Zakaj luna potrebuje sistem za nadzor vesoljskega prometa

“Veličastna puščava.”

To so bile besede, s katerimi je Buzz Aldrin opisal velikansko praznino lunine pokrajine, preden je julija 1969 prvič stopil na njeno površje. Kaj pa, če luna – oziroma njena orbita – vendarle ni bila tako pusta? Kaj pa, če bi bilo bolj podobno, na primer, prometni gneči med prometno konico v Los Angelesu? Kaj če res?

Glede na to, da je v zgodovini človeštva po lunini površini hodilo skupno 12 ljudi, se to morda zdi velika hipotetika. Vendar pa je tudi zaskrbljujoče dejstvo, da so raziskovalci z Univerze v Arizoni, univerze, ki pomagali preslikati površino lune za Aldrinovo slavno misijo Apollo 11, trenutno dajejo veliko mislil.

Njihov načrt – za katerega je univerza pred kratkim prejela 7,5 milijona dolarjev sredstev od Raziskovalnega letalstva Laboratory's Space Vehicles Directorate – poziva k temu, kar je v bistvu prva lunarna kontrola zračnega prometa na svetu sistem. Namenjen spremljanju vesoljskega prometa v trenutno nesledljivem cislunarnem območju med našim planetom in luno, bo pomagal preprečiti lunarne prometne zastoje – in morda celo smrtonosne trke.

In prihaja prej, kot si mislite, na misijo na Luno blizu vas.

Kot zavržen avto v vesolju

Nasin znanstvenik Don Kessler je leta 1978 prvi opozoril na nevarnost, ki jo predstavlja izjemno visoka gostota predmetov, ki krožijo v nizki zemeljski orbiti, in način, kako bi ti lahko sprožili kaskadno verižno reakcijo možnih trki. (Oglejte si začetek filma 2013 Gravitacija da vidim, kako uničujoče bi to lahko bilo.)

Danes sledijo približno 23.000 kosom vesoljske smeti, ki krožijo okoli Zemlje s hitrostjo okoli 27.500 milj na uro. Od tega je le 3500 aktivnih tovorov, medtem ko so ostali – vse od mrtvih satelitskih jeder do zavrženih delov raket – neaktivni, a še vedno potencialno nevarni odpadki.

"Predstavljajmo si, da od izuma avtomobila vzamete avto iz tovarne in vanj natočite plin, nato [ga vozite, dokler mu ne zmanjka goriva], ga spustite in vzamete nov avto," Vishnu Reddy, izredni profesor na Lunarnem in planetarnem laboratoriju Univerze v Arizoni, je za Digital Trends povedal. »To smo počeli v vesolju. Vsakič, ko vesoljskemu plovilu zmanjka goriva – in morda je popolnoma delujoče vesoljsko plovilo – ga odvržete in izstrelite nov tovor. [Sčasoma] se stvari kopičijo.«

Rekel je, da je težava vidnost: dobesedna in figurativna. "Vesolje je nekako nerešljiv problem," je pojasnil Reddy. »To ni kot okoljska katastrofa, kajne? Veste, prišlo je do razlitja nafte, vidite pelikane, prekrite z oljem, kar sproži visceralno reakcijo. Komur koli pokažeš piko na nebu, pa je večini vseeno. To je kot, zakaj bi me skrbelo - dokler mobilni telefon ne preneha delovati ali GPS preneha delovati ali nogomet neha igrati na televiziji. Takrat se ljudje odzovejo."

Odpadki, ki onesnažujejo Lunino orbito

Medtem ko je vesoljska smeti v orbiti okoli Zemlje prejel malo pozornosti, je problem lunarne vesoljske smeti večinoma odkrit. To je zato, ker vsaj za zdaj to ni problem.

Po Reddyjevem lastnem priznanju je kanal lunarne orbite trenutno še razmeroma čist. V primerjavi s tisoči katalogiziranih predmetov, ki krožijo okoli Zemlje, okoli Lune kroži le nekaj deset tovora. Od majhne peščice satelitov v Lunini orbiti so edini opazni (morda edini v celoti) vključujejo NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, dve vesoljski plovili Artemis (P1 in P2) in kitajski Chang'e 5-T1. To je manj velik zastoj, kot bi bil enakovreden opazovanju drugega avtomobila med večurno vožnjo po podeželju Wyominga.

Toda samo zato, ker je danes Wyoming, ne pomeni, da jutri ne bo avtocesta L.A. Ali, da se izognem pretiravanju, vsaj pošteno bolj zaseden, kot je trenutno.

"Luno smo začeli raziskovati v [šestdesetih letih prejšnjega stoletja]," je dejal Reddy. »Potem je bilo vmes mirno obdobje, zadnjih 50 let. Toda zdaj se ponovno pojavlja zanimanje za raziskovanje lune. V naslednjih osmih letih pričakujemo do 50 koristnih tovorov, ki bodo šli na Luno. Želimo se izogniti situaciji, kakršno imamo na Zemlji [ki se dogaja] okoli lune, tudi v lunarni orbiti.«

To bi se lahko izkazalo tudi kot moteče za satelite in potencialno nevarno za vesoljske misije – tako s posadko kot brez nje.

