2019 m. rugsėjį du palydovai buvo maždaug 200 mylių virš planetos paviršiaus. priartindami vienas prie kito didžiuliu 32 000 mylių per valandą greičiu. Vienas buvo Europos kosmoso agentūros (ESA) Aeolus Žemės stebėjimo palydovas, o kitas – vienas iš „SpaceX“ „Starlink“ palydovai, ir jiems abiem važiuojant greičiu link to paties erdvės regiono, mokslininkai apskaičiavo, kad tikimybė, kad jie susidurs, yra 1 iš 1000.
Turinys
- Šlamšto spąstai
- Susidūrimų buvo ir anksčiau, ir tikėtina, kad pasikartos
- Nuolaužos kelia grėsmę ir Tarptautinei kosminei stočiai, ir Hablo kosminiam teleskopui
- Ar nuolaužos gali tapti tokios blogos, kad visiškai užkerta kelią palydovų paleidimui?
- Kad išspręstume problemą, dabar reikia imtis agresyvių veiksmų
- Naujos technologijos galėtų padėti mums apsivalyti
- Tarptautinis klausimas, reikalaujantis tarptautinio bendradarbiavimo
JAV oro pajėgos matė, kaip du palydovai judėjo vienas į kitą ir įspėjo abi organizacijas, tačiau dėl to, ką „SpaceX“ apibūdino kaip „klaidą“ savo ryšių sistemose, jos atsisakė imtis jokių veiksmų. Jei palydovai būtų sudužę, abu būtų visiškai išnykę, o smūgis būtų išmetęs milijonus mažų ir didelių nuolaužų gabalėlių, nuskriejusių į kosmosą. Įsivaizduokite pradžios sceną iš
filmas Gravitacija, ir dabar padidinkite tai tam tikra tvarka.Mūsų visų laimei, ESA sugebėjo manevruoti savo palydovą, kad išvengtų susidūrimo, ir abu palydovai dabar saugiai skrieja savo orbitoje. Tačiau šis artimas skambutis parodo, kas gali nutikti, kai erdvė tampa per pilna. Kai tūkstančiai ar net milijonai objektų skraido aplink mūsų planetą didžiuliu greičiu, susidūrimų tikimybė yra didelė.
Susijęs
- Kosmoso šiukšlių valymo misija užtikrina kelionę į kosmosą
- ESA palydovas lenktyniauja su laiku, kad išvengtų kosminių šiukšlių
- Kodėl mėnuliui reikia erdvės eismo valdymo sistemos
Ištyrėme, kokios yra visų šių kosmose plūduriuojančių kosminių šiukšlių pasekmės, ir gavome vidinį kaušelį iš Donaldo Kessleris, buvęs NASA vyresnysis orbitinių šiukšlių tyrimų mokslininkas ir vienas pirmaujančių pasaulyje kosmoso ekspertų šiukšlės.
Šlamšto spąstai
Kai palydovas sugenda, paprastai niekas nekyla į kosmosą jo taisyti. Kai raketa išmeta vieną iš savo pakopų, pakopa paliekama plūduriuoti, kad ir kur būtų išmetama. Kai du orbitoje esantys objektai atsitrenkia vienas į kitą, jie gali pagaminti milijonus mažų dalelių, kurios išskrenda į kosmosą ir galiausiai skrieja aplink Žemę.
Visa ši išmesta medžiaga bendrai vadinama kosminėmis šiukšlėmis. Tai yra šiukšlės, kurias palikome erdvėje aplink mūsų planetą, ir jų kasmet daugėja.
Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje, kai tik prasidėjo kosminių šiukšlių tyrimai, Kessleris pasiūlė baisią galimybę: vieną dieną gali būti tiek daug šlamštas žemoje Žemės orbitoje, kurio susidūrimai vyktų kaskadomis, kol bus sunku arba neįmanoma paleisti palydovus jiems nepataikius šiukšlės. Iš esmės būtume tapę savo planetos kaliniais ir neturėtume kaltinti nieko, išskyrus save.
Susidūrimų buvo ir anksčiau, ir tikėtina, kad pasikartos
Jei nuskambėjo nerimas dėl šiukšlių arba dėl galimo SpaceX ir ESA palydovų susidūrimo jums persunkta, verta paminėti, kad praeityje palydovai susidūrė su baisiais pasekmes.
2009 m. susidūrė du palydovai stulbinančiu 11 700 metrų per sekundę (26 000 mylių per valandą) greičiu ne tik sunaikindamas abu objektus, bet ir ištepdamas didžiulį šiukšlių lauką abiejose jų orbitose ir už jos ribų. Vienas iš palydovų buvo ryšių palydovų Iridium žvaigždyno dalis, o vienas buvo deaktyvuotas Rusijos kosminių pajėgų palydovas „Kosmos“. Kosmoso palydovas buvo išmestas ir paliktas orbitoje tuo metu, kai mažai žmonių rimtai žiūrėjo į nuolaužų grėsmę.
