Kuinka puhdistaa kiertorata avaruusjätteistä? Avaruusjätteet maan ympärillä: luokitus, hävitysmenetelmät.

MOSKVA, 21. toukokuuta - RIA Novosti, Tatjana Pichugina. Venäläinen Kanopus-V-satelliitti teki kaksi liikettä välttääkseen törmäyksen avaruusromun kanssa. Tämä tapaus kiinnitti huomion ongelmaan, josta asiantuntijat ovat keskustelleet vuosikymmeniä: kuinka puhdistaa maanläheinen avaruus ihmisen aiheuttamista roskista. RIA Novosti puhuu lupaavista ja puolifantastisista hankkeista, joita tiedeyhteisö on ehdottanut.

Avaruusajan alusta lähtien Maan lähelle on kertynyt monia esineitä, jotka lentävät suurella nopeudella satelliittien vieressä. Jos Maan läheisyydessä avaruusromu ennemmin tai myöhemmin hidastuu, putoaa ja suurimmaksi osaksi palaa ilmakehässä, ne voivat pyöriä ikuisesti geostationaarisella kiertoradalla. Törmäys pieneen muovi- tai rautapalaan useiden kilometrien sekuntinopeudella uhkaa avaruusalusta tuholla tai vakavalla vauriolla.

Vuonna 1983 maalihiukkanen jätti lommo amerikkalaisen Challenger-sukkulan runkoon; vuonna 2006 avaruusromu vaurioitti Russian Express AM11 -satelliitin lämmönsäätöä. Hubble-teleskoopin antenni vaurioitui vain yhden senttimetrin mittaisesta muukalaisfragmentista. ISS tekee keskimäärin viisi liikettä vuodessa välttääkseen roskia. Canopus B -satelliitti vaihtoi kiertorataa kahdesti vuodessa samasta syystä.

Matalilla, lähellä Maata kiertävillä kiertoradoilla on nykyään lähes miljoona ihmisen tekemää esinettä. Niiden massaksi arvioidaan kahdeksan tuhatta tonnia. Alle viisi prosenttia seurataan, mukaan lukien avaruusalukset. Yhdysvaltojen mukaan 18 tuhatta avaruusromua tarkkaillaan Maasta. Sama tieto kerrottiin avaruusneuvostossa Venäjän akatemia Tieteet Venäjän tiedeakatemian kirjeenvaihtajajäsen Boris Shustov tähtitieteen instituutista. Hänen mukaansa sentin kokoiset palaset ovat mahdollisia tappajia avaruusalus.

Lisäksi tutkijat ovat huolissaan roskien kerääntymisestä korkealla pinta-ala-massasuhteella, koska ne pystyvät äkillisiin kiertoradan muutoksiin, joita on mahdotonta ennustaa.
Myös vuosittainen avaruusromun putoaminen Maahan on vaarallista. Vaikka lentorata voidaan laskea niin, että törmäys pintaan tapahtuu aavikkoalueilla, vaaratilanteiden todennäköisyys säilyy.

Suurin osa avaruusromuista syntyy kiertoradalla olevien ajoneuvojen tuhoutumisesta ja törmäyksestä. Lisäksi kiertoradalla on kantorakettien käytettyjä ja ylempiä vaiheita, ei-aktiivisia satelliitteja ja laukaisujen aikana repeytyneitä fragmentteja.

Yhdysvaltojen, Venäjän ja Kiinan osuus avaruusromusta on 93 prosenttia. Joka vuosi sen kokonaisvolyymi kasvaa neljä prosenttia.

Verkot, purjeet ja laserit

Toistaiseksi todennäköisyys törmäykselle roskien kanssa on pieni, mutta ennemmin tai myöhemmin järjestys on palautettava kiertoradalle. Nyt ne rajoittuvat passiivisiin suojatoimenpiteisiin: satelliittien sijoittamiseen panssarinlävistyskoteloihin, kilpien asentamiseen tai kiertoradalla ohjaamiseen. Aktiivisia jätteenkäsittelymenetelmiä ei ole.

Nicholas Johnson, joka valvoo tätä ongelmaa NASA:lla, ehdotti valtavan, halkaisijaltaan 1,8 kilometriä olevan ilmapallo NERF täynnä aerogeeliä. Sen huokoinen kuori päästää pienet palaset kulkemaan läpi, vaimentaa niiden nopeutta ja sen seurauksena ne palavat ilmakehässä. Mutta tosiasia on, että itse pallo poistuu nopeasti kiertoradalta ja palaa. Lisäksi johtuen suuret koot sen törmäyksen todennäköisyys aktiivisen avaruusaluksen kanssa on suuri.

Ranskalainen insinööri Jonathan Missel kehitti Sling-Sat-satelliitin TAMU Space Sweeper -manipulaattorilla. Laite pyörii ylös ja laukaisee hihnan tapaan palasen suuntaan, jossa sen pääsy ilmakehään on taattu. Hän itse menee seuraavaan. Tämä liiketapa ratkaisee kiertoradan puhdistusrobottien korkean polttoaineenkulutuksen ongelman.

