კესლერის სინდრომი: ჩვენ ნელ-ნელა თავს ვიკავებთ კოსმოსური ნაგვის ქოლგის ქვეშ

2019 წლის სექტემბერში პლანეტის ზედაპირიდან დაახლოებით 200 მილის სიმაღლეზე ორი თანამგზავრი იყო ზუმირება ერთმანეთისკენ საზარელი სიჩქარით 32000 მილი საათში. ერთი იყო ევროპის კოსმოსური სააგენტოს (ESA) Aeolus Earth-ის სადამკვირვებლო თანამგზავრი და მეორე იყო ერთ-ერთი. SpaceX-ის Starlink-ის თანამგზავრებიდა ორივე სიჩქარით მიიჩქაროდა კოსმოსის ერთი და იგივე რეგიონისკენ, მეცნიერებმა შეაფასეს 1000-დან 1 ალბათობა, რომ ისინი შეჯახებოდნენ.

აშშ-ს საჰაერო ძალებმა დაინახეს, რომ ორი თანამგზავრი ერთმანეთისკენ მიემართებოდა და გააფრთხილა ორივე ორგანიზაცია, მაგრამ იმის გამო, რაც SpaceX-მა თავის საკომუნიკაციო სისტემებში „შეცდომას“ უწოდა, მან უარი თქვა რაიმე ქმედების განხორციელებაზე. თანამგზავრები რომ ჩამოვარდნილიყვნენ, ორივე მთლიანად განადგურდებოდა - და დარტყმა მილიონობით პატარა და დიდ ნამსხვრევებს გადააგდებდა კოსმოსში. წარმოიდგინეთ საწყისი სცენა

ფილმი გრავიტაცია, და ახლა გააძლიერე ეს სიდიდის ბრძანებით.

ყველა ჩვენგანისთვის საბედნიეროდ, ESA-მ შეძლო მანევრირება თავისი თანამგზავრის შეჯახების თავიდან ასაცილებლად და ორივე თანამგზავრი ახლა უსაფრთხოდ აგრძელებს თავის ორბიტას. თუმცა, ეს ახლო ზარი გვიჩვენებს, რა შეიძლება მოხდეს, როდესაც სივრცე ძალიან ივსება. როდესაც ათასობით ან თუნდაც მილიონობით ობიექტი დაფრინავს ჩვენს პლანეტაზე უზარმაზარი სიჩქარით, შეჯახების პოტენციალი დიდია.

ჩვენ გამოვიკვლიეთ რა შედეგები მოჰყვება მთელ ამ კოსმოსურ ნამსხვრევებს კოსმოსში და მივიღეთ დონალდისგან კესლერი, ყოფილი NASA-ს უფროსი მეცნიერი ორბიტალური ნამსხვრევების კვლევისთვის და მსოფლიოს ერთ-ერთი წამყვანი ექსპერტი კოსმოსში. ნამსხვრევები.

უსარგებლო ხაფანგი

როდესაც თანამგზავრი იშლება, საერთოდ არავინ მიდის კოსმოსში მის გამოსასწორებლად. როდესაც რაკეტა უგულებელყოფს მის ერთ-ერთ საფეხურს, სტადია რჩება ცურვისთვის იქ, სადაც ის ამოვარდება. და როდესაც ორბიტაზე მყოფი ორი ობიექტი ერთმანეთზე ეჯახება, მათ შეუძლიათ წარმოქმნან ფაქტიურად მილიონობით პატარა ნაწილაკი, რომლებიც გაფრინდებიან კოსმოსში და სრულდებიან დედამიწის გარშემო.

ყველა ეს გადაყრილი მასალა ერთობლივად ცნობილია, როგორც კოსმოსური ნამსხვრევები. ეს არის ნაგავი, რომელიც ჩვენ დავტოვეთ ჩვენი პლანეტის გარშემო არსებულ სივრცეში და ის ყოველწლიურად იზრდება.

1970-იანი წლების ბოლოს, როდესაც კოსმოსური ნამსხვრევების კვლევა ახლახან იწყებოდა, კესლერმა შემოგვთავაზა საშინელი შესაძლებლობა: რომ ერთ მშვენიერ დღეს, ამდენი შეიძლება იყოს ნაგავი დედამიწის დაბალ ორბიტაზე, რომ შეჯახებები კასკადად იქმნებოდა, სანამ თანამგზავრების გაშვება გაძნელებული ან შეუძლებელი იქნებოდა მათ დარტყმის გარეშე ნამსხვრევები. ჩვენ არსებითად გავხდებოდით პატიმრები საკუთარ პლანეტაზე და საკუთარი თავის გარდა არავის უნდა დავადანაშაულოთ.

