De ce luna are nevoie de un sistem de control al traficului spațial

„Dezolare magnifică.”

Acestea au fost cuvintele folosite de Buzz Aldrin pentru a descrie golul vast al peisajului lunar înainte de a păși pe suprafața lui pentru prima dată în iulie 1969. Dar dacă luna – sau, mai degrabă, orbita ei – nu ar fi atât de pustie până la urmă? Dacă ar fi mai asemănător, să zicem, cu traficul blocat al unei navetei în Los Angeles la oră de vârf? Dacă într-adevăr?

Având în vedere că un total mare de 12 oameni au pășit pe suprafața Lunii în istoria omenirii, aceasta poate părea o ipotetică puternică. Cu toate acestea, este și o noțiune îngrijorătoare că cercetătorii de la Universitatea din Arizona, o universitate care a ajutat la maparea suprafeței Lunii pentru celebra misiune Apollo 11 a lui Aldrin, în prezent oferă o mulțime de gând.

Planul lor – pentru care universitatea a primit recent finanțare de 7,5 milioane de dolari de la Air Force Research Direcția pentru vehicule spațiale a laboratorului – solicită ceea ce este, în esență, primul control al traficului aerian lunar din lume sistem. Menit să țină cont de traficul spațial în regiunea cislunară care nu este urmărită în prezent dintre planeta noastră și Lună, va ajuta la evitarea blocajelor de trafic lunar – și, poate, chiar și a coliziunilor mortale.

Și vine mai devreme decât crezi la o misiune pe Lună lângă tine.

Ca un lot de mașini abandonat în spațiu

Omul de știință de la NASA Don Kessler a fost cel care, în 1978, a subliniat pentru prima dată pericolul reprezentat de densitatea extrem de mare a obiectele care circulă pe orbita joasă a Pământului și modul în care acestea ar putea declanșa o reacție în lanț în cascadă de posibilă ciocniri. (Uită-te la începutul filmului din 2013 Gravitatie pentru a vedea cât de devastator ar putea fi.)

Astăzi, în jur de 23.000 de bucăți de gunoi spațial sunt urmărite în timp ce zboară în jurul Pământului la viteze de aproximativ 17.500 de mile pe oră. Dintre acestea, doar 3.500 sunt încărcături utile active, în timp ce restul - totul, de la punctele de sateliți moarte până la părți de rachetă aruncate - sunt resturi inactive, dar încă potențial periculoase.

„Să ne imaginăm că, de la inventarea automobilului, luați mașina din fabrică și puneți benzină în ea, apoi [o conduceți până când rămâne fără benzină], o aruncați și luați o mașină nouă.” Vishnu Reddy, un profesor asociat la Universitatea din Arizona Lunar and Planetary Laboratory, a declarat pentru Digital Trends. „Asta am făcut în spațiu. De fiecare dată când o navă spațială rămâne fără combustibil - și ar putea fi o navă spațială perfect funcțională - o aruncați și lansați o nouă sarcină utilă. [În timp] lucrurile se acumulează.”

Problema, a spus el, este una a vizibilității: atât literal, cât și figurat. „Spațiul este un fel de problemă insolubilă”, a explicat Reddy. „Nu este ca o catastrofă ecologică, nu? Știi, există o scurgere de petrol, vezi pelicanii acoperiți de ulei, care declanșează o reacție viscerală. Arăți oricui un punct pe cer și celor mai mulți oameni nu le pasă. Este ca, de ce ar trebui să-mi pese - până când telefonul mobil nu mai funcționează sau GPS-ul nu mai funcționează sau fotbalul nu se mai joacă la televizor. Atunci oamenii reacționează.”

resturi care poluează orbita lunară

În timp ce gunoaiele spațiale care orbitează Pământul au primit puțină atenție, problema gunoaielor spațiale lunare este în mare măsură descoperită. Asta pentru că, cel puțin deocamdată, aceasta nu este o problemă.

După recunoașterea lui Reddy, canalul orbital lunar este în prezent încă relativ clar. În comparație cu miile de obiecte catalogate care orbitează Pământul, există doar câteva zeci de încărcături utile care orbitează în jurul Lunii. Dintre puținii sateliți de pe orbita lunară, singurii notabile (posibil singurii în întregime) includ NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, două nave spațiale Artemis (P1 și P2) și Chang’e din China 5-T1. Aceasta este o congestie mai mică decât echivalentul cu a observa o altă mașină în timpul unei călătorii de mai multe ore prin zona rurală Wyoming.

Dar doar pentru că astăzi este Wyoming nu înseamnă că mâine nu va fi autostrada L.A. Sau, pentru a evita exagerarea, cel puțin un pic mai aglomerat decât este în prezent.

„Am avut prima explorare a Lunii în anii [1960]”, a spus Reddy. „Apoi a fost o perioadă liniștită la mijloc, în ultimii 50 de ani și ceva. Dar acum există un interes reînnoit pentru explorarea lunară. În următorii opt ani, ne așteptăm ca până la 50 de încărcături utile să ajungă pe Lună. Vrem să evităm genul de situație pe care o avem pe Pământ [care are loc] în jurul Lunii, și pe orbita lunii.”

Acest lucru s-ar putea dovedi, de asemenea, perturbator pentru sateliți și potențial periculos pentru misiunile de zbor spațial – atât cu echipaj, cât și fără echipaj.

