Γιατί το φεγγάρι χρειάζεται ένα σύστημα ελέγχου της κυκλοφορίας στο διάστημα

“Μαγευτική ερήμωση.”

Περιεχόμενα

  • Σαν πεταμένο αυτοκίνητο στο διάστημα
  • Συντρίμμια που ρυπαίνουν τη σεληνιακή τροχιά
  • «Προέρχομαι από τον κόσμο που παρακολουθεί αστεροειδείς»
  • Θέλω να γίνω σεληνιακό μοντέλο

Αυτές ήταν οι λέξεις που χρησιμοποίησε ο Buzz Aldrin για να περιγράψει το τεράστιο κενό του σεληνιακού τοπίου πριν βγει στην επιφάνειά του για πρώτη φορά τον Ιούλιο του 1969. Αλλά τι θα γινόταν αν το φεγγάρι –ή, μάλλον, η τροχιά του– δεν ήταν τελικά τόσο έρημο; Τι θα γινόταν αν ήταν περισσότερο παρόμοιο, ας πούμε, με την αδιέξοδη κίνηση μιας ώρας αιχμής στο Λος Άντζελες; Κι αν όντως;

Ένας αστροναύτης περπατά στο φεγγάρι κατά τη διάρκεια της αποστολής Apollo 11.
NASA

Δεδομένου ότι συνολικά 12 άνθρωποι έχουν περπατήσει στην επιφάνεια της Σελήνης στην ανθρώπινη ιστορία, αυτό μπορεί να φαίνεται πολύ μεγάλο υποθετικό. Ωστόσο, είναι επίσης μια ανησυχητική ιδέα ότι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ένα πανεπιστήμιο που βοήθησε στη χαρτογράφηση της επιφάνειας του φεγγαριού για τη διάσημη αποστολή του Aldrin Apollo 11, δίνουν επί του παρόντος πολλά σκέψη.

Σχετίζεται με

  • Θα μπορούσε το κλειδί για τη ζωή στο διάστημα να είναι… ένα καλό σύστημα φωτισμού;
  • Η αναζήτηση για κατοικήσιμα φεγγάρια στο ηλιακό σύστημα θερμαίνεται
  • Πώς να παρακολουθήσετε την ιδιωτική αποστολή της NASA να φτάνει στον διαστημικό σταθμό

Το σχέδιό τους - για το οποίο το πανεπιστήμιο έλαβε πρόσφατα χρηματοδότηση 7,5 εκατομμυρίων δολαρίων από την Έρευνα της Πολεμικής Αεροπορίας Η Διεύθυνση Διαστημικών Οχημάτων του Εργαστηρίου – ζητά αυτό που είναι, στην ουσία, ο πρώτος έλεγχος εναέριας κυκλοφορίας σελήνης στον κόσμο Σύστημα. Προορίζεται να παρακολουθεί τη διαστημική κυκλοφορία στην τρέχουσα μη εντοπισμένη σεληνιακή περιοχή μεταξύ του πλανήτη μας και της Σελήνης, θα βοηθήσει στην αποφυγή σεληνιακής κυκλοφοριακής συμφόρησης – και, ίσως, ακόμη και θανατηφόρων συγκρούσεων.

Προτεινόμενα βίντεο

Και έρχεται νωρίτερα από όσο νομίζετε σε μια αποστολή στο φεγγάρι κοντά σας.

Σαν πεταμένο αυτοκίνητο στο διάστημα

Ήταν ο επιστήμονας της NASA Ντον Κέσλερ που, το 1978, επεσήμανε για πρώτη φορά τον κίνδυνο που ενέχει η εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα αντικείμενα που κυκλοφορούν σε χαμηλή τροχιά στη Γη και ο τρόπος που αυτά θα μπορούσαν να προκαλέσουν μια αλυσιδωτή αντίδραση συγκρούσεις. (Παρακολούθησε το έναρξη της ταινίας του 2013 Βαρύτητα για να δούμε πόσο καταστροφικό θα μπορούσε να είναι αυτό.)