Zamisel o proaktivnem pristopu k kontroli zračnega prometa seveda ni nova. Točno to se je zgodilo s tradicionalno, prizemno kontrolo zračnega prometa. Prvi resni poskusi razvoja pravil za spremljanje in nadzor zračnega prometa so se pojavili leta 1922, nekaj let po otvoritveni Mednarodni zračni konvenciji leta 1919. Prvi, ki se je lahko uradno imenoval poklicni kontrolor zračnega prometa, Archie League iz St. Louisa v Missouriju, je začel delati leta 1929. Čeprav se je letalstvo v tistem času začelo uveljavljati (polnamensko besedna igra), je bilo v primerjavi s tem, kar bo postalo, v povojih. z 173.000 potnikov letenje v ZDA leta 1929 v primerjavi z 926 milijonov potnikov prepeljana leta 2019, nebo ni bilo ravno gneče. Kljub temu se je zdelo, da je rešitev potrebna – tudi če bi verjetno temeljila na predvideni rasti.

"Prihajam iz sveta sledenja asteroidom"

Kot pravi pregovor, je prvi korak pri reševanju kakršnega koli problema prepoznati, da problem že na začetku obstaja. Ko gre za rešitev tako kompleksnega problema, pa priznanje problema še zdaleč ni največja ovira. Na srečo, vsaj na začetku, je Reddy dejal, da je veliko trenutnih tehnologij, ki se uporabljajo za sledenje objektom z Zemlje, mogoče uporabiti za sledenje luninih orbit.

Reddy in njegovi študenti v Lunarnem in planetarnem laboratoriju uporabljajo namenske senzorje v univerzitetni raziskovalni ustanovi Biosphere 2, da bi opisali cislunarne objekte. Ta paket opreme vključuje več teleskopov, ki so namenjeni ozaveščanju o vesoljskem področju, vključno s teleskopom, ki ga je izdelala skupina dodiplomskih inženirjev Univerze v Arizoni.

"Veliko tega je mogoče narediti z [zemeljskimi optičnimi teleskopi], ki jih že imamo za izvajanje geostacionarnih stvari," je dejal Reddy. "Samo zato, ker so šibkejši, zato moraš sliko izpostaviti dlje časa in narediti sliko, ki je globlja."

Njegovo lastno ozadje, je opozoril, je "predvsem obramba planeta." »Prihajam iz sveta sledenja asteroidom, zato a veliko orodij, ki jih uporabljamo za to posebno težavo, temelji na obrambnih orodjih in tehnologijah planeta,« je dejal pojasnil. »Skupnost asteroidov že desetletja sledi resnično majhnim objektom, daleč stran od Zemlje. [Za ta projekt] uporabljamo veliko programske opreme in tehnik.«

Želim biti lunarni model

Končni cilj tega projekta – in je že dlje, kot si morda mislite – je zgraditi model, ki natančno prikazuje vsak predmet, ki kroži okoli lune. Nato bo poudaril možne konjunkcije (fancy prostor-izraz za zrušitve) med temi objekti in aktivnim tovorom. Reddy je dejal, da bo orodje uporabljeno za letošnje Izstrelitev Artemide 1, prvenec NASA-ine super težke nosilne rakete, s ciljem poslati vesoljsko plovilo Orion brez posadke na retrogradno orbito Lune.

Raziskovalci bodo svoj model dali na voljo tudi zasebnim vesoljskim podjetjem. »Če proizvajalec pride k nam in reče: 'Hej, opravljamo to misijo na Luno, ali lahko prosim preverite konjunkcije?' Da, seveda,« je rekel Reddy. »To je storitev, ki jo bomo zagotovili. Želimo se izogniti nastajanju odpadkov. Za nas je več dela, da spremljamo veliko stvari. Saj ne, da smo leni, a če se temu lahko izognemo in ohranimo [lunarno orbito] čisto, je to bolje za vse nas.«

Dobro vprašanje je, koliko izvršilne moči bi imel sistem za nadzor vesoljskega prometa, kot je ta. Recimo, zaradi argumenta, da kitajski satelit predstavlja morebitno eksistencialno grožnjo za Ameriška vesoljska izstrelitev – ali, ko ta zračni prostor postane bolj poseljen, dve plovili tvegata možnost trk. Kdo bo tisti, ki si bo lastil pravico do prehoda v morebitni nezemeljski igri piščancev? Težko vprašanje. "Mislim, da nimamo nobenih možnosti za uveljavljanje," je dejal Reddy. "To je bolj akademska vaja [trenutno]."

Drug prihodnji izziv, ki ga je treba še razpakirati, bi lahko vključeval izstrelitev dejanskih vesoljskih misij za napotitev dodatna orbitalna sredstva, ki lahko pomagajo spremljati območja, ki niso vidna z Zemlje, kot so predmeti, skriti zadaj luna. (Kdo ve: to bi lahko služilo celo kot poskusna vožnja za podobne pobude na drugih planetih, kot je Mars, ki zahtevala postavitev povsem nove infrastrukture zaradi težav z nadzorom le-teh Zemlja. "Mislim, da že načrtujemo nekaj narediti glede upravljanja vesoljskega prometa okoli Marsa," je dejal.)

Zaenkrat pa bo ekipa vesela, če bo ta dokaz koncepta pokazal svojo vrednost kot orodje za podporo našim nenehnim vesoljskim zanimanjem – in oživljenemu navdušenju nad luno.

"Naš cilj je to dozoreti in pokazati, da je nekaj takega mogoče ohraniti in je lahko uporabno," je dejal Reddy. "Potem bomo to prenesli na ljudi, ki imajo resnično odgovornost, da se to nadaljuje."

Priporočila urednikov

• Predmet v velikosti avtomobila, ki ga je naplavilo na obalo, je lahko vesoljska smeti
• Oglejte si, kako se na vesoljski postaji razprostira NASA-in novi sončni niz
• NASA izvaja kritične teste za lunino raketo Artemis V
• Blue Origin Jeffa Bezosa končno dobi želeno pogodbo za luno
• Misija čiščenja vesoljske smeti zagotavlja vožnjo v vesolje