1957 lanserade Sovjetunionen den första artificiella jordsatelliten i rymden och öppnade därmed en ny era i mänsklighetens historia - tiden för utforskning av rymden. Under de senaste 50 åren sedan dess har människan skickat till rymden en mängd olika satelliter, raketer, vetenskapliga stationer. Allt detta ledde till systematisk förorening av yttre rymden runt vår planet. Enligt NASA -information "roterade" från juli 2011 16 094 föremål av artificiellt ursprung runt jorden, inklusive 3 396 fungerande och redan misslyckade satelliter, samt 12 698 boosterblock, uppskjutna etapper av uppskjutningsfordon och deras skräp. Det presenterade dokumentet säger att när det gäller antalet föremål av artificiellt ursprung i låg jordbana ligger Ryssland på första plats - 6075 objekt, varav 4667 är rymdskräp, följt av USA, Kina, Frankrike, Indien och Japan.
Storleken på skräpet som befinner sig i jordbana med låg jord varierar ganska mycket, från mikropartiklar till storleken på en skolbuss. Detsamma kan sägas om massan av detta skräp. Stora fragment kan väga upp till 6 ton, medan små partiklar bara väger några gram. Alla dessa föremål rör sig i rymden i olika banor och med olika hastigheter: från 10 tusen km / h till 25 tusen km / h. Vid en kollision mellan sådana rymdskräp med varandra eller med någon satellit som rör sig i motsatta riktningar kan deras hastighet nå 50 tusen km / h.
Enligt Alexander Bagrov, seniorforskare vid Research Institute of Astronomy vid Ryska vetenskapsakademien, uppstår en paradoxal situation idag. Ju fler fordon mänskligheten skjuter ut i rymden, desto mindre lämplig blir den för användning. Rymdfarkoster misslyckas varje år med avundsvärd regelbundenhet, vars resultat är att mängden skräp i jordens bana ökar med 4% årligen. För närvarande roterar upp till 150 tusen olika objekt med storlekar från 1 till 10 cm i jordens bana, medan partiklar, vars storlek är mindre än 1 cm i diameter, helt enkelt är miljoner. Samtidigt, om i låga banor upp till 400 km, rymdskräp saktas ner av de övre lagren av planetens atmosfär och efter en viss tid faller till jorden, kan det vara i geostationära banor för en oändligt lång mängd av tid.
Rakettförstärkare, som används för att skjuta upp satelliter i jordens bana, bidrar till ökningen av rymdskräp. Ungefär 5-10% av bränslet finns kvar i deras tankar, vilket är mycket flyktigt och lätt förvandlas till ånga, vilket ofta leder till ganska kraftfulla explosioner. Efter ett antal år i rymden exploderar raketstadierna som tjänat sin tid i bitar och sprider runt sig själva ett slags”granatsplinter” av små fragment. Under de senaste åren har cirka 182 sådana explosioner registrerats i rymden nära jorden. Så bara en explosion av en etapp i en indisk raket orsakade bildandet av 300 stora skräp på en gång, liksom otaliga mindre men inte mindre farliga rymdobjekt. Idag har världen redan de första offren för rymdskräp.
Så i juli 1996 på cirka 660 km höjd. den franska satelliten kolliderade med ett fragment av den tredje etappen av det franska ariska uppskjutningsfordonet, som skjuts ut i rymden mycket tidigare. Den relativa hastigheten vid kollisionstillfället var cirka 15 km / s eller 50 tusen km / h. Det behöver inte sägas att de franska experterna, som missade tillvägagångssättet för sitt eget stora föremål, biter i armbågarna länge efter den här historien. Denna händelse blev inte till en stor internationell skandal, eftersom båda föremål som kolliderade i rymden var av franskt ursprung.
Det är därför som problemet med rymdskräp idag inte behöver överdrivas ytterligare. Du behöver bara komma ihåg det faktum att i nuvarande takt, inom en snar framtid, kommer en betydande del av jordens bana inte att vara den säkraste platsen för rymdfarkoster. Inse detta tror forskaren Jonathan Missel, som är vid Texas Agricultural University, att alla befintliga metoder för att städa upp rymdskräp har minst en av två vanliga sjukdomar. Antingen handlar det om att utföra uppdrag "One piece of space skräp - en scavenger" (vilket är mycket dyrt), eller så innebär det att man skapar teknik som tar mer än ett decennium att finjustera. Samtidigt ökar antalet offer för rymdskräp bara.
Efter att ha insett detta föreslår Jonathan Missel att uppgradera One Piece of Space Junk - One Scavenger -konceptet till återanvändbart. TAMU Space Sweeper med Sling-Sat-satelliten, som han och hans kollegor har utvecklat, är utrustad med speciella anpassningsbara "armar". En sådan satellit, efter dess tillvägagångssätt för rymdskräp, fångar den med en speciell manipulator. Samtidigt, på grund av olika rörelsevektorer, börjar Sling-Sat snurra, men tack vare den justerbara lutningen och längden på "armarna" styrs denna manöver helt och hållet, vilket gör det möjligt att rotera som en fotboll, meningsfullt ändra sin egen bana och skicka en "sling satellit" mot nästa bitar rymdskräp.
I det ögonblick när satelliten befinner sig på banan mot det andra rymdobjektet, släpps det första elementet i rymdskräp av den under rotation. Dessutom kommer detta att ske i en sådan vinkel att ett prov av rymdskräp garanterat kommer att krascha in i atmosfären på vår planet och brinna i den. Efter att ha nått det andra föremålet för rymdskräp kommer denna satellit att upprepa den utförda operationen och kommer att göra det varje gång, samtidigt som den tar emot en extra laddning av rörelseenergi från rymdskräp och samtidigt skickar den tillbaka till jorden till planeten som gav stiga till det.
Det är värt att notera att detta koncept påminner något om metoden för de antika grekiska längdhopparna, som gjorde detta med att släppa hantlar (för ytterligare acceleration). Det är sant att i detta fall måste rymdskräpobjekt fångas och kastas i farten, om TAMU Space Sweeper klarar detta är en öppen fråga.
TAMU Space Sweeper
Den utförda datasimuleringen visar att det föreslagna systemet har en hög teoretisk bränsleeffektivitet. Och detta är förståeligt: i fallet med en "slingsatellit" ska energin tas från bitar av satelliter och raketer som redan accelererats till den första kosmiska hastigheten, och inte från bränslet som skulle behöva levereras till vårt sopor samlare från jorden.
Naturligtvis har konceptet som presenteras av Missel några flaskhalsar. Det är värt att notera att ingen av bitarna av rymdskräp naturligtvis är lämpliga för en manipulatorfälla och, viktigast av allt, för höga accelerationer under intensiv rotation. Om biten är för stor och tung kan dess energi under rotation vara tillräcklig för att förstöra sig själv, liksom manipulatorn. Samtidigt är det osannolikt att skapandet av ett stort antal andra istället för ett objekt med rymdskräp leder till en förbättring av situationen i rymden i låga jordbanor. Samtidigt ses förstås idén som intressant, och vid adekvat tekniskt genomförande - effektiv.
