1957 metais Sovietų Sąjunga į kosmosą paleido pirmąjį dirbtinį Žemės palydovą, taip atverdama naują erą žmonijos istorijoje - kosminių tyrimų erą. Per pastaruosius 50 metų nuo to laiko žmogus į kosmosą pasiuntė didžiulę palydovų, raketų, mokslinių stočių įvairovę. Visa tai lėmė sistemingą mūsų planetos kosmoso taršą. Remiantis NASA informacija, 2011 m. Liepos mėn. Aplink Žemę „sukosi“16 094 dirbtinės kilmės objektai, įskaitant 3 396 veikiančius ir jau sugedusius palydovus, taip pat 12 698 stiprintuvų blokus, išleistas nešančiųjų raketų pakopas ir jų nuolaužas. Pateiktame dokumente teigiama, kad pagal dirbtinės kilmės objektų skaičių žemos žemės orbitoje Rusija yra pirmoje vietoje - 6075 objektai, iš kurių 4667 yra kosminės šiukšlės, po to JAV, Kinija, Prancūzija, Indija ir Japonija.
Žemoje Žemės orbitoje esančių šiukšlių dydis labai skiriasi-nuo mikrodalelių iki mokyklinio autobuso dydžio. Tą patį galima pasakyti apie šių šiukšlių masę. Dideli fragmentai gali sverti iki 6 tonų, o mažos dalelės sveria tik kelis gramus. Visi šie objektai juda erdvėje skirtingomis orbitomis ir skirtingu greičiu: nuo 10 tūkst. Km / h iki 25 tūkst. Km / h. Be to, susidūrus tokiems kosminių šiukšlių gabalėliams tarpusavyje arba su bet kokiu priešinga kryptimi judančiu palydovu, jų greitis gali siekti 50 tūkstančių km / h.
Pasak Rusijos mokslų akademijos Astronomijos tyrimų instituto vyresniojo mokslo darbuotojo Aleksandro Bagrovo, šiandien susidaro paradoksali situacija. Kuo daugiau žmonių paleidžia į kosmosą transporto priemonių, tuo mažiau jos tampa tinkamos naudoti. Erdvėlaiviai kasmet žlunga pavydėtinai reguliariai, todėl šiukšlių kiekis Žemės orbitoje kasmet padidėja 4%. Šiuo metu žemės orbitoje sukasi iki 150 tūkstančių skirtingų objektų, kurių dydis yra nuo 1 iki 10 cm, o dalelės, kurių skersmuo yra mažesnis nei 1 cm, yra tiesiog milijonai. Tuo pačiu metu, jei žemose orbitose iki 400 km kosminės šiukšlės sulėtėja viršutiniuose planetos atmosferos sluoksniuose ir po tam tikro laiko nukrenta į Žemę, tada jos gali būti geostacionariose orbitose be galo ilgą laiką. laikas.
Raketų stiprintuvai, naudojami palydovams paleisti į Žemės orbitą, prisideda prie kosminių šiukšlių padidėjimo. Apie 5–10% degalų lieka jų bakuose, kurie yra labai nepastovūs ir lengvai virsta garais, o tai dažnai sukelia gana galingus sprogimus. Po kelerių metų erdvėje praleisto laiko raketų pakopos sprogsta į gabalus, išsklaidydamos aplink save savotišką mažų fragmentų „skeveldrą“. Per pastaruosius kelerius metus Žemės erdvėje užfiksuota apie 182 tokie sprogimai. Taigi tik vienas Indijos raketos pakopos sprogimas sukėlė 300 didelių šiukšlių vienu metu, taip pat daugybę mažesnių, bet ne mažiau pavojingų kosminių objektų. Šiandien pasaulyje jau yra pirmosios kosminių šiukšlių aukos.
Taigi 1996 metų liepą maždaug 660 km aukštyje. prancūzų palydovas susidūrė su daug anksčiau į kosmosą paleisto nešančiojo prancūzo Arian 3 -osios pakopos fragmentu. Santykinis greitis susidūrimo momentu buvo apie 15 km / s arba 50 tūkstančių km / h. Nereikia nė sakyti, kad prancūzų ekspertai, pasiilgę artėjimo prie savo didelio objekto, po šios istorijos ilgai kandžiojasi alkūnėmis. Šis incidentas nevirto dideliu tarptautiniu skandalu, nes abu kosmose susidūrę objektai buvo prancūzų kilmės.
Štai kodėl šiandieninė kosminių šiukšlių problema nereikalauja papildomo perdėjimo. Tik reikia nepamiršti fakto, kad dabartiniu tempu, artimiausiu metu, nemaža dalis Žemės orbitos nebus saugiausia erdvėlaivių vieta. Tai supratęs mokslininkas Jonathanas Misselis, dirbantis Teksaso žemės ūkio universitete, mano, kad visi esami kosminių šiukšlių valymo būdai turi bent vieną iš dviejų įprastų ligų. Jie arba apima misijų „