Защо Луната се нуждае от система за контрол на космическия трафик

„Великолепна пустош“.

Това бяха думите, използвани от Бъз Олдрин, за да опише огромната пустота на лунния пейзаж, преди да стъпи на повърхността му за първи път през юли 1969 г. Но какво ще стане, ако луната - или по-скоро нейната орбита - все пак не беше толкова пуста? Ами ако беше по-близко до, да речем, блокирания трафик на пътуването в Лос Анджелис в час пик? Ами ако наистина?

Като се има предвид, че общо 12 души са ходили по повърхността на Луната в човешката история, това може да изглежда много голяма хипотеза. Въпреки това също е тревожна идеята, че изследователи от Университета на Аризона, университет, който помогнаха да картографират повърхността на Луната за известната мисия на Олдрин Аполо 11, в момента дават много мисъл.

Техният план – за който университетът наскоро получи 7,5 милиона долара финансиране от Изследователската служба на военновъздушните сили Дирекция за космически превозни средства на лабораторията - призовава за това, което по същество е първият в света лунен контрол на въздушния трафик система. Предназначен да следи космическия трафик в понастоящем непроследения цислунарен регион между нашата планета и Луната, той ще помогне да се избегнат лунни задръствания – и може би дори смъртоносни сблъсъци.

И това идва по-рано, отколкото си мислите, до лунна мисия близо до вас.

Като изхвърлена кола в космоса

Ученият от НАСА Дон Кеслер беше този, който през 1978 г. пръв посочи опасността, която представлява изключително високата плътност на обекти, които циркулират в ниска околоземна орбита и начина, по който те биха могли да предизвикат каскадна верижна реакция на възможни сблъсъци. (Гледайте началото на филма от 2013 г Земно притегляне за да видите колко опустошително може да бъде това.)

Днес има около 23 000 парчета космически боклук, които се проследяват, докато се носят около Земята със скорост от около 27 500 мили в час. От тях само 3500 са активни полезни товари, докато останалите – всичко от мъртви сателитни ядки до изхвърлени ракетни части – са неактивни, но все още потенциално опасни отломки.

„Нека си представим, че след изобретяването на автомобила, вие вземате колата от фабриката и ѝ слагате газ, след това [го карате, докато бензинът й свърши], пускате я и взимате нова кола,“ Вишну Реди, доцент в Лунната и планетарна лаборатория на Университета на Аризона, каза пред Digital Trends. „Това е, което правим в космоса. Всеки път, когато горивото на космически кораб свърши – и това може да е идеално работещ космически кораб – вие го изпускате и изстрелвате нов полезен товар. [С течение на времето] нещата се натрупват.“

Проблемът, каза той, е във видимостта: както буквално, така и образно. „Космосът е един вид неразрешим проблем“, обясни Реди. „Не е като екологична катастрофа, нали? Знаете ли, има нефтен разлив, виждате пеликаните, покрити с масло, което предизвиква висцерална реакция. Показвате точка в небето на всеки и повечето хора не се интересуват. Все едно, защо да ме интересува – докато мобилният телефон спре да работи или GPS спре да работи или футболът спре да играе на телевизора. Тогава хората реагират.”

Отломки, замърсяващи лунната орбита

Докато космическият боклук в земна орбита има получи малко внимание, проблемът с лунния космически боклук е до голяма степен непокрит. Това е така, защото поне засега това не е проблем.

По собствено признание на Реди, каналът на лунната орбита в момента все още е относително ясен. В сравнение с хилядите каталогизирани обекти, които обикалят около Земята, около Луната обикалят само няколко дузини полезни товари. От малката шепа спътници в лунна орбита, единствените забележителни (може би единствените изцяло) включват лунния разузнавателен орбитър на НАСА, два космически кораба Artemis (P1 и P2) и китайския Chang'e 5-Т1. Това е по-малко голямо задръстване, отколкото е еквивалентът на забелязване на друга кола по време на многочасово шофиране през провинциален Уайоминг.

Но това, че днес е Уайоминг, не означава, че утре не е магистралата на Лос Анджелис. Или, за да избегнем преувеличение, поне малко по-натоварен, отколкото е в момента.

„Проведохме първоначалното изследване на Луната през [60-те години на миналия век]“, каза Реди. „След това имаше спокоен период по средата, през последните около 50 години. Но сега има подновен интерес към изследването на Луната. През следващите осем години очакваме до 50 полезни товара да отидат до Луната. Искаме да избегнем ситуацията, която имаме на Земята [която се случва] около Луната, също и в лунна орбита.

Това също може да се окаже разрушително за сателитите и потенциално опасно за мисии за космически полети – както с екипаж, така и без екипаж.