შეჯახებები ადრეც ხდებოდა და სავარაუდოდ განმეორდება

თუ ნამსხვრევების ან SpaceX-ისა და ESA თანამგზავრების პოტენციური შეჯახების შესახებ წუხილი გაისმა გადაჭარბებული შენთვის, აღსანიშნავია, რომ სატელიტები წარსულში შეეჯახა საშინელებას შედეგები.

2009 წელს, ორი თანამგზავრი ერთმანეთს შეეჯახა გასაოცარი სიჩქარით 11,700 მეტრი წამში (26,000 მილი საათში), არა მხოლოდ ანადგურებს ორივე ობიექტს, არამედ ნამსხვრევების უზარმაზარ ველს მათ ორბიტაზე და მის ფარგლებს გარეთ. ერთ-ერთი თანამგზავრი იყო საკომუნიკაციო თანავარსკვლავედის ირიდიუმის ნაწილი, ხოლო ერთი იყო რუსეთის კოსმოსური ძალების დეაქტივირებული თანამგზავრი კოსმოსი. კოსმოსის თანამგზავრი გადაგდებული იყო და ორბიტაზე დარჩა იმ დროს, როდესაც რამდენიმე ადამიანი სერიოზულად აღიქვამს ნამსხვრევების საფრთხეს.

ამ ინციდენტმა გააღვიძა ხალხი ნამსხვრევებით გამოწვეული საფრთხის სერიოზულობით. მას არა მხოლოდ შეეძლო ძვირადღირებული თანამგზავრების განადგურება, არამედ შეჯახებამ პრობლემა გააუარესა: NASA-მ შეაფასა, რომ მოვლენა შექმნა 1000 ცალი ნამსხვრევები 10 სანტიმეტრზე მეტი ზომით, რაც შეიძლება საფრთხე შეუქმნას სხვა თანამგზავრებს ათასობით წლის განმავლობაში.

ნამსხვრევები საფრთხეს უქმნის როგორც საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურს, ასევე ჰაბლის კოსმოსურ ტელესკოპს

ორი ძირითადი საკითხია გასათვალისწინებელი, როცა საქმე სივრცეში გადატვირთულობას ეხება. პირველი არის ის, თუ როგორ შეიძლება კოსმოსურმა ნამსხვრევებმა გავლენა მოახდინოს ხომალდზე უკვე დედამიწის გარშემო ორბიტაზე, როგორიცაა საერთაშორისო კოსმოსური სადგური (ISS). ISS დგას დედამიწის ძალიან დაბალ ორბიტაზე, საშუალო სიმაღლეზე 330 კილომეტრზე (205 მილი), რაც მას უამრავ კოსმოსურ ნამსხვრევს შუაში აყენებს. ISS განსაკუთრებით დაუცველია ნამსხვრევების ზემოქმედების მიმართ, რადგან ის იმდენად დიდია, ამიტომ უნდა იყოს შექმნილი ისე, რომ გაუძლოს 1 სმ-მდე ზომის ნამსხვრევების ზემოქმედებას.

სხვა ნამსხვრევების საფრთხის დასაძლევად, ISS თვალს ადევნებს პოტენციურ ზემოქმედებას და მოძრაობს გზიდან. „კოსმოსური სადგური იყო პირველი, ვინც დაიწყო მანევრების კეთება, რათა თავიდან აეცილებინა ყველაფერი, რაც მასთან ახლოს იქნებოდა. კესლერმა განმარტა, ”მაგრამ ამ მანევრების პრობლემა ის არის, რომ თქვენ არ შეგიძლიათ წინასწარ განსაზღვროთ, რომ იქნება შეჯახება. თვალთვალის სიზუსტე მხოლოდ საკმარისად ზუსტია იმის სათქმელად, რომ რაღაც არასასიამოვნოდ გაივლის თქვენთან ახლოს და რომ არსებობს შეჯახების ალბათობა. ასე რომ, ისინი გააკეთებენ მანევრებს ამ პირობებში. ”

ISS-ის შემთხვევაში, მნიშვნელოვანია ვიყოთ მეტი სიფრთხილე, რადგან ის ძალიან დიდია და ადამიანის სიცოცხლე საფრთხეშია. ასევე გასათვალისწინებელია ყველა სხვა ობიექტი დედამიწის დაბალ ორბიტაზე, როგორიცაა ჰაბლის ტელესკოპი, რომელიც ბრუნავს დაახლოებით 545 კილომეტრზე (340 მილი) და სხვა მისიები, როგორც პილოტირებული, ასევე უპილოტო. და აქ არც კი ვგულისხმობ ყველა თანამგზავრს, რომელიც ზის უფრო მაღალ გეოსინქრონულ ორბიტაზე, სადაც ასევე არის ნამსხვრევების პრობლემა.