Ideea de a adopta o abordare proactivă a controlului traficului aerian nu este nouă, desigur. Este exact ceea ce s-a întâmplat cu controlul tradițional al traficului aerian terestru. Primele încercări serioase de a dezvolta reguli pentru monitorizarea și controlul traficului aerian au apărut în 1922, la câțiva ani după Convenția Aeriană Internațională inaugurală din 1919. Prima persoană care s-a putut referi oficial la sine ca controlor profesionist de trafic aerian, Archie League din St. Louis, Missouri, a început să lucreze în 1929. Deși călătoria cu avionul începea să decoleze (pune de cuvinte semi-intenționată) în acel moment, era la început în comparație cu ceea ce avea să devină. Cu 173.000 de pasageri zburând în S.U.A. în 1929, comparativ cu 926 de milioane de pasageri transportat în 2019, cerul nu a fost tocmai aglomerat. Cu toate acestea, s-a considerat că era necesară o soluție – chiar dacă era probabil să se bazeze pe creșterea proiectată.

„Vin din lumea urmăririi asteroizilor”

După cum se spune, primul pas în rezolvarea oricărei probleme este să recunoști că există o problemă de la început. Când vine vorba de rezolvarea unei probleme de această complexitate, totuși, admiterea problemei este departe de cel mai mare obstacol. Din fericire, cel puțin inițial, Reddy a spus că multe dintre tehnologiile actuale utilizate pentru urmărirea obiectelor de pe Pământ pot fi alocate pentru urmărirea orbitelor lunare.

Reddy și studenții săi din Laboratorul Lunar și Planetar folosesc senzori dedicați la centrul de cercetare Biosphere 2 a universității pentru a caracteriza obiectele cislunare. Această suită de echipamente include mai multe telescoape care sunt dedicate conștientizării domeniului spațial, inclusiv unul care a fost construit de un grup de studenți de inginerie de la Universitatea din Arizona.

„O mare parte din ea se poate face cu [telescoapele optice de la sol] pe care le avem deja pentru a face lucruri geostaționare”, a spus Reddy. „Doar că sunt mai slabe, așa că trebuie să expuneți imaginea pentru o lungă perioadă de timp și să faceți o fotografie mai profundă.”

Propriul său fundal, a remarcat el, este „în primul rând apărarea planetară”. „Vin din lumea urmăririi asteroizilor, deci a multe dintre instrumentele pe care le aplicăm în această problemă particulară se bazează pe instrumente și tehnologii de apărare planetară”, el explicat. „Comunitatea de asteroizi urmărește obiecte foarte mici, departe de Pământ, de zeci de ani. Folosim o mulțime de software și tehnici [pentru acest proiect].”

Vreau să fiu un model lunar

Scopul final al acestui proiect – și este deja mai departe decât ați putea crede – este de a construi un model care să arate cu precizie fiecare obiect care orbitează în jurul Lunii. Apoi, va evidenția posibilele conjuncții (termenul spațial fantezist pentru accidente) între aceste obiecte și încărcăturile utile active. Reddy a spus că instrumentul va fi folosit pentru anul acesta Lansare Artemis 1, debutul vehiculului de lansare super-greu al NASA, cu scopul de a trimite o navă spațială Orion fără echipaj pe o orbită retrogradă a Lunii.

Cercetătorii își vor pune modelul la dispoziția companiilor spațiale private. „Dacă vine un producător la noi și ne spune: „Hei, facem această misiune pe Lună, poți să verifici dacă există conjuncții?” Da, sigur”, a spus Reddy. „Este un serviciu pe care îl vom oferi. Vrem să evităm crearea de resturi. Este mai multă muncă pentru noi să urmărim o mulțime de lucruri. Nu că suntem leneși, dar dacă putem evita acest lucru și menținem [orbita lunară] curată, este mai bine pentru noi toți.”

O întrebare bună este cât de multă putere de aplicare ar avea un sistem de control al traficului spațial ca acesta. Să spunem, de dragul argumentării, că un satelit chinezesc reprezintă o posibilă amenințare existențială pentru un Lansare în spațiu american – sau, când acest spațiu aerian devine mai populat, două ambarcațiuni riscă un posibil coliziune. Cine ajunge să fie cel care pretinde dreptul de trecere într-un posibil joc extraterestră de pui? Grea intrebare. „Nu cred că avem nicio capacitate de aplicare”, a spus Reddy. „Acesta este mai mult un exercițiu academic [chiar acum].”

O altă provocare viitoare, încă de despachetat, ar putea implica lansarea de misiuni spațiale reale pentru a fi desfășurate active orbitale suplimentare care pot ajuta la monitorizarea zonelor care nu sunt vizibile de pe Pământ, cum ar fi obiectele ascunse în spate luna. (Cine știe: aceasta ar putea servi chiar și ca o încercare pentru inițiative similare pe alte planete, cum ar fi Marte, care ar necesita înființarea unei infrastructuri complet noi din cauza dificultății de a le monitoriza Pământ. „Cred că deja plănuim să facem ceva cu privire la gestionarea traficului spațial în jurul lui Marte”, a spus el.)

Deocamdată, totuși, echipa va fi fericită dacă această dovadă a conceptului își demonstrează valoarea ca instrument de sprijinire a intereselor noastre spațiale continue – și a reînviat fascinația pentru Lună.

„Scopul nostru este să maturizăm acest lucru și să demonstrăm că ceva de genul acesta poate fi menținut și poate fi util”, a spus Reddy. „Atunci o vom transmite oamenilor care au responsabilitatea reală de a menține acest lucru.”

Recomandările editorilor

• Un obiect de dimensiunea unei mașini spălat pe plajă ar putea fi gunoi spațial
• Urmăriți noua rețea solară a NASA care se desfășoară pe stația spațială
• NASA efectuează teste critice pentru racheta lunară Artemis V
• Blue Origin al lui Jeff Bezos primește în sfârșit râvnitul contract lunar
• Misiunea de curățare a deșeurilor spațiale asigură o călătorie în spațiu