Miért van szüksége a Holdnak űrforgalomirányító rendszerre?

"Csodálatos elhagyatottság."

Buzz Aldrin ezeket a szavakat használta a holdbéli táj hatalmas ürességének leírására, mielőtt 1969 júliusában először fellépett a felszínére. De mi van, ha a Hold – vagy inkább a pályája – mégsem lenne olyan kietlen? Mi lenne, ha ez inkább hasonlítana mondjuk a Los Angeles-i ingázás csúcsforgalmához? Mi van, ha valóban?

Tekintettel arra, hogy az emberi történelem során összesen 12 ember sétált a Hold felszínén, ez hatalmas hipotetikusnak tűnhet. Ugyanakkor az is aggasztó gondolat, hogy az Arizonai Egyetem kutatói, egy olyan egyetem, amely segített feltérképezni a Hold felszínét Aldrin híres Apollo 11 küldetéséhez, jelenleg rengeteg gondolat.

Tervük – amelyhez az egyetem nemrég 7,5 millió dolláros támogatást kapott az Air Force Researchtől A Laboratórium Űrjárművek Igazgatósága – lényegében a világ első holdi légiforgalmi irányítását kéri rendszer. Célja, hogy figyelemmel kísérje az űrforgalmat a bolygónk és a Hold között jelenleg még nem követett ciszlunáris régióban, segít elkerülni a holdi forgalmi dugókat – és talán még a halálos ütközéseket is.

És hamarabb érkezik, mint gondolnád egy közeli holdküldetésbe.

Mint egy kiselejtezett autópark az űrben

A NASA tudósa, Don Kessler volt az, aki 1978-ban először mutatott rá a rendkívül nagy sűrűségből fakadó veszélyekre. az alacsony Föld körüli pályán keringő objektumok, és az a mód, ahogy ezek egy lehetséges lépcsőzetes láncreakciót válthatnak ki ütközések. (Nézd meg a a 2013-as film kezdete Gravitáció hogy ez milyen pusztító tud lenni.)

Napjainkban körülbelül 23 000 űrszemét darabot követnek nyomon, amint azok körülbelül 17 500 mérföld/órás sebességgel keringenek a Föld körül. Ebből mindössze 3500 aktív rakomány, míg a többi – az elpusztult műholdaktól az eldobott rakétaalkatrészekig – inaktív, de még mindig potenciálisan veszélyes törmelék.

"Képzeljük el, hogy az autó feltalálása óta kiveszed az autót a gyárból, és beleteszed a benzint, majd [addig hajtod, amíg el nem fogy], ledobod, és veszel egy új autót." Visnu Reddy, az Arizonai Egyetem Lunar and Planetary Laboratory docense mondta a Digital Trendsnek. „Ez az, amit mi csináltunk az űrben. Valahányszor egy űrhajóból kifogy az üzemanyag – és lehet, hogy tökéletesen működő űrhajóról van szó –, akkor ledobja, és új rakományt indít el. [Idővel] a dolgok felhalmozódnak.”

A probléma – mondta – a láthatóság: szó szerinti és átvitt értelemben egyaránt. „A tér egyfajta megoldhatatlan probléma” – magyarázta Reddy. „Nem olyan, mint egy környezeti katasztrófa, igaz? Tudod, van egy olajszennyezés, látod a pelikánokat olajjal borítva, ami zsigeri reakciót vált ki. Bárkinek mutatsz egy pontot az égen, és a legtöbb embert ez nem érdekli. Ez olyan, hogy miért érdekelne – amíg a mobiltelefon nem működik, a GPS vagy a foci a tévében. Ilyenkor reagálnak az emberek.”

Holdpályát szennyező törmelék

Míg a Föld körül keringő űrszemétnek van kapott egy kis figyelmet, a Hold űrszemét problémája nagyrészt feltárt. Ez azért van, mert legalábbis egyelőre ez nem jelent problémát.