Σήμερα, υπάρχουν περίπου 23.000 κομμάτια διαστημικών σκουπιδιών που παρακολουθούνται καθώς περιστρέφονται γύρω από τη Γη με ταχύτητες περίπου 17.500 μιλίων την ώρα. Από αυτά, μόλις 3.500 είναι ενεργά ωφέλιμα φορτία, ενώ τα υπόλοιπα - από νεκρούς δορυφόρους έως απορριπτόμενα μέρη πυραύλων - είναι ανενεργά, αλλά δυνητικά επικίνδυνα συντρίμμια.

Διαστημικά Συντρίμμια σε Κίνηση

«Ας φανταστούμε ότι, από την εφεύρεση του αυτοκινήτου, παίρνετε το αυτοκίνητο από το εργοστάσιο και του βάζετε βενζίνη, μετά [το οδηγείτε μέχρι να τελειώσει η βενζίνη], το ρίχνετε και παίρνετε ένα νέο αυτοκίνητο». Βισνού Ρέντι, αναπληρωτής καθηγητής στο Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, δήλωσε στο Digital Trends. «Αυτό κάναμε στο διάστημα. Κάθε φορά που ένα διαστημόπλοιο τελειώνει από καύσιμα – και μπορεί να είναι ένα διαστημόπλοιο που λειτουργεί τέλεια – το ρίχνετε και εκτοξεύετε ένα νέο ωφέλιμο φορτίο. [Με την πάροδο του χρόνου] τα πράγματα συσσωρεύονται».

Το πρόβλημα, είπε, είναι ένα πρόβλημα ορατότητας: Και κυριολεκτικό και μεταφορικό. «Το διάστημα είναι ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα», εξήγησε ο Ρέντι. «Δεν είναι σαν μια περιβαλλοντική καταστροφή, σωστά; Ξέρετε, υπάρχει μια πετρελαιοκηλίδα, βλέπετε τους πελεκάνους καλυμμένους με λάδι, που πυροδοτεί μια σπλαχνική αντίδραση. Δείχνεις μια κουκκίδα στον ουρανό σε κανέναν και οι περισσότεροι άνθρωποι δεν νοιάζονται. Είναι σαν, γιατί να με νοιάζει – μέχρι να σταματήσει να λειτουργεί το κινητό ή να σταματήσει να λειτουργεί το GPS ή το ποδόσφαιρο να σταματήσει να παίζει στην τηλεόραση. Τότε είναι που ο κόσμος αντιδρά».

Συντρίμμια που ρυπαίνουν τη σεληνιακή τροχιά

Το φεγγάρι και η Γη φαίνονται από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
NASA

Ενώ τα διαστημικά σκουπίδια σε τροχιά γύρω από τη γη έχει έλαβε λίγη προσοχή, το πρόβλημα των σκουπιδιών του σεληνιακού διαστήματος έχει αποκαλυφθεί σε μεγάλο βαθμό. Αυτό συμβαίνει επειδή, τουλάχιστον προς το παρόν, αυτό δεν είναι πρόβλημα.

Κατά την παραδοχή του ίδιου του Ρέντι, το κανάλι σεληνιακής τροχιάς είναι προς το παρόν σχετικά καθαρό. Σε σύγκριση με τα χιλιάδες καταγεγραμμένα αντικείμενα που περιφέρονται γύρω από τη Γη, υπάρχουν μόνο μερικές δεκάδες ωφέλιμα φορτία σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι. Από τη μικρή χούφτα δορυφόρων σε σεληνιακή τροχιά, οι μόνοι αξιόλογοι (πιθανώς οι μόνοι εξ ολοκλήρου) περιλαμβάνουν το Lunar Reconnaissance Orbiter της NASA, δύο διαστημόπλοια Artemis (P1 και P2) και το Chang'e της Κίνας 5-T1. Αυτή είναι λιγότερο μεγάλη συμφόρηση από ό, τι ισοδυναμεί με τον εντοπισμό ενός άλλου αυτοκινήτου κατά τη διάρκεια μιας πολύωρης διαδρομής στην επαρχία του Ουαϊόμινγκ.