Japanilaiset ovat keksineet suunnittelun sähködynaamiselle nuotalle, johon käytetty satelliitti päätyy. Käynnistettäessä kiinnitetään kela kaapelilla. Tehtävän lopussa se rentoutuu, kiitos magneettikenttä Maan päällä syntyy sähkövirta, ja Lorentzin voima työntää satelliitin ilmakehää kohti täydelliseen palamiseen asti.

Roskien lyömiseksi alemmalle kiertoradalle ehdotetaan myös aurinkopurjesatelliittien ja ilmaräjähdysten käyttöä.

Useammin kuin kerran on herännyt ajatus roskien polttamisesta laserilla tai rautapistoolilla ( sähkömagneettinen ase) asennettuna Maahan.

"Laser on parempi sijoittaa sinne, missä roskat sijaitsevat - kiertoradalle, varsinkin kun tekniikan avulla on mahdollista tehdä kompakteja asennuksia. Edut ovat ilmeiset - etäisyyden lyhentäminen kohteeseen ja osoitustarkkuus lisääntyy, optista ei ole ilmakehän aiheuttamia vääristymiä", selitti Oleg Palashov Venäjän tiedeakatemian ammattikorkeakoulun fyysikot puhuessaan avaruusneuvostossa.

Hänen mukaansa tehtävää helpottaa se, että voidaan käyttää lyhytkestoista femtosekunnin laseria, mikä alentaa energiakustannuksia.

Tarkkaile ja varoita

Toistaiseksi avaruusromua tarkkaillaan maasta ja yritetään määrittää niiden mahdollinen vaara. Erityistä huomiota kiinnitetään kiertoradoihin, joilla on eniten avaruusaluksia.

Puolustusministeriön mukaan Venäjällä kiertorataa valvotaan viidelläkymmenellä kaukoputkella, jotka muodostavat ulkoavaruuden ohjausjärjestelmän. Ne kuljettavat seitsemäntuhatta roskaa matalilla kiertoradoilla ja noin kuusi tuhatta korkealla kiertoradalla. Lisäksi heidän näkökentässään on puolitoista tuhatta avaruusalusta.

Valvoo jätetilannetta Automatisoitu järjestelmä varoituksia vaarallisista tilanteista Maan lähiavaruudessa (ASPOS OKP), jota valvoo keskustutkimuskeskus TsNIIMash. Sillä on 36 maassa sijaitsevaa teleskooppia Venäjällä ja IVY-maissa. Yksi kvanttioptinen asema sijaitsee Brasiliassa. Verkostoa on myös tarkoitus laajentaa kattamaan BRICS-maiden asemat.

Yli puolen vuosisadan lentojen aikana matalalle Maan kiertoradalle siihen on kertynyt lähes 170 miljoonaa kappaletta avaruusromua - tässä on metallisirpaleita, epäonnistuneita satelliitteja ja jopa astronautien menettämiä instrumentteja. Asiantuntijat raapivat päätään: kuinka suojautua lentokoneita

teksti: Til Hein

On paljon sellaista, mikä ei lennä maapallon ympäri. Planeettaa lähimpänä olevalla kiertoradalla, jopa kahden tuhannen kilometrin korkeudessa, pyörii lähes 2 800 tonnia kaikenlaista roskaa: kantoraketeista ja viallisista satelliiteista sekä katastrofin joutuneiden avaruusalusten palasia on käytetty, ja ruuvimeisselit ja jopa Venäjän kiertorataaseman "Mir" roskapussit, jotka sisälsivät muun muassa jäätynyttä ulostetta... Ja vaikka asema upposi Tyyni valtameri Jo maaliskuussa 2001 jotkut tällaiset paketit jatkavat lentämistä avaruudessa.

Matalan Maan kiertoradalla olevat tutkat ovat havainneet peräti 23 tuhatta kohdetta, joiden halkaisija on kymmenen senttimetriä. Ne ryntäävät avaruuden tyhjiön läpi jopa 28 tuhannen kilometrin tuntinopeudella. Lisäksi asiantuntijoiden mukaan planeettamme ympärillä kiertää eri kiertoradoilla yli 170 miljoonaa esinettä, joiden koko vaihtelee millimetristä yhteen senttimetriin. Lisää hienoja hiukkasia Maasta peräisin olevia roskia on vaikea havaita.

Jotain tälle kaikelle on tehtävä kiireesti. "On aika siivota tämä roska avaruudesta", sanoo Heiner Klinkrad, Euroopan avaruusjärjestön (ESA) avaruusromutoimiston johtaja ja yksi maailman johtavista tämän alan asiantuntijoista.

Hänen huolensa on ymmärrettävää: jopa pienimmät roskahiukkaset törmäävät Kansainväliseen avaruusasemaan (ISS) tai mihin tahansa tuhansista sää-, televiestintä-, navigointi-, sotilas- ja muista satelliiteista voivat vahingoittaa niitä vakavasti tai jopa poistaa ne käytöstä. Ei ole turhaa, että maan keinotekoiset satelliitit on vakuutettu noin 20 miljardilla dollarilla.