Šis įvykis pažadino žmones nuo nuolaužų keliamos grėsmės rimtumo. Tai ne tik galėjo sunaikinti brangius palydovus, bet ir susidūrimas pablogino problemą: NASA apskaičiavo, kad šis įvykis sukūrė 1000 nuolaužų didesni nei 10 centimetrų, kurie tūkstančius metų gali kelti grėsmę kitiems palydovams.
Nuolaužos kelia grėsmę ir Tarptautinei kosminei stočiai, ir Hablo kosminiam teleskopui
Kalbant apie erdvės perpildymą, reikia atsižvelgti į du pagrindinius klausimus. Pirmasis – kaip kosminės šiukšlės gali paveikti orbitoje aplink Žemę jau skriejančius laivus, pavyzdžiui, Tarptautinę kosminę stotį (TKS). TKS yra labai žemoje Žemės orbitoje, vidutiniame 330 kilometrų (205 mylių) aukštyje, todėl ji atsiduria daugybės kosminių šiukšlių viduryje. TKS yra ypač pažeidžiamas nuolaužų smūgių, nes yra toks didelis, todėl turėjo būti suprojektuotas taip, kad atlaikytų iki 1 cm dydžio šiukšlių smūgius.
Siekdama suvaldyti kitų šiukšlių grėsmę, ISS stebi galimą poveikį ir pasitraukia iš kelio. „Kosminė stotis buvo pirmoji, kuri pradėjo manevrus, kad išvengtų visko, kas priartėjo prie jos“, Kessleris paaiškino: „Tačiau tų manevrų problema yra ta, kad negalite numatyti, kad bus a susidūrimas. Sekimo tikslumas yra pakankamai tikslus, kad būtų galima pasakyti, kad kažkas nepatogiai praskris šalia jūsų ir kad yra susidūrimo tikimybė. Taigi tokiomis aplinkybėmis jie atliks manevrus.
Kalbant apie TKS, svarbu būti ypač atsargiems, nes ji tokia didelė ir rizikuojama žmonių gyvybėmis. Taip pat reikia apsvarstyti visus kitus objektus, skriejančius žemoje orbitoje, pavyzdžiui, Hablo teleskopą, kuris skrieja maždaug 545 kilometrų (340 mylių) atstumu, ir kitas pilotuojamas ir nepilotuojamas misijas. Ir tai net neminima visų palydovų, kurie sėdi aukštesnėje geosinchroninėje orbitoje, kur taip pat yra šiukšlių problema.
Ar nuolaužos gali tapti tokios blogos, kad visiškai užkerta kelią palydovų paleidimui?
Antrasis klausimas, kurį reikia apsvarstyti, yra tai, kaip šiukšlės paveiks būsimus paleidimus. Kalbant apie kelionę į tolimas planetas, kai paliekate Žemę, keliaujate per nuolaužų lauką tokį trumpą laiką, kad mažiau tikėtina, kad kils problemų. Problema kyla, kai žiūrite į objektus, kurie nuolat lieka šiukšlių laukuose, pavyzdžiui, palydovus ir pilotuojamas ar nepilotuojamas kosmines misijas.
„Galite pereiti gatvę daug saugiau nei gyventi jos viduryje“, – aiškina Kessleris.
Šiuo metu šis klausimas dažniausiai svarstomas ekonomikos požiūriu. Iš esmės, kai šiukšlės pablogės, palydovų paleidimas taps vis brangesnis. Tačiau kas bus toliau, vis dar nežinoma, nes trūksta šios temos tyrimų.
„Niekas niekada nepateikė atsakymo į klausimą, kokia bloga aplinka yra per bloga [kad būtų įmanoma paleisti palydovus]?“, – sakė Kessleris. Labai svarbu, kad į šį klausimą būtų atsakyta, kol galime būti tikri, kada kosminės šiukšlės neleis mums visiškai iškelti objektų į orbitą.
Kad išspręstume problemą, dabar reikia imtis agresyvių veiksmų
Jei ketiname išspręsti šią problemą, negalime tiesiog sukryžiuoti pirštų ir tikėtis geriausio. Norint iš tikrųjų išspręsti šiukšlių problemą, Kessleris sako: „reikia imtis agresyvesnių veiksmų“.
Aktualiausias klausimas yra teisės aktų klausimas. Yra sutartos nuolaužų mažinimo gairės, pvz., gairės, kad viskas būtų paleista į orbitą mažiau nei 2000 kilometrų (1240 mylių) turi sugrįžti į atmosferą, kad sudegtų per 25 metus nuo savo misijos užbaigimas. Tai perkelia atsakomybę už objektų pašalinimą juos paleidžiančiai įmonei ar agentūrai.