Μια εικόνα ιδέας της κάψουλας Artemis 1 Orion.
Μια εικόνα ιδέας της κάψουλας Artemis 1 Orion.NASA

Αλλά μόνο και μόνο επειδή είναι Wyoming σήμερα δεν σημαίνει ότι δεν είναι ο αυτοκινητόδρομος του L.A. αύριο. Ή, για να αποφευχθεί η υπερβολή, τουλάχιστον λίγο πιο απασχολημένος από ό, τι είναι σήμερα.

«Είχαμε την αρχική εξερεύνηση του φεγγαριού στη δεκαετία του 1960», είπε ο Ρέντι. «Τότε υπήρχε μια ήσυχη περίοδος στη μέση, τα τελευταία 50 περίπου χρόνια. Αλλά τώρα υπάρχει ένα ανανεωμένο ενδιαφέρον για την εξερεύνηση της Σελήνης. Μέσα στα επόμενα οκτώ χρόνια, αναμένουμε έως και 50 ωφέλιμα φορτία να πάνε στο φεγγάρι. Θέλουμε να αποφύγουμε το είδος της κατάστασης που έχουμε στη Γη [που συμβαίνει] γύρω από το φεγγάρι, σε σεληνιακή τροχιά, επίσης».

Αυτό θα μπορούσε επίσης να αποδειχθεί ενοχλητικό για τους δορυφόρους και δυνητικά επικίνδυνο για τις διαστημικές αποστολές - τόσο με πλήρωμα όσο και χωρίς πλήρωμα.

Η ιδέα της λήψης μιας προληπτικής προσέγγισης στον έλεγχο εναέριας κυκλοφορίας δεν είναι καινούργια, φυσικά. Είναι ακριβώς αυτό που συνέβη με τον παραδοσιακό, επίγειο έλεγχο εναέριας κυκλοφορίας. Οι πρώτες σοβαρές προσπάθειες ανάπτυξης κανόνων για την παρακολούθηση και τον έλεγχο της εναέριας κυκλοφορίας έγιναν το 1922, αρκετά χρόνια μετά την εναρκτήρια Διεθνή Σύμβαση για την Αεροπορία του 1919. Το πρώτο άτομο που θα μπορούσε επίσημα να αναφέρεται ως επαγγελματίας ελεγκτής εναέριας κυκλοφορίας, ο Archie League από το Σεντ Λούις του Μιζούρι, άρχισε να εργάζεται το 1929. Αν και τα αεροπορικά ταξίδια άρχιζαν να απογειώνονται (λογοπαίγνιο ημιπροθέσιμο) εκείνη την εποχή, ήταν στα σπάργανα σε σύγκριση με αυτό που θα γινόταν. Με 173.000 επιβάτες πετώντας στις Η.Π.Α. το 1929, σε σύγκριση με 926 εκατομμύρια επιβάτες μεταφέρθηκαν το 2019, οι ουρανοί δεν ήταν ακριβώς γεμάτοι. Ωστόσο, κρίθηκε ότι χρειαζόταν μια λύση – ακόμα κι αν ήταν πιθανό να βασιστεί στην προβλεπόμενη ανάπτυξη.

«Προέρχομαι από τον κόσμο που παρακολουθεί αστεροειδείς»

Όπως λέει και η παροιμία, το πρώτο βήμα για την επίλυση οποιουδήποτε προβλήματος είναι να αναγνωρίσετε ότι υπάρχει ένα πρόβλημα από την αρχή. Ωστόσο, όταν πρόκειται για την επίλυση ενός προβλήματος αυτής της πολυπλοκότητας, η παραδοχή του προβλήματος απέχει πολύ από το μεγαλύτερο εμπόδιο. Ευτυχώς, τουλάχιστον αρχικά, ο Ρέντι είπε ότι πολλές από τις τρέχουσες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση αντικειμένων από τη Γη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση σεληνιακών τροχιών.

