În 1957, Uniunea Sovietică a lansat în spațiu primul satelit artificial al Pământului, deschizând astfel o nouă eră în istoria omenirii - era explorării spațiului. În ultimii 50 de ani de atunci, omul a trimis în spațiu o mare varietate de sateliți, rachete, stații științifice. Toate acestea au dus la poluarea sistematică a spațiului cosmic din jurul planetei noastre. Conform informațiilor NASA, începând din iulie 2011, 16 094 de obiecte de origine artificială „s-au rotit” în jurul Pământului, inclusiv 3 396 de sateliți funcționanți și deja defecționați, precum și 12 698 blocuri de rapel, au petrecut etapele vehiculelor de lansare și a resturilor lor. Documentul prezentat afirmă că, în ceea ce privește numărul de obiecte de origine artificială pe orbita pământului, Rusia este pe primul loc - 6075 obiecte, dintre care 4667 sunt resturi spațiale, urmate de Statele Unite, China, Franța, India și Japonia.
Mărimea deșeurilor care se află pe orbita joasă a Pământului variază destul de mult, de la microparticule la dimensiunea unui autobuz școlar. Același lucru se poate spune și pentru masa acestui gunoi. Fragmentele mari pot cântări până la 6 tone, în timp ce particulele mici cântăresc doar câteva grame. Toate aceste obiecte se mișcă în spațiu pe diferite orbite și la viteze diferite: de la 10 mii km / h la 25 mii km / h. Mai mult, în cazul unei coliziuni de astfel de bucăți de resturi spațiale între ele sau cu orice satelit care se mișcă în direcții opuse, viteza lor poate ajunge la 50 mii km / h.
Potrivit lui Alexander Bagrov, cercetător principal la Institutul de Cercetări Astronomice al Academiei de Științe din Rusia, astăzi apare o situație paradoxală. Cu cât omenirea lansează mai multe vehicule în spațiu, cu atât devine mai puțin adecvată pentru utilizare. Navele spațiale eșuează în fiecare an cu o regularitate de invidiat, rezultatul fiind că cantitatea de resturi pe orbita Pământului crește cu 4% anual. În prezent, până la 150 de mii de obiecte diferite cu dimensiuni de la 1 la 10 cm se rotesc pe orbita terestră, în timp ce particulele, a căror dimensiune este mai mică de 1 cm în diametru, sunt pur și simplu milioane. În același timp, dacă pe orbite joase de până la 400 km, resturile spațiale sunt încetinite de straturile superioare ale atmosferei planetei și după un anumit timp cade pe Pământ, atunci poate fi pe orbite geostaționare pentru o cantitate infinit de lungă de timp.
Boosterele de rachete, care sunt folosite pentru lansarea sateliților pe orbita Pământului, contribuie la creșterea resturilor spațiale. Aproximativ 5-10% din combustibil rămâne în rezervoarele lor, care este foarte volatil și se transformă ușor în abur, ceea ce duce adesea la explozii destul de puternice. După mai mulți ani în spațiu, etapele de rachete care și-au servit timpul explodează în bucăți, împrăștiind în jurul lor un fel de „șrapnelă” de fragmente mici. În ultimii ani, aproximativ 182 de astfel de explozii au fost înregistrate în spațiul din apropierea Pământului. Deci, o singură explozie a unei etape a unei rachete indiene a provocat formarea a 300 de resturi mari simultan, precum și nenumărate obiecte spațiale mai mici, dar nu mai puțin periculoase. Astăzi, lumea are deja primele victime ale resturilor spațiale.
Deci, în iulie 1996, la o altitudine de aproximativ 660 km. satelitul francez s-a ciocnit cu un fragment din etapa a 3-a a vehiculului de lansare francez Arian, care a fost lansat în spațiu mult mai devreme. Viteza relativă în momentul coliziunii era de aproximativ 15 km / s sau 50 mii km / h. Inutil să spun că experții francezi, care au ratat abordarea propriului lor obiect mare, își mușcă coatele mult timp după această poveste. Acest incident nu s-a transformat într-un scandal internațional major, deoarece ambele obiecte care se ciocneau în spațiu erau de origine franceză.
De aceea, problema cu resturile spațiale de astăzi nu are nevoie de exagerări suplimentare. Trebuie doar să rețineți faptul că, în ritmul actual, în viitorul apropiat, o parte semnificativă a orbitei terestre nu va fi cel mai sigur loc pentru navele spațiale. Realizând acest lucru, cercetătorul Jonathan Missel, care se află la Universitatea Agricolă din Texas, consideră că toate metodele existente de curățare a resturilor spațiale au cel puțin una dintre cele două boli comune. Fie că implică îndeplinirea misiunilor „O bucată de resturi spațiale - un singur scavenger” (care este foarte scump), fie implică crearea de tehnologii, care vor dura mai mult de un deceniu pentru a se regla fin. Între timp, numărul victimelor resturilor spațiale este în creștere.
Realizând acest lucru, Jonathan Missel propune să actualizeze conceptul One Piece of Space Junk - One Scavenger la reutilizabil. TAMU Space Sweeper cu satelitul Sling-Sat, pe care el și colegii săi l-au dezvoltat, este echipat cu „brațe” personalizabile speciale. Un astfel de satelit, după apropierea sa de resturile spațiale, îl captează cu un manipulator special. În același timp, datorită diferiților vectori de mișcare, Sling-Sat începe să se rotească, dar datorită înclinației reglabile și a lungimii „brațelor”, această manevră este complet controlată, ceea ce permite, rotirea ca o minge de fotbal, semnificativ schimba-și propria traiectorie, trimițând un „satelit de prindere” către urmatoarele piese resturi spațiale.
În momentul în care satelitul se află pe traiectoria către al doilea obiect spațial, primul element al resturilor spațiale este eliberat de acesta în timpul rotației. Mai mult, acest lucru se va întâmpla într-un astfel de unghi încât un eșantion de resturi spațiale este garantat să se prăbușească în atmosfera planetei noastre, arzând în ea. După ce a ajuns la cel de-al doilea obiect al resturilor spațiale, acest satelit va repeta operația făcută și o va face de fiecare dată, primind în același timp o încărcare suplimentară de energie cinetică din resturile spațiale și, în același timp, trimitând-o înapoi pe Pământ pe planeta care a dat ridică-te la el.
Este demn de remarcat faptul că acest concept amintește într-o oarecare măsură de metoda vechilor jumperi greci, care făceau acest lucru cu căderea ganterelor (pentru o accelerație suplimentară). Este adevărat, în acest caz particular, obiectele de resturi spațiale vor trebui să fie prinse și aruncate din mers, dacă TAMU Space Sweeper va face față acestui lucru este o întrebare deschisă.
Măturător spațial TAMU
Simularea efectuată pe computer arată că schema propusă are o eficiență teoretică ridicată a combustibilului. Și acest lucru este de înțeles: în cazul unui "satelit de curea", energia ar trebui să fie luată din bucăți de sateliți și rachete deja accelerate la prima viteză cosmică și nu din combustibilul care ar trebui livrat gunoiului nostru colecționar de pe Pământ.
Desigur, conceptul prezentat de Missel are unele blocaje. Este demn de remarcat faptul că niciuna dintre bucățile de resturi spațiale, în mod natural, nu este potrivită pentru o capcană de manipulare și, cel mai important, pentru accelerații mari în timpul rotației intense. În cazul în care piesa este prea mare și grea, energia ei în timpul rotației poate fi suficientă pentru a se distruge singură, precum și manipulatorul. În același timp, este puțin probabil ca crearea unui număr mare de altele în locul unui obiect de resturi spațiale să ducă la o îmbunătățire a situației din spațiu pe orbite joase ale Pământului. În același timp, desigur, ideea este văzută ca fiind interesantă, iar în cazul implementării tehnice adecvate - eficientă.