"Jos vaikkapa halkaisijaltaan vain sentin alumiinipallo törmää avaruusalukseen, seuraukset ovat samat kuin jos keskiluokan henkilöauto törmää siihen nopeudella 50 kilometriä tunnissa", Heiner selittää. Klinkrad. Ja kymmenen senttimetrin esine yksinkertaisesti räjäyttää satelliitin palasiksi.

Avaruudesta tulevat roskat voivat jopa pudota planeetallemme. Syyskuussa 2011 linja-auton kokoinen, käytöstä poistettu amerikkalainen sääsatelliitti UARS syöksyi kohti Maata ja pelotti monia ihmisiä, kunnes sen hylky törmäsi Tyynellemerelle.

Mutta suurin vaara astronautikalle on suurten avaruusromun kappaleiden törmäys: törmättyään toisiinsa ne "rypistyvät" moniksi pieniksi fragmenteiksi, jotka puolestaan voivat törmätä muihin hiukkasiin, jolloin syntyy uusia roskia - uhka miehitetyille ja miehittämättömät avaruusalukset lisääntyvät kuin lumivyöry. Tätä ilmiötä kutsutaan "Kessler-ilmiöksi" - amerikkalaisen NASA-konsultin Donald Kesslerin kunniaksi, joka kuvaili ensimmäisenä tällaisen hypoteettisen skenaarion tapahtumien kehityksestä maapallon lähellä.

Jotta tämä synkkä juoni ei toteutuisi, ESA ehdottaa avaruuden "hygieniatilanteen" radikaalia parantamista. Ensinnäkin, tulevaisuudessa kaikilla suurilla satelliiteilla pitäisi olla riittävästi polttoainetta, jotta ne voidaan lähettää joko niin sanotulle "kuolleelle kiertoradalle" tai Maan ilmakehään, jossa ne palavat. Toiseksi, joka vuosi odotetaan, että viidestä kymmeneen suurta esinettä poistetaan avaruudesta - mitä nopeammin, sen parempi. Mutta miten?

Volker Gass Sveitsin avaruuskeskuksesta École Polytechnique Fédérale de Lausannessa tarjoaa vastauksen: tarvitsemme puhdistusrobotteja. Nyt hän ja ryhmä kollegoja kehittävät CleanSpaceOne-laitetta, joka tulee olemaan ensimmäinen avaruusjätteen kerääjä. SwissCube, kaksi jäljellä olevaa minisatelliittia, jotka Sveitsi lähetti avaruuteen, saavuttaa pian käyttöikänsä lopun. (Toinen, Tlsat, lopetti toimintansa jo vuonna 2011.) Toisesta alkaa "puhdistimen" avulla kiertoradalta poistettujen laitteiden laskenta. "Jokaisen tulisi ainakin lakaisua omalla ovella", Gass sanoo. Tämä idea syntyi sveitsiläisten asiantuntijoiden keskuudessa UARS-satelliitin putoamisen jälkeen. "Olimme kollegani kanssa lounaalla kahvilassa", Gass muistelee, "ja hän ehdotti avaruusromun keräämistä robottien avulla." Sitten joku piirsi lautasliinalle kaavion ionimoottorilla varustetusta laitteesta, jonka pitäisi liikkua avaruudessa, siepata roskat manipulaattoreillaan ja kuljettaa ne maata kohti.

Komea ja energinen Volker Gass on jo hallinnut monenlaisia rooleja: hän toimii tiedemies-keksijänä, johtajana ja motivaattorina. Mutta se, mitä tämä aiemmin satelliiteille mekaanisia komponentteja suunnitellut mies osaa parhaiten herättää kiinnostusta noin kymmenen miljoonaa euroa maksavaan prototyyppiprojektiinsa. Hänen tiimiinsä ei kuulu vain fyysikoita, insinöörejä ja robotiikan asiantuntijoita - Gassin neuvonantaja on Claude Nicollier, entinen ESAn astronautti, joka puhuu nyt avaruusromuihin liittyvistä vaaroista.

Siivousrobotin "ulkonäkö" on huomaamaton: kahden tai kolmen kenkälaatikon kokoinen pitkänomainen alumiinirunko, joka on varustettu erittäin kompaktilla moottorilla, videokameralla ja tartuntalaitteella.

Gass suunnittelee robotin "käden" yhteistyössä robottitutkijan Aude Billardin kanssa. Juuri nyt Billard kouluttaa yhtä olennostaan laboratoriossa. Hän heittää Coca-Cola-tölkin liikkuvalle alustalle kiinnitettyä muovista "kättä" kohti - ja kone ottaa sen luottavaisesti kiinni. Billard hymyilee: "Robotin täytyy pystyä paitsi tarttumaan ja tarttumaan esineisiin, pääasia, että se oppii reagoimaan odottamattomiin tilanteisiin."

Avaruusromun palaset käyttäytyvät aivan eri tavalla kuin Coca-Cola-tölkki laboratoriossa, mutta yleensä ne pyörivät melko nopeasti akselinsa ympäri. "Jos yrität tarttua niihin tavallisella robottikädellä, ne yksinkertaisesti lipsahtavat pois sormistasi", Gass selittää. Joten hänen tiiminsä kehittää vaihtoehtoista pyyntimenetelmää, samanlaista kuin merivuokkot käyttävät metsästyksessä.