შეიძლება თუ არა ნამსხვრევები ისეთი ცუდი გახდეს, რომ საერთოდ შეუშალა ხელი თანამგზავრის გაშვებას?

მეორე საკითხი, რომელიც გასათვალისწინებელია არის ის, თუ როგორ იმოქმედებს ნამსხვრევები მომავალ გაშვებებზე. შორეულ პლანეტებზე მოგზაურობის თვალსაზრისით, როდესაც დედამიწას ტოვებთ, თქვენ მოგზაურობთ ნამსხვრევების ველში ისეთი მოკლე დროით, რომ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ პრობლემა გამოიწვიოს. პრობლემა ჩნდება, როდესაც უყურებ ობიექტებს, რომლებიც მუდმივად რჩებიან ნამსხვრევების ველებში, როგორიცაა თანამგზავრები და პილოტირებული ან უპილოტო კოსმოსური მისიები.

„ქუჩის გადაკვეთა უფრო უსაფრთხოდ შეიძლება, ვიდრე მის შუაში ცხოვრება“, - განმარტავს კესლერი.

ამჟამად კითხვა ძირითადად ეკონომიკის კუთხით არის მოფიქრებული. არსებითად, ნამსხვრევების გაუარესებასთან ერთად, თანამგზავრების გაშვება უფრო და უფრო ძვირი გახდება. მაგრამ რა მოხდება ამის მიღმა, ჯერჯერობით უცნობია ამ თემის კვლევის ნაკლებობის გამო.

„არავის არასოდეს მოუცია პასუხი იმის შესახებ, რომ „რამდენად ცუდი გარემოა ძალიან ცუდი [სატელიტური გაშვებისთვის]?“, თქვა კესლერმა. სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა მანამ, სანამ არ ვიქნებით დარწმუნებულები, თუ რა მომენტში შეგვიშლის კოსმოსური ნამსხვრევები ობიექტების ორბიტაზე გაშვებაში.

პრობლემის გადასაჭრელად ახლა გვჭირდება აგრესიული ქმედება

თუ ჩვენ ვაპირებთ ამ პრობლემის გამოსწორებას, არ შეგვიძლია უბრალოდ თითების გადაკვეთა და საუკეთესოს იმედი. ნამსხვრევების პრობლემის გადასაჭრელად, კესლერი ამბობს, რომ „უფრო აგრესიული ქმედებაა საჭირო“.

ყველაზე აქტუალური საკითხი ერთ-ერთი კანონმდებლობაა. არსებობს შეთანხმებული მითითებები ნამსხვრევების შერბილების შესახებ, როგორიცაა სახელმძღვანელო, რომ ნებისმიერი რამ ორბიტაზე გაფრინდება 2000 კილომეტრზე (1240 მილი) ქვემოთ უნდა შევიდეს ატმოსფეროში, რათა დაიწვას მისი მისიიდან 25 წლის განმავლობაში დასრულება. ეს ობიექტების ამოღებაზე პასუხისმგებლობას აკისრებს კომპანიას ან სააგენტოს, რომელიც მათ გამოუშვებს.

მაგრამ როგორც დგას, ეს არის სახელმძღვანელო პრინციპები და არა კანონები. კესლერი გვთავაზობს, რომ ნამსხვრევების გატანის შესახებ მითითებები წესებად გადავიტანოთ და დავაწესოთ ჯარიმები იმ ორგანიზაციებისთვის, რომლებიც მათ არ იცავენ. ეს წაახალისებს ხალხს, მიჰყვნენ მათ ყველას სასარგებლოდ.

თუმცა, ყველამ ამჟამინდელი მითითებების დაცვაც კი შეიძლება არ იყოს საკმარისი. ”იყო რამდენიმე კვლევა, რომელიც მივიდა იმავე დასკვნამდე: მაშინაც კი, თუ ყველა დაიცავდა წესებს, ეს არასაკმარისი იქნებოდა ნამსხვრევების ზრდის შესაჩერებლად,” - თქვა კესლერმა. ეს იმიტომ ხდება, რომ შეჯახებები ჯერ კიდევ გრძელდება და კიდევ უფრო მცირე ნამსხვრევები ქმნის.

ეს არის მიზეზი, რის გამოც ჩვენ გვჭირდება ნაბიჯი მეორე: ამოიღონ ყველაზე დიდი 500 ცალი ნამსხვრევები ორბიტიდან. ეს ის დიდი ნაწილებია, რომელთა თვალყურის დევნება შედარებით ადვილია და ვიცით, რომ ყველაზე დიდ საფრთხეს წარმოადგენს. და სწორედ აქ შემოდის ახალი ტექნოლოგია.