Ο Ρέντι και οι μαθητές του στο Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο χρησιμοποιούν ειδικούς αισθητήρες στην ερευνητική εγκατάσταση Biosphere 2 του πανεπιστημίου, προκειμένου να χαρακτηρίσουν τα σεληνιακά αντικείμενα. Αυτή η σουίτα εξοπλισμού περιλαμβάνει πολλαπλά τηλεσκόπια που είναι αφιερωμένα στην επίγνωση του διαστημικού τομέα, συμπεριλαμβανομένου ενός που κατασκευάστηκε από μια ομάδα προπτυχιακών μηχανικών του Πανεπιστημίου της Αριζόνα.

«Πολλά από αυτά μπορούν να γίνουν με [τα επίγεια οπτικά τηλεσκόπια] που έχουμε ήδη για να κάνουμε γεωστατικά πράγματα», είπε ο Ρέντι. «Απλώς είναι πιο αχνά, επομένως πρέπει να εκθέσετε την εικόνα για μεγάλο χρονικό διάστημα και να τραβήξετε μια φωτογραφία πιο βαθιά».

Το δικό του υπόβαθρο, σημείωσε, «κάνει κυρίως πλανητική άμυνα». «Προέρχομαι από τον κόσμο που παρακολουθεί αστεροειδείς, οπότε α πολλά από τα εργαλεία που εφαρμόζουμε σε αυτό το συγκεκριμένο πρόβλημα βασίζονται σε εργαλεία και τεχνολογίες πλανητικής άμυνας», είπε εξήγησε. «Η κοινότητα των αστεροειδών παρακολουθεί πολύ μικρά αντικείμενα, μακριά από τη Γη, εδώ και δεκαετίες. Αξιοποιούμε πολύ από το λογισμικό και τις τεχνικές [για αυτό το έργο]."

Θέλω να γίνω σεληνιακό μοντέλο

Ο απώτερος στόχος αυτού του έργου - και είναι ήδη πιο μακριά από ό, τι νομίζετε - είναι η κατασκευή ενός μοντέλου που δείχνει με ακρίβεια κάθε αντικείμενο που περιφέρεται γύρω από το φεγγάρι. Στη συνέχεια θα τονίσει πιθανούς συνδέσμους (ο φανταχτερός διαστημικός όρος για συντριβές) μεταξύ αυτών των αντικειμένων και των ενεργών ωφέλιμων φορτίων. Ο Reddy είπε ότι το εργαλείο θα χρησιμοποιηθεί για φέτος Εκτόξευση Artemis 1, το ντεμπούτο του οχήματος εκτόξευσης σούπερ βαρέως ανυψωτικού οχήματος της NASA, με στόχο την αποστολή ενός απλήρωτου διαστημικού σκάφους Orion σε ανάδρομη τροχιά της Σελήνης.

Ένα γραφικό της διαδρομής που θα ακολουθήσει το Artemis 1 της NASA στην αποστολή του στο φεγγάρι.

Οι ερευνητές θα διαθέσουν επίσης το μοντέλο τους σε ιδιωτικές διαστημικές εταιρείες. "Αν ένας κατασκευαστής έρθει σε εμάς και μας πει: "Γεια, κάνουμε αυτήν την αποστολή στο φεγγάρι, μπορείτε να ελέγξετε για συνδέσμους;" Ναι, σίγουρα", είπε ο Ρέντι. «Αυτή είναι μια υπηρεσία που θα παρέχουμε. Θέλουμε να αποφύγουμε τη δημιουργία συντριμμιών. Είναι περισσότερο δουλειά για εμάς να παρακολουθούμε πολλά πράγματα. Όχι ότι είμαστε τεμπέληδες, αλλά αν μπορούμε να το αποφύγουμε και να διατηρήσουμε την [σεληνιακή τροχιά] καθαρή, αυτό είναι καλύτερο για όλους μας».