Kanadasta Sveitsiin saapunut fyysikko Herbert Shi on jo rakentanut useita kumiprototyyppejä "kädestä". Hänen suunnitelmansa on tämä: neljä joustavaa lonkeroa tarttuu esineeseen ja sotkee sen. Ja kumimanipulaattoreihin rakennetut elektrodit mahdollistavat lonkeroiden ohjaamisen maasta radiosignaalien avulla.

Shi kehittää myös moottoria tilanpuhdistimeen. Pienillä satelliiteilla, joihin kuuluu SwissCube, ei ole omia moottoreita. Ne toimitetaan kiertoradalle raketteilla, ja sitten ne liikkuvat keskipakovoiman ja Maan painovoiman keskinäisen kompensoinnin vuoksi. Mutta siivooja tarvitsee moottorin, muuten hän ei pysty keräämään roskia.

Shi lyö vetoa ioniteknologiat, jota on käytetty avaruusluotaimissa 1990-luvulta lähtien. Tällaisessa moottorissa kaasu, joka koostuu ioneista (molekyylit, joissa on sähkövaraus), kiihtyy kanssa sähkökenttä ja poistuu suuttimen läpi nopeudella jopa 144 tuhatta kilometriä tunnissa. Shi suorittaa kokeita nestemäisillä ioneilla yrittääkseen parantaa olemassa olevia moottoreita. Kaasu vaatii raskaan säiliön, mutta ioninen neste ei, ja siten Shi toivoo vähentävänsä avaruuspyyhkimiensä käyttämiseen tarvittavan polttoaineen määrää.

On odotettavissa, että ionit työntyvät ulos satojen neulanmuotoisten suuttimien läpi, jotka sijaitsevat CleanSpaceOnen takapinnalla – pienten reikien läpi, joiden halkaisija on viisi kertaa pienempi kuin ihmisen hiukset. Tämän moottorin ansiosta robottipuhdistin on nopeampi ja ketterämpi kuin mikään roskat.

Myös muut maat etsivät tapoja poistaa roskia avaruudesta. Aiemmin monet siviiliasiantuntijat olivat huolissaan siitä, että armeija voisi käyttää tällaisia tekniikoita esimerkiksi vihamielisten vakoilusatelliittien poistamiseen. Nyt tällaiset pelot ovat melkein poissa.

Omaperäisimpiä ja eksoottisimpia hankkeita käsitellään kansainvälisissä tieteellisissä symposiumeissa: esimerkiksi espanjalaiset fyysikot ehdottavat avaruusromun poistamista puhdistussatelliittiin asennetulla ionikauunalla. Japanilaiset insinöörit keksivät jättimäisiä verkkoja roskien keräämiseksi.

"Moni kilometriä pitkällä kaapelilla on mahdollista poistaa satelliitit kiertoradalta 1400 kilometrin korkeudelta muutamassa viikossa tai kuukaudessa", sanoo ESA-asiantuntija Heiner Klinkrad. Ja saksalainen satelliittivalmistaja Astrium ja Saksan ilmailu- ja avaruuskeskus työskentelevät luodakseen yhdistetyn roskien poisto- ja korjausjärjestelmän. Oletetaan, että epäonnistuneet satelliitit vangitaan manipulaattorilla ja sitten joko korjataan tai tuhotaan "hallitulla putoamalla ilmakehään". Yhteistyökumppanit suunnittelevat käynnistävänsä tämän hankkeen, jonka kokonaiskustannusarvio on 180 miljoonaa euroa, vuonna 2018.

Samana vuonna sveitsiläisen avaruusvartijan on poimittava kiertoradalta ensimmäinen satelliitti, joka on saavuttanut käyttöikänsä. Kallista tietokoneanimaatiota käyttäen Gass osoittaa, kuinka siivousrobotti lentää minisatelliitin luo, kietoo lonkerot sen ympärille ja suuntaa saaliineen kohti Maata. Tämä video keräsi viikossa yli satatuhatta katselukertaa YouTubessa.

Tietenkin, kun otetaan huomioon "jätteen kaatopaikan" laajuus, ihmisten järjestämiä matalalla Maan kiertoradalla se muistuttaa pikemminkin yritystä siivota miljoonien metropolin viemärit tavallisimman hammasharjan avulla.

Lisäksi poistaakseen kilon avaruusromua - niin paljon SwissCube-satelliitti painaa - sveitsiläisten on laukaistava avaruuteen jopa kolmekymmentä kiloa painava robotti. Lisäksi se tulee olemaan itsemurharobotti: otettuaan käytetyn laitteen kiertoradalta se palaa yhdessä sen kanssa ilmakehän tiheissä kerroksissa.

Ja jokaista uutta avaruusromua varten on tehtävä uusi robotti.

Eikö tämä ole liikaa kallis ilo? Ei, sanoo ESA-asiantuntija Heiner Klinkrad. Hänen mukaansa aktiivisen avaruusteknologian korvaamisen kustannukset ylittävät huomattavasti niiden poistamisen kustannukset.

"Olemme kaikki jossain määrin edelläkävijöitä tällä alalla", Volker Gass sanoo. Hän ajattelee jo seuraavan sukupolven robotteja, jotka pystyvät keräämään avaruusromua kontteihin ja lähettämään ne palamaan ilmakehään.

Nykyään yksi asia on selvä: jos haluamme säilyttää Maanläheisen kiertoradan taloudelliseen ja tieteelliseen käyttöön, meidän on ehdottomasti tehtävä jotain, ja mitä nopeammin, sen parempi.

Muuten maan ympärillä olevasta tiheästä "roskavyöhykkeestä" tulee akuutti ongelma ja vakava este kaikille, jotka haluavat nousta Siniseltä planeetalta avaruuteen. Kaikki Maan läheisyydessä olevien roskien asiantuntijat ovat poikkeuksetta samaa mieltä tästä.

Maan ympärillä oleva avaruusromu on roskaa ja suuria palasia käytettyjä, vaurioituneita satelliitteja, joita ihmiskunta on lähettänyt Maan kiertoradalle yli viiden vuosikymmenen ajan.

Nämä ovat myös kiviä ja kadonneita esineitä, emalipisaroita ja paljon muuta erilaisia roskia, joka jostain syystä ei poistunut kiertoradalta eikä palanut ilmakehään.

Tämä on ketjureaktion vaara, koska se pyörii huomattavalla nopeudella. Suurella nopeudella oleva maalipisara kosketuksissa ihmisen avaruuspukuun voi tunkeutua sen läpi.

Jokainen tietää, että ihmiset ovat roskauttaneet planeettamme voimakkaasti, ja joka päivä roskien määrä vain kasvaa useita kertoja. Kaikki eivät kuitenkaan tiedä, että ihmiskunta pystyi lyhyen avaruuden tutkimisen aikana muuttamaan kiertoradan ympärillä olevan avaruuden kuluneiden tarpeettomien satelliittien kaatopaikaksi.

Yleiset käsitteet

Seuraavat tunnetut ja seuratut satelliitit ja roskat näkyvät taivaalla:

Vihreät pisteet ovat toimivia satelliitteja;
Harmaat satelliitit ovat ei-aktiivisia, mutta toimivia satelliitteja;
Punaiset pisteet ovat kuluneita satelliitteja ja roskia.

Euroopan avaruusjärjestö on paljastanut, kuinka paljon roskia kelluu avaruudessa tänään:

Noin kaksikymmentäyhdeksän tuhatta fragmenttia, joiden koko on enintään kymmenen senttimetriä;
kuusisataa seitsemänkymmentä tuhatta - kooltaan senttimetristä kymmeneen;
Yli sata seitsemänkymmentä miljoonaa fragmenttia, joiden koko on enintään senttimetri.

Roskien kokonaismassan kiertoradan lähellä arvioidaan olevan kuusi tuhatta tonnia ja sen lentonopeus on noin 56 000 km/h.

Viimeisen puolen vuosisadan aikana avaruuteen on lähetetty noin seitsemän tuhatta satelliittia, joista puolet, kuten ennenkin, on kiertoradalla ja tuhat on toiminnassa.

Pääongelmat

Nykyään ihmiskunnan on pakko ratkaista ongelmia paitsi saastumisella ympäristöön planeetalla, mutta myös etsiä ratkaisua ongelmaan, joka liittyy valtavaan roskamäärään avaruudessa. Suurin määrä roskia muodostui sellaisten valtojen, avaruustutkimuksen johtajien, kuten Venäjä ja Amerikka, päälle. Useimmiten jätteet kerääntyvät enintään puolentoista tuhannen kilometrin etäisyydelle Maasta. Korkeudessa, jossa alukset lentävät avaruudessa, ne ovat painovoimalain alaisia ja lähestyvät Maata joka vuosi.

Kerran yläilmakehässä, pienet kiertoradan roskat palavat, joka ei saavuta useita kymmeniä kilometrejä, eikä siksi aiheuta uhkaa ihmisten ja muiden planeetan asukkaiden elämälle.

Maan kiertoradalla olevat roskat ovat erittäin vaarallisia avaruudessa oleville aluksille. Nykyään monet tutkijat puhuvat vaarasta, että myöhempi jätteen kertyminen voi johtaa satelliittien laukaisujen ja avaruuslentojen päättymiseen.

Tämä johtuu siitä, että jätteellä on merkittävä lentonopeus ja se voi odottamattomassa törmäyksessä avaruusaluksen kanssa aiheuttaa sille merkittäviä vahinkoja. Viime vuosikymmeninä useita tapauksia, joissa satelliittien, alusten ja avaruusasemia roskia Maan kiertoradalla, ja nyt tilanne on vain pahentunut.