Идеята за предприемане на проактивен подход към контрола на въздушното движение не е нова, разбира се. Точно това се случи с традиционния наземен контрол на въздушното движение. Първите сериозни опити за разработване на правила за наблюдение и контрол на въздушното движение се появяват през 1922 г., няколко години след встъпителната Международна въздушна конвенция от 1919 г. Първият човек, който може официално да се нарече професионален ръководител на полети, Арчи Лига от Сейнт Луис, Мисури, започва работа през 1929 г. Въпреки че по това време въздушният транспорт започваше да се развива (игра на думи, полупредвидена), той беше в начален стадий в сравнение с това, което щеше да стане. с 173 000 пътници летене в САЩ през 1929 г., в сравнение с 926 милиона пътници транспортирани през 2019 г., небето не беше точно пренаселено. Въпреки това беше счетено, че е необходимо решение – дори ако е вероятно то да се основава на прогнозиран растеж.

„Идвам от света на проследяването на астероиди“

Както се казва, първата стъпка в разрешаването на всеки проблем е да се признае, че има проблем в началото. Когато става въпрос за решаване на проблем с такава сложност обаче, признаването на проблема далеч не е най-голямото препятствие. За щастие, поне първоначално, Реди каза, че много от настоящите технологии, използвани за проследяване на обекти от Земята, могат да бъдат присвоени за проследяване на лунни орбити.

Реди и неговите ученици в Лунната и планетарната лаборатория използват специални сензори в изследователския център Biosphere 2 на университета, за да характеризират цислунарни обекти. Този комплект оборудване включва множество телескопи, които са посветени на осведомеността за космическата област, включително един, който е създаден от група инженерни студенти от Университета на Аризона.

„Много от това може да се направи с [наземните оптични телескопи], които вече имаме за извършване на геостационарни неща“, каза Реди. „Просто те са по-бледи, така че трябва да експонирате изображението за дълго време и да направите снимка, която е по-дълбока.“

Неговият собствен опит, отбеляза той, е „предимно планетарна защита“. „Идвам от света на проследяването на астероиди, така че a много от инструментите, които прилагаме към този конкретен проблем, разчитат на инструменти и технологии за планетарна защита“, той обясни. „Астероидната общност проследява наистина малки обекти, далеч от Земята, от десетилетия. Ние използваме много от софтуера и техниките [за този проект].“

Искам да съм лунен модел

Крайната цел на този проект – и той вече е по-далеч, отколкото си мислите – е да се изгради модел, който точно показва всеки обект, обикалящ около Луната. След това ще подчертае възможните връзки (фантастичния пространствен термин за сривове) между тези обекти и активните полезни товари. Реди каза, че инструментът ще се използва за тази година Изстрелване на Артемида 1, дебютът на супер тежкотоварната ракета носител на НАСА, с цел да изпрати космически кораб Orion без екипаж в ретроградна орбита на Луната.

Изследователите също така ще предоставят модела си на частни космически компании. „Ако производител дойде при нас и ни каже: „Хей, правим тази мисия до Луната, можете ли да проверите за връзки?“ Да, разбира се“, каза Реди. „Това е услуга, която ще предоставим. Искаме да избегнем създаването на отломки. За нас е повече работа да проследяваме много неща. Не че сме мързеливи, но ако можем да го избегнем и да поддържаме [лунната орбита] чиста, това е по-добре за всички ни.“

Добър въпрос е колко правоприлагаща сила би имала система за контрол на космическия трафик като тази. Да кажем, в името на аргумента, че китайски сателит представлява възможна екзистенциална заплаха за Американско космическо изстрелване - или, когато това въздушно пространство стане по-населено, два кораба рискуват да са възможни сблъсък. Кой ще бъде този, който претендира за право на преминаване във възможна извънземна игра на кокошки? Труден въпрос. „Не мисля, че разполагаме с способност за прилагане“, каза Реди. „Това е по-скоро академично упражнение [в момента].“

Друго бъдещо предизвикателство, което все още предстои да бъде разопаковано, може да включва стартиране на действителни космически мисии за разгръщане допълнителни орбитални активи, които могат да помогнат за наблюдение на зони, които не се виждат от Земята, като обекти, скрити отзад Луната. (Кой знае: Това дори може да послужи като пробен старт за подобни инициативи на други планети като Марс, които би наложило изграждането на изцяло нова инфраструктура поради трудността да се следи от тях Земята. „Мисля, че вече планираме да направим нещо за управлението на космическия трафик около Марс“, каза той.)

Засега обаче екипът ще се радва, ако това доказателство за концепцията демонстрира стойността си като инструмент в подкрепа на нашите продължаващи космически интереси – и възроденото очарование от Луната.

„Нашата цел е да развием това и да покажем, че нещо подобно може да се поддържа и може да бъде полезно“, каза Реди. „Тогава ще го предадем на хората, които носят истинската отговорност за поддържането на това.”

Препоръки на редакторите

• Обект с размерите на кола, изхвърлен на плажа, може да е космически боклук
• Гледайте как новият слънчев масив на НАСА се разгръща на космическата станция
• НАСА извършва критични тестове за лунната ракета Artemis V
• Blue Origin на Джеф Безос най-накрая получава желания договор за луната
• Мисията за почистване на космически боклук осигурява пътуване до космоса