi Astronomi Araştırma Enstitüsü kıdemli araştırmacısı Alexander Bagrov'a göre, bugün paradoksal bir durum ortaya çıkıyor. İnsanoğlu uzaya ne kadar çok araç fırlatırsa, kullanım için o kadar az uygun hale geliyor. Uzay aracı her yıl kıskanılacak bir düzenlilikle başarısız oluyor, bunun sonucunda Dünya'nın yörüngesindeki enkaz miktarı yılda %4 artıyor. Şu anda, 1 ila 10 cm boyutlarında 150 bine kadar farklı nesne dünyanın yörüngesinde dönerken, boyutları 1 cm'den küçük olan parçacıklar sadece milyonlarcadır. Aynı zamanda, 400 km'ye kadar olan alçak yörüngelerde, uzay enkazı gezegenin atmosferinin üst katmanları tarafından yavaşlatılırsa ve belirli bir süre sonra Dünya'ya düşerse, o zaman sonsuz uzunluktaki jeostatik yörüngelerde olabilir. zaman.
Uyduları Dünya'nın yörüngesine fırlatmak için kullanılan roket güçlendiriciler, uzay enkazındaki artışa katkıda bulunuyor. Yakıtın yaklaşık %5-10'u tanklarında kalır, bu da çok uçucudur ve kolayca buhara dönüşür, bu da genellikle oldukça güçlü patlamalara yol açar. Uzayda birkaç yıl geçirdikten sonra, zamanlarına hizmet eden roket aşamaları parçalara ayrılır ve etraflarına küçük parçalardan oluşan bir tür "şarapnel" saçar. Son birkaç yılda, Dünya'ya yakın uzayda yaklaşık 182 bu tür patlama kaydedildi. Bu nedenle, bir Hint roketinin bir aşamasının yalnızca bir patlaması, aynı anda 300 büyük enkazın yanı sıra sayısız küçük, ancak daha az tehlikeli olmayan uzay nesnesinin oluşumuna neden oldu. Bugün, dünya zaten uzay enkazının ilk kurbanlarına sahip.
Yani Temmuz 1996'da yaklaşık 660 km yükseklikte. Fransız uydusu, çok daha önce uzaya fırlatılan Fransız Arian fırlatma aracının 3. aşamasının bir parçası ile çarpıştı. Çarpışma anındaki bağıl hız yaklaşık 15 km/s veya 50 bin km/s idi. Söylemeye gerek yok, kendi büyük nesnesinin yaklaşımını kaçıran Fransız uzmanlar, bu hikayeden sonra uzun bir süre dirseklerini ısırıyorlar. Bu olay, uzayda çarpışan her iki nesnenin de Fransız kökenli olması nedeniyle büyük bir uluslararası skandala dönüşmedi.
Bu nedenle, bugün uzay enkazıyla ilgili problemin fazladan abartmaya ihtiyacı yok. Şu anki hızda, yakın gelecekte, dünyanın yörüngesinin önemli bir bölümünün uzay araçları için en güvenli yer olmayacağı gerçeğini aklınızda tutmanız gerekiyor. Bunu fark eden Texas Tarım Üniversitesi'nden araştırmacı Jonathan Missel, uzay enkazını temizlemek için mevcut tüm yöntemlerin iki yaygın hastalıktan en az birine sahip olduğuna inanıyor. Ya "Bir parça uzay enkazı - bir çöpçü" (ki bu çok pahalıdır) görevlerini gerçekleştirmeyi içerirler ya da ince ayar yapmak on yıldan fazla sürecek teknolojilerin yaratılmasını ima ederler. Bu arada, uzay enkazı kurbanlarının sayısı sadece artıyor.
Bunu fark eden Jonathan Missel, One Piece of Space Junk - One Scavenger konseptini yeniden kullanılabilir hale getirmeyi teklif ediyor. Kendisi ve meslektaşlarının geliştirdiği Sling-Sat uydulu TAMU Space Sweeper, özelleştirilebilir "kollar" ile donatılmıştır. Böyle bir uydu, uzay enkazına yaklaştıktan sonra, onu özel bir manipülatör ile yakalar. Aynı zamanda, farklı hareket vektörleri nedeniyle, Sling-Sat dönmeye başlar, ancak ayarlanabilir eğim ve "kolların" uzunluğu sayesinde, bu manevra tamamen kontrol edilir, bu da bir futbol topu gibi dönmeye, anlamlı bir şekilde izin verir. kendi yörüngesini değiştirerek, bir sonraki uzay enkazına doğru bir "sapan uydusu" gönderir.
Uydu, ikinci uzay nesnesine doğru yörüngede olduğu anda, uzay enkazının ilk elemanı, dönüş sırasında onun tarafından serbest bırakılır. Dahası, bu öyle bir açıyla gerçekleşecek ki, bir uzay enkazı örneğinin içinde yanan gezegenimizin atmosferine çarpması garanti edilir. Uzay enkazının ikinci nesnesine ulaşan bu uydu, yapılan işlemi tekrarlayacak ve her seferinde bunu yapacak, uzay enkazından ek bir kinetik enerji yükü alırken ve aynı zamanda onu Dünya'ya geri veren gezegene geri gönderecek. ona yükselmek.
Bu kavramın, bunu dambıl bırakarak (ek hızlanma için) yapan eski Yunan uzun atlamacılarının yöntemini biraz anımsattığını belirtmekte fayda var. Doğru, bu özel durumda, uzay enkazı nesnelerinin anında yakalanması ve fırlatılması gerekecek, TAMU Space Sweeper'ın bununla başa çıkıp çıkmayacağı açık bir soru.
TAMU Uzay Süpürme Aracı
Gerçekleştirilen bilgisayar simülasyonu, önerilen şemanın yüksek bir teorik yakıt verimliliğine sahip olduğunu göstermektedir. Ve bu anlaşılabilir bir durumdur: bir "sling uydu" durumunda, enerjinin, çöpümüze teslim edilmesi gereken yakıttan değil, 1. kozmik hıza zaten hızlandırılmış uydu ve roket parçalarından alınması gerekiyordu. Dünya'dan toplayıcı.
Elbette Missel'in sunduğu konseptin bazı darboğazları var. Uzay enkazının hiçbir parçasının doğal olarak bir manipülatör tuzağı için ve en önemlisi yoğun dönüş sırasında yüksek ivmeler için uygun olmadığını belirtmekte fayda var. Parçanın çok büyük ve ağır olması durumunda, dönme sırasındaki enerjisi, manipülatörün yanı sıra kendisini de yok etmek için yeterli olabilir. Aynı zamanda, bir uzay enkazı nesnesi yerine çok sayıda başka nesnenin yaratılmasının, düşük Dünya yörüngelerinde uzaydaki durumda bir iyileşmeye yol açması pek olası değildir. Aynı zamanda, elbette, fikir ilginç ve yeterli teknik uygulama durumunda - etkili olarak görülüyor.