Nykyään ei ole olemassa tekniikoita, joilla estetään jätteen pääsy kiertoradalle, vaan tehdään vain havaintoja sen liikkumisesta ja sijainnista. Mutta eri maiden asiantuntijat ehdottavat eri tavoilla ratkaisuja tähän ongelmaan, jotka vaihtelevat roskien keräämisestä suurilla teräsverkoilla avaruuden hinaajan kehittämiseen, joka voi poistaa jätteitä kiertoradalla.

Äskettäin amerikkalaiset asiantuntijat ehdottivat roskien poistamista volframipölyllä, joka on levitettävä ympäri planeettaa jopa 30 kilometrin kokoisena kuorena. Tällaisen pölypilven pitäisi hidastaa pieniä roskia ja samalla puhdistaa tilaa lähellä maata.

Samalla keksitään uusia tilankäyttöolosuhteita. Esimerkiksi mikä tahansa keinotekoinen satelliitti aluksella on oltava varapolttoaineresursseja, jotka mahdollistavat sen lähettämisen Maahan sen käyttöiän päätyttyä tai siirtämisen määrättyihin paikkoihin matalalla Maan kiertoradalla.

Lisäksi rakettien kiihdytysyksiköissä on oltava polttoaineen tyhjennysjärjestelmät niiden myöhemmän räjähdyksen estämiseksi. Mutta tällaiset toimenpiteet eivät ole riittäviä, ja avaruusjätteen ongelma on edelleen ratkaisematta.

Hyödyllisiä keksintöjä

Jätteiden aiheuttama tilan saastuminen on erittäin akuutti, ja jokainen valtio yrittää löytää omia tapojaan ratkaista se. Äskettäin kiinalaiset asiantuntijat ehdottivat roskien tuhoamista lasersäteen avulla. Heidän analyysinsa perusteella on mahdollista asentaa kiertoradalle laserasema, joka toimii tehokkaasti - edellyttäen, että asemalla ja jätteellä on identtinen oikea nousumekanismi.

Asiantuntijat haluavat laserin avulla lisätä avaruusjätteen poistumista kiertoradalta tai poiketa sen suunnasta. Japanin avaruusjärjestö keksi erittäin herkän tutkan, joka havaitsee pieniä avaruusromuja. Tämä tutka on tarkoitus ottaa käyttöön muutaman vuoden kuluttua. Sen odotetaan auttavan estämään avaruusromujen törmäykset satelliittien kanssa.

Tähän asti virasto keksi seitsemänsataa metriä pitkän johdon. Sen pitäisi muodostaa sähkömagneettinen kenttä, joka hidastaa erilaisia roskia kiertoradalla ja vapauttaa ne planeetan ilmakehään. Ensimmäinen yritys päästä eroon roskista tällä laitteella ei onnistunut, koska... avaruusalus Johtoa ei voitu käynnistää. Aiemmin japanilainen virasto ehdotti myös jätteiden poistamista avaruudesta teräsverkkojen avulla, jotka ajettaisiin kiertoradalle erityisellä satelliitilla, kerättäisiin sinne roskat ja sitten irrotettaisiin ja lähetettäisiin ilmakehän kerroksiin.

Amerikkalaiset asiantuntijat keksivät avaruuslaitteita - niin sanottuja "peittoja", jotka keräävät kaiken avaruusjätteen ja lähettävät sen ilmakehään, missä se palaa.

Mutta vaikka ehdotuksia olisi kuinka monta, sitä ei ole tähän mennessä ollut mahdollista kehittää tehokas tekniikka jätehuolto avaruudessa monia syitä, erityisesti planeettamme ympärillä olevan avaruuden puhdistusmenetelmien korkeiden kustannusten vuoksi. Samaan aikaan tieteellisiltä ja näennäistieteellisiltä ryhmiltä tulee erilaisia, joskus ei kovin hyviä varoituksia ja versioita ongelman kehittymisestä.

Jotkut sanovat, että jos tätä asiaa ei käsitellä, kahden vuosisadan kuluttua työ avaruudessa lakkaa ikuisesti. Toiset uskovat, että avaruusjätteessä on vaara, mikä tarkoittaa, että onnettomuuden tai satelliitin vaurion syytä ei voida määrittää: joko se liittyy avaruudessa oleviin roskoihin tai jokin maa osallistuu tähän.

Epätavallisia faktoja avaruusjätteestä pitkiä vuosiaälä jätä huulia. Kytkemällä television päälle ihminen näkee uusia tieteiselokuvia avaruudesta. Huolimatta siitä, että ihmiskunnan ulkoavaruuden tutkimus ei ollut niin nopeaa, Maan kiertorata alkoi muistuttaa kaatopaikkaa eri alkuperää. Joka vuosi ne aiheuttavat kasvavan vaaran, kun niiden lukumäärä kasvaa:

Vain kaksi tilaa voi tarkkailla kiertoradan ympärillä olevaa tilaa. Kehitettyjen järjestelmien avulla he hallitsevat tilaa. Tämä mahdollistaa tapoja poistaa jätteitä ulkoavaruudesta.