Μια καλή ερώτηση είναι πόση δύναμη επιβολής θα είχε ένα σύστημα ελέγχου της διαστημικής κυκλοφορίας όπως αυτό. Ας πούμε, για λόγους επιχειρηματολογίας, ότι ένας κινεζικός δορυφόρος αποτελεί πιθανή υπαρξιακή απειλή για έναν Αμερικανική εκτόξευση στο διάστημα - ή, όταν αυτός ο εναέριος χώρος γίνει πιο πυκνοκατοικημένος, δύο σκάφη είναι πιθανό να κινδυνεύουν σύγκρουση. Ποιος θα είναι αυτός που διεκδικεί το δικαίωμα διέλευσης σε ένα πιθανό εξωγήινο παιχνίδι κοτόπουλου; Δύσκολη ερώτηση. «Δεν νομίζω ότι έχουμε καμία δυνατότητα επιβολής», είπε ο Ρέντι. «Αυτό είναι περισσότερο μια ακαδημαϊκή άσκηση [αυτή τη στιγμή]».

Μια άλλη μελλοντική πρόκληση, που δεν έχει ακόμη αποσυσκευαστεί, θα μπορούσε να περιλαμβάνει την εκτόξευση πραγματικών διαστημικών αποστολών για ανάπτυξη πρόσθετα τροχιακά στοιχεία που μπορούν να βοηθήσουν στην παρακολούθηση περιοχών που δεν είναι ορατές από τη Γη, όπως αντικείμενα που κρύβονται πίσω το φεγγάρι. (Ποιος ξέρει: Αυτό θα μπορούσε ακόμη και να χρησιμεύσει ως δοκιμαστική λειτουργία για παρόμοιες πρωτοβουλίες σε άλλους πλανήτες όπως ο Άρης, ο οποίος θα απαιτούσε τη δημιουργία εντελώς νέων υποδομών λόγω της δυσκολίας παρακολούθησής τους από Γη. «Νομίζω ότι σχεδιάζουμε ήδη να κάνουμε κάτι για τη διαχείριση της διαστημικής κυκλοφορίας γύρω από τον Άρη», είπε.)

Προς το παρόν, ωστόσο, η ομάδα θα χαρεί εάν αυτή η απόδειξη της ιδέας αποδείξει την αξία της ως εργαλείο για την υποστήριξη των συνεχιζόμενων διαστημικών μας ενδιαφερόντων – και αναζωογόνησε τη γοητεία με το φεγγάρι.

«Στόχος μας είναι να το ωριμάσουμε και να δείξουμε ότι κάτι τέτοιο μπορεί να διατηρηθεί και να είναι χρήσιμο», είπε ο Ρέντι. «Τότε θα το μεταδώσουμε στους ανθρώπους που έχουν την πραγματική ευθύνη να συνεχίσουν αυτό».

Συστάσεις των συντακτών

  • Ένα αντικείμενο μεγέθους αυτοκινήτου που ξεβράστηκε στην παραλία θα μπορούσε να είναι διαστημικά σκουπίδια
  • Παρακολουθήστε τη νέα ηλιακή συστοιχία της NASA να ξεδιπλώνεται στον διαστημικό σταθμό
  • Η NASA εκτελεί κρίσιμες δοκιμές για τον πύραυλο φεγγαριού Artemis V
  • Η Blue Origin του Jeff Bezos αποκτά επιτέλους το πολυπόθητο συμβόλαιο σελήνης
  • Η αποστολή καθαρισμού σκουπιδιών του διαστήματος εξασφαλίζει μια βόλτα στο διάστημα