Reddy saját bevallása szerint a Hold-pálya jelenleg még viszonylag tiszta. A Föld körül keringő több ezer katalogizált objektumhoz képest csak néhány tucat rakomány kering a Hold körül. A Hold körül keringő kis maroknyi műhold közül az egyetlen figyelemre méltó (talán az egyetlenek) ide tartozik a NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, két Artemis űrszonda (P1 és P2), valamint a kínai Chang’e 5-T1. Ez kisebb torlódás, mintha egy többórás Wyoming vidéki út során egy másik autót észlelnénk.

De az, hogy ma Wyoming van, nem jelenti azt, hogy holnap nem az LA autópálya. Vagy a túlzások elkerülése végett legalább egy kicsit forgalmasabb, mint jelenleg.

„A Hold kezdeti felfedezése az 1960-as években volt” – mondta Reddy. „Aztán volt egy csendes időszak a közepén, az elmúlt 50 évben. De most újra megnőtt az érdeklődés a Hold-kutatás iránt. A következő nyolc évben akár 50 rakományra is számíthatunk a Holdra. El akarjuk kerülni azt a fajta helyzetet, ami a Földön van [amelyek a Hold körül játszódnak le], a Hold körüli pályán is.”

Ez bomlasztónak bizonyulhat a műholdak számára, és potenciálisan veszélyes lehet az űrrepülési küldetésekre – személyzettel és személyzet nélkül egyaránt.

A légiforgalmi irányítás proaktív megközelítésének gondolata természetesen nem új keletű. Pontosan ez történt a hagyományos, földi légiforgalmi irányítással. Az első komoly kísérletek a légi forgalom megfigyelésére és ellenőrzésére vonatkozó szabályok kidolgozására 1922-ben, több évvel az 1919-es nemzetközi légi egyezmény után születtek. Az első személy, aki hivatalosan hivatásos légiforgalmi irányítónak nevezhette magát, a Missouri állambeli St. Louisból származó Archie League 1929-ben kezdett dolgozni. Bár akkoriban kezdett felszállni a légi közlekedés (félig szándékos szójáték), de még gyerekcipőben járt ahhoz képest, hogy mi lesz belőle. Val vel 173 000 utas 1929-ben repült az Egyesült Államokban, ehhez képest 926 millió utas 2019-ben szállították, az égbolt nem volt éppen zsúfolt. Ennek ellenére úgy ítélték meg, hogy megoldásra van szükség – még akkor is, ha az valószínűleg a tervezett növekedésen alapul.

"Az aszteroidakövető világból származom"

Ahogy a mondás tartja, minden probléma megoldásának első lépése annak felismerése, hogy van egy probléma. Amikor azonban egy ilyen összetett probléma megoldásáról van szó, a probléma beismerése messze nem a legnagyobb akadály. Szerencsére, legalábbis kezdetben, Reddy azt mondta, hogy a Földről származó objektumok nyomon követésére használt jelenlegi technológiák nagy része felhasználható a holdpályák követésére.

Reddy és tanítványai a Lunar and Planetary Laboratoryban külön érzékelőket használnak az egyetem Bioszféra 2 kutatóintézetében a ciszlunáris objektumok jellemzésére. Ez a berendezéscsomag több olyan távcsövet tartalmaz, amelyek az űrterület tudatosítására szolgálnak, köztük egy olyan is, amelyet az Arizonai Egyetem mérnöki hallgatóinak egy csoportja épített.

„Sok mindent meg lehet tenni [a földi optikai teleszkópokkal], amelyek már rendelkezésre állnak a geostacionárius dolgokhoz” – mondta Reddy. "Csak azért, mert halványabbak, ezért sokáig kell exponálni a képet, és mélyebb képet kell készíteni."