Avaruudesta peräisin olevia roskia putoaa säännöllisesti maan pinnalle. Matalalla kiertoradalla liikkuvat merkittävän kokoiset esineet voivat päästä ilmakehään tietyn ajan kuluttua. Niiden nopeus laskee ja yksittäiset palaset saavuttavat maan. Itse asiassa pienet hiukkaset tunkeutuvat ilmakehän tiheisiin kerroksiin joka päivä ja suuret useita kertoja kuukaudessa.

Jokainen meistä tietää, että ihmiskunta on saastuttanut planeettaansa uskomattoman paljon ja tuottaa edelleen uskomattoman määrän roskia joka päivä. Mutta harvat tietävät, että lyhyen avaruustutkimuksen aikana onnistuimme muuttamaan Maan lähiavaruuden pieneksi käytettyjen satelliittien kaatopaikaksi. Tässä on kaksi interaktiivista visualisointia, jotka kuvastavat nykyistä tilannetta.

Ensimmäinen visualisointi (Alex Rasmussen) näyttää kaikki tunnetut ja seuratut satelliitit ja roskat:

Vihreät pisteet osoittavat aktiivisia satelliitteja.
Harmaa - ei-aktiivinen, mutta toimiva.
Punainen - epäonnistuneet satelliitit ja niiden roskat.

Euroopan avaruusjärjestö on määrittänyt, että Maa kiertää tällä hetkellä:

noin 29 000 fragmenttia, jotka ovat suurempia kuin 10 cm,
noin 670 000 fragmenttia 1-10 cm,
yli 170 miljoonaa fragmenttia 1 mm - 1 cm.

Maan lähiavaruudessa olevien roskien kokonaismassaksi arvioidaan 6 300 tonnia ja lentonopeus voi olla 56 000 km/h.

Viimeisten 50 vuoden aikana on laukaistu noin 6 600 satelliittia, joista 3 600 kiertää edelleen maata ja 1 000 on aktiivisessa tilassa.

Kuinka vaarallista tämä kaikki roska on?

Esitetyt visualisoinnit voivat johtaa mielemme harhaan, koska pisteet edustavat vain sijainti roskia, mutta ei kokoa, eli mittakaavaa ei noudateta. Todellisuudessa maanläheinen avaruus ei ole ollenkaan kaatopaikka, kuten kuvissa näyttää. Kuitenkin avaruusvirastot eri maat edelleen valmiustilassa, koska laukaisujen kustannukset ovat erittäin korkeat, ja 1000 tällä hetkellä toiminnassa olevan satelliitin katoamisen mahdolliset vahingot törmäysten seurauksena on arviolta 130 miljardia dollaria.

Joka vuosi maapallon ilmakehään pääsee 100-150 tonnia jätettä. Merkittävin tapaus takana viime vuodet oli saksalaisten ja amerikkalaisten satelliittien törmäys, jonka jätteet putosivat Bengalinlahteen vuonna 2011. Astronautit kiertoradalla eivät myöskään saa rentoutua (hei "Gravity"). Vuonna 2012 ISS siirrettiin korkeammalle kiertoradalle estämään törmäys japanilaisen satelliitin roskaan.

Mitä tehdä?

Onneksi "Gravitaatiota" muistuttavan skenaarion toistuminen elämässä on epätodennäköistä. Lisäksi insinöörit ovat toimittaneet paljon suojavarusteita (ISS:tä pidetään "historian suojatuimpana avaruusaluksena"). Lennon nopeus ja kasvava roskat muodostavat kuitenkin kasvavan uhan. Tutkijat varoittavat Kesslerin oireyhtymän mahdollisuudesta, kun kiertoradalla on niin paljon roskia, että minkä tahansa laukaisuajoneuvon tuhoutumisriski kasvaa erittäin suureksi. Samanlainen ketjureaktio voi itse asiassa sulkea ihmiskunnan pääsyn avaruuteen.

Nykyään tutkijat etsivät tapoja jäljittää roskia ja puhdistaa tilaa. Yksi monista ideoista on käyttää erityisiä satelliitteja, jotka vangitsevat roskat ja lähettävät ne planeetan pinnalle. Myös mahdollisuutta kerätä vielä käyttökelpoinen roskat kierrätystä varten harkitaan.

Mitä tahansa menetelmää tulevaisuudessa valitaankin, yksi asia on varma: läheisen ulkoavaruuden roskaaminen maksaa meille paljon. Jos haluamme jatkaa pääsyä planeettamme ulkopuolelle, modernia satelliittiviestintää, havainnointia ja tutkimusta, meidän on aloitettava opiskelu mahdollisia tapoja päästä eroon kiertoradan roskista.

Klikkaamalla alkuperäistä artikkelia voit arvostaa visualisointien interaktiivisuutta. Valitettavasti Habr ei salli sinun upottaa niitä viestiin, joten minun piti ottaa kuvakaappauksia.

eivät ole poistuneet huuliltamme pitkään aikaan. Joka kerta kun käynnistämme television, näemme uutta tieteisfiktiota avaruudessa kuvattuna. Ihmisen avaruuden tutkiminen todellisuudessa ei kuitenkaan ole niin nopeaa. Tästä huolimatta maapallon kiertoradalta on tullut todellinen eri alkuperää olevien roskien kaatopaikka. Joka vuosi se aiheuttaa yhä suuremman vaaran, kun sen määrä kasvaa.

Ensimmäinen roskat avaruudessa on amerikkalainen satelliitti. Vuonna 1958 Avangard-1-satelliitti laukaistiin avaruuteen. Amerikkalaisesta satelliitista tuli neljäs ihmisten laukaisema kohde. Hän työskenteli aurinkoenergia. Avangard-1 ei ole vain yksi vanhimmista ajoneuvoista, vaan myös ensimmäinen avaruusromu, joka ilmestyy Maan kiertoradalle. Kun se oli suorittanut tehtävänsä, sitä ei koskaan hävitetty. 60 vuoden ajan se on liikkunut maapallon ympäri ja osoittanut merkkejä elämästä. NASAn asiantuntijat päättelivät, että 240 vuoden kuluttua se tulee ilmakehään ja palaa.
Nainen loukkaantui rakettijätteistä. Vuonna 1997 Oklahomassa tapahtui hauska, mutta yhtä vaarallinen tapaus. Pieni "hyökkäsi" paikalliseen asukkaaseen metalliesine. Raketin pala putosi hänen olkapäälleen. Peloissaan nainen ei heti ymmärtänyt mitä oli tapahtunut. Muutaman päivän sisällä tapahtumasta hänestä tuli julkkis.
Roskien liikkuminen kiertoradalla voi aiheuttaa korjaamatonta vahinkoa sille, mitä he kohtaavat matkan varrella.. Asiantuntijat ovat päättäneet keskinopeus jätteiden liikkuminen avaruudessa. Se on 10 km/s.
Tutkijat eivät pystyneet selvittämään, millainen tuntematon esine Kuussa on. Vuonna 1969 otettiin valokuvia Kuun pinnasta. Kohde näkyy niissä selvästi valkoinen. Pitkään aikaan astronautit pitivät tätä kohdetta salaperäisenä, koska he eivät pystyneet selvittämään sen alkuperän syytä. Ajan myötä he pystyivät toteamaan, että tämä oli jätettä, jonka astronautit heittivät ulos aluksesta.
Päällä Tämä hetki Planeetan kiertoradalla on noin 7 tuhatta yksikköä. avaruusromua. Tämä on erittäin suuri määrä roska.
Avaruusromun massa voi vaihdella muutamasta grammasta kiloihin ja jopa tonneihin. Radalla liikkuvilla esineillä voi olla mikä tahansa paino. On esineitä, jotka painavat yli 20 kg ja suuri määrä pieni.
Tyynellämerellä on oma Titanic avaruudesta. Suurin maahan pudonnut avaruusromu on kiertorata-asema"Maailman". Hän upotettiin Tyyneen valtamereen vuonna 2001. Meren pohjassa lepää kone, joka painaa yli 100 000 tonnia.
Valtava määrä jätettä on onnistunut muodostamaan maapallon ympärille kiertävän kaatopaikan.. Avaruusalusten jäänteet ja meteoriittien palaset törmäävät toisiinsa, jolloin syntyy lisää lisää roskaa. Pienet jäännökset aiheuttavat vaaran mille tahansa esineelle.
Avaruusjätteen tyypit. On tapana jakaa kahteen ryhmään niiden alkuperän mukaan: keinotekoinen ja luonnollinen.
Ihmiset ovat syyllisiä roskien luomiseen. USA ja Neuvostoliitto suorittivat useita testejä. Tämä tapahtui vuosina 1968-1985. Vuonna 1990 7 % kaikesta 12 testissä syntyneestä roskasta seurattiin.
Avaruusarkeologit suorittavat nyt "kaivauksia" avaruudessa. Historioitsijat väittävät, ettei kiertoradalta tarvitse päästä eroon temppuista. Tämä voi olla hyvä löytö arkeologeille lähitulevaisuudessa.
Suurimman panoksen avaruusromun syntymiseen antoi 3 eri kaupungit . Vuoden 2014 tietojen mukaan Venäjä on ensimmäisellä sijalla, sen jälkeen Yhdysvallat ja viimeinen Kiina.
Pienet palat ovat vaarallisimpia. Avaruudessa on paljon roskia, joiden koko ei ylitä edes 1 cm. Epämiellyttävintä on, että tähän mennessä sitä ei ole voitu kehittää tehokkaita toimenpiteitä suojaa siltä.
Vain kahdella maalla on kyky tarkkailla planeetan ympärillä olevaa tilaa. Luotujen järjestelmien avulla he hallitsevat ulkoavaruutta. Tämä mahdollistaa menetelmien kehittämisen roskien tuhoamiseksi avaruudessa.
Avaruusromua putoaa Maahan silloin tällöin. Matalan kiertoradalla liikkuvat suuret esineet voivat lopulta päästä ilmakehään. Niiden nopeus hidastuu ja yksittäiset palaset saavuttavat maan pinnan. Melkein päivittäin pieniä hiukkasia pääsee ilmakehän tiheisiin kerroksiin, kun taas suuret hiukkaset pääsevät ilmakehän tiheisiin kerroksiin useita kertoja kuukaudessa.