Tačiau dabar tai yra gairės, o ne įstatymai. Kessleris siūlo šiukšlių šalinimo gaires paversti taisyklėmis ir skirti nuobaudas organizacijoms, kurios jų nesilaiko. Tai paskatintų žmones jų laikytis visų labui.
Tačiau net priversti visus laikytis dabartinių gairių gali nepakakti. „Buvo atlikta nemažai tyrimų, kuriuose prieita prie tos pačios išvados: net jei visi laikytųsi taisyklių, to nepakaktų sustabdyti šiukšlių augimą“, – sakė Kessleris. Taip yra todėl, kad vis dar vyksta susidūrimai ir susidaro vis daugiau smulkių nuolaužų.
Štai kodėl mums reikia antro veiksmo: pašalinti iš orbitos didžiausius 500 šiukšlių. Tai yra dideli gabalai, kuriuos gana lengva atsekti ir kurie, kaip žinome, kelia didžiausią pavojų. Ir čia atsiranda naujos technologijos.
Naujos technologijos galėtų padėti mums apsivalyti
Kessleris atkreipė dėmesį į NASA tyrėjų dokumentą J.C. Liou ir N.L. Johnsonas nuo 2006 m., kuriame buvo nagrinėjama, ko reikėtų norint išvalyti kosmines šiukšles. „Jei pradėtume kitais metais ir per ateinančius 100 metų pašalintume penkis objektus per metus, tai stabilizuotų orbitos aplinką“, - sakė Kessleris.
Tačiau didelių objektų paėmimas iš orbitos yra labai sudėtingas. „Šie objektai nebuvo sukurti taip, kad juos būtų galima sugriebti, – paaiškino Kessleris, – ir daugelis jų sukasi. Prieš paimdami objektą, turite sustabdyti sukimąsi. Ir kai kurie iš jų yra tokie dideli kaip mokykliniai autobusai.
Vienas iš pasiūlymų, kaip išspręsti šią problemą, yra sukurti palydovų aptarnavimo įrenginį, kuriame būtų palydovai galėtų būti prižiūrimi ir fiksuojami, kad prailgintų jų tarnavimo laiką, taip sukuriant ilgesnį laikotarpį, kol jie taps šlamštas. Ta pati priemonė netgi gali būti naudojama objektams nuleisti iš orbitos, kai jų nebereikia.
Kitų idėjų, kaip išvalyti šiukšles, taip pat yra, pavyzdžiui, Pašalinti DEBRIS palydovo projektą kuri išbando šiukšlių surinkimo metodus, įskaitant tinklus, harpūnus ir regėjimu pagrįstą navigaciją. Europos kosmoso agentūra taip pat tirti šiukšlių pašalinimą kartu su kompanija Astroscale, eksperimentuodami su prijungimo prie palydovų prijungimo mechanizmu prieš paleidimą, kad būtų lengviau sugauti palydovus.
Tarptautinis klausimas, reikalaujantis tarptautinio bendradarbiavimo
Kaip ir klimato kaitos iššūkis, kosminių šiukšlių problema yra tarptautinė problema, kuriai išspręsti reikės tarptautinio bendradarbiavimo. Jei norime ir toliau naudoti erdvę moksliniams tyrimams, taip pat technologijoms, tokioms kaip ryšiai ir GPS, turėsime rasti būdą, kaip panaikinti dalį jau padarytos žalos, taip pat rasti naujų sprendimų ateitis.
Nors greičiausiai neužstrigsime Žemėje ir visiškai neprarasime galimybės keliauti į kitas planetas bet kuriuo metu aplink planetą esantis šiukšlių laukas gali tiesiogiai paveikti mūsų gebėjimą mokytis erdvė. „Labiausiai pakenks ne prieigos prie kitų planetų, o Hablo teleskopo praradimas“, – sakė Kessleris. „Galiausiai tai gali tapti tik nuolaužų gabalėliu. Tai mūsų mokslinis smalsumas, kuriam gresia pavojus.
Redaktorių rekomendacijos
- Automobilio dydžio objektas, išplautas paplūdimyje, gali būti kosminis šlamštas
- Pirmadienio vakarą kosminė stotis buvo priversta vengti orbitos šiukšlių
- „Netflix“ pasiekė dokumentinis filmas „SpaceX“ apie istorinę misiją
- NASA sveria riziką, nes šiukšlės iš senos raketos skrieja kosminės stoties link
- Mes einame į raudonąją planetą! Visos praeities, dabarties ir būsimos misijos į Marsą