ახალი ტექნოლოგიები დაგვეხმარება ჩვენი ქმედებების გასუფთავებაში

კესლერმა მიუთითა ნასას მკვლევარების ნაშრომზე J.C. Liou და N.L. ჯონსონი 2006 წლიდან, რომელმაც შეისწავლა რა დასჭირდებოდა კოსმოსური ნარჩენების გაწმენდას. „თუ მომავალ წელს დავიწყებთ და მომდევნო 100 წლის განმავლობაში ყოველწლიურად ხუთ ობიექტს ამოვიღებთ“, თქვა კესლერმა, „ეს ორბიტალური გარემოს სტაბილიზაციას მოახდენს“.

თუმცა, ორბიტიდან დიდი ობიექტების ამოღება უკიდურესად რთულია. „ეს ობიექტები არ იყო შექმნილი იმისთვის, რომ ხელში ჩაგდოთ“, - განმარტა კესლერმა, „და ბევრი მათგანი ტრიალებს. სანამ საგანს დაიჭერთ, უნდა შეაჩეროთ ტრიალი. და ზოგიერთი მათგანი ისეთივე დიდია, როგორც სკოლის ავტობუსები.”

ერთი წინადადება, თუ როგორ უნდა გაუმკლავდეთ ამ პრობლემას, არის სატელიტური მომსახურების ობიექტის შექმნა, სადაც თანამგზავრები შეიძლება შენარჩუნდეს და დაფიქსირდეს მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობის გასახანგრძლივებლად, რითაც შეიქმნას უფრო გრძელი პერიოდი, სანამ ისინი გახდებიან ნაგავი. იგივე ხელსაწყო შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორბიტიდან ობიექტების ჩამოსაყვანად, როდესაც ისინი აღარ იყო საჭირო.

ნამსხვრევების გაწმენდის სხვა იდეები ასევე მიმდინარეობს, მაგალითად RemoveDEBRIS სატელიტური პროექტი ეს არის ნამსხვრევების დაჭერის მეთოდების ტესტირება, მათ შორის ბადეები, ჰარპუნები და ხედვაზე დაფუძნებული ნავიგაცია. ევროპის კოსმოსური სააგენტოც არის ნამსხვრევების მოცილების გამოკვლევა კომპანია Astroscale-თან ერთად, ექსპერიმენტებს ატარებს სატელიტებზე დასამაგრებელი მექანიზმის დამატებაზე გაშვებამდე, რათა გაადვილდეს მათი დაჭერა.

საერთაშორისო საკითხი, რომელიც მოითხოვს საერთაშორისო თანამშრომლობას

კლიმატის ცვლილების გამოწვევის მსგავსად, კოსმოსური ნარჩენების პრობლემა საერთაშორისო საკითხია, რომლის მოგვარებასაც საერთაშორისო თანამშრომლობა დასჭირდება. თუ ჩვენ გვინდა გავაგრძელოთ სივრცის გამოყენება სამეცნიერო კვლევებისთვის, ისევე როგორც ისეთი ტექნოლოგიების გასააქტიურებლად, როგორიცაა კომუნიკაციები და GPS, ჩვენ უნდა ვიპოვოთ გზა, რათა გავაუქმოთ ზოგიერთი ზიანი, რომელიც უკვე მივიღეთ - ასევე ვიპოვოთ ახალი გადაწყვეტილებები მომავალი.

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ დავრჩებით დედამიწაზე და სრულიად დავკარგავთ სხვა პლანეტებზე მოგზაურობის უნარს უახლოეს მომავალში, პლანეტის გარშემო არსებული ნამსხვრევების ველმა შეიძლება პირდაპირ იმოქმედოს ჩვენს შესწავლის უნარზე სივრცე. ”რაც ყველაზე მეტად დააზარალებს არის ის, რომ არ დავკარგოთ წვდომა სხვა პლანეტებზე, ეს არის ჰაბლის ტელესკოპის დაკარგვა,” - თქვა კესლერმა. „საბოლოოდ ის შეიძლება გახდეს მხოლოდ ნამსხვრევების ნატეხი. ეს არის ჩვენი სამეცნიერო ცნობისმოყვარეობა, რომელიც საფრთხეშია. ”

რედაქტორების რეკომენდაციები

• სანაპიროზე ამორეცხილი მანქანის ზომის ობიექტი შესაძლოა კოსმოსური ნაგავი იყოს
• ორშაბათს ღამით კოსმოსური სადგური აიძულა ორბიტალური ნამსხვრევების თავიდან აცილება
• SpaceX-ის დოკუმენტური ფილმი ისტორიული მისიის შესახებ მოხვდა Netflix-ში
• NASA იწონის რისკს, როდესაც ძველი რაკეტის ნარჩენები კოსმოსური სადგურისკენ მიემართება
• ჩვენ წითელ პლანეტაზე მივდივართ! ყველა წარსული, აწმყო და მომავალი მისია მარსზე