Megjegyezte, saját háttere „elsősorban a bolygóvédelemből áll”. „Az aszteroidakövető világból származom, így a sok eszköz, amelyet erre a problémára alkalmazunk, a bolygóvédelmi eszközökön és technológiákon alapul” – mondta magyarázta. „Az aszteroidaközösség évtizedek óta nagyon kis objektumokat követ, távol a Földtől. Sok szoftvert és technikát használunk [ehhez a projekthez].”

Holdmodell szeretnék lenni

Ennek a projektnek a végső célja – és máris messzebb van, mint gondolnád – egy olyan modell felépítése, amely pontosan megmutatja a Hold körül keringő összes objektumot. Ezután kiemeli a lehetséges konjunkciókat (az összeomlások képzeletbeli térkifejezését) ezen objektumok és az aktív rakományok között. Reddy azt mondta, hogy az eszközt az idei évben fogják használni Az Artemis 1 indítása, a NASA szupernehéz emelésű hordozórakétájának debütálása azzal a céllal, hogy egy személyzet nélküli Orion űrhajót küldjön retrográd holdpályára.

A kutatók modelljüket a magán űrvállalatok számára is elérhetővé teszik. „Ha egy gyártó odajön hozzánk, és azt mondja: „Hé, ezt a küldetést a Holdra hajtjuk végre, ellenőriznéd, hogy vannak-e kötőszók?” Igen, persze – mondta Reddy. „Ez egy olyan szolgáltatás, amelyet mi fogunk nyújtani. Szeretnénk elkerülni a törmelék keletkezését. Számunkra több munka nyomon követni sok mindent. Nem mintha lusták lennénk, de ha el tudjuk kerülni, és tisztán tartjuk [holdpályát], az mindannyiunknak jobb.”

Jó kérdés, hogy mekkora végrehajtási ereje lenne egy ilyen űrforgalomirányító rendszernek. Tegyük fel az érvelés kedvéért, hogy egy kínai műhold lehetséges egzisztenciális veszélyt jelent egy Amerikai űrrepülés – vagy ha ez a légtér egyre népesebbé válik, két hajó veszélybe kerülhet ütközés. Ki lesz az, aki igényt tart az áthaladás jogára egy esetleges földönkívüli csirkejátékban? Nehéz kérdés. „Nem hiszem, hogy rendelkeznénk végrehajtási képességekkel” – mondta Reddy. "Ez inkább egy akadémiai gyakorlat [jelenleg]."

Egy másik, még kibontandó jövőbeli kihívás a tényleges űrmissziók elindítása lehet további orbitális eszközök, amelyek segíthetnek megfigyelni a Földről nem látható területeket, például a mögötte rejtett tárgyakat a Hold. (Ki tudja: ez akár próbaüzemként is szolgálhatna hasonló kezdeményezésekhez más bolygókon, például a Marson, teljesen új infrastruktúra létesítését tenné szükségessé a megfigyelésük nehézsége miatt Föld. „Azt hiszem, már tervezünk valamit a Mars körüli űrforgalom-irányítással kapcsolatban” – mondta.

Egyelőre azonban a csapat örülni fog, ha ez az elgondolás bizonyítéka bebizonyítja, hogy értékes eszközként támogatja továbbra is űrérdekeinket – és újjáéledt a Hold iránti rajongásunk.

„Az a célunk, hogy ezt kiforrotjuk, és bebizonyítsuk, hogy az ilyesmi fenntartható és hasznos is lehet” – mondta Reddy. "Akkor átadjuk azokra az emberekre, akiknek valódi felelősségük van azért, hogy ez így is maradjon."

Szerkesztői ajánlások

• A tengerparton elmosott autó méretű tárgy űrszemét lehet
• Nézze meg a NASA új napelem-tömbjét az űrállomáson
• A NASA kritikus teszteket hajt végre az Artemis V holdrakétánál
• Jeff Bezos Blue Originje végre megkapja az áhított holdszerződést
• Űrszemét-eltakarítási küldetés biztosítja az utazást az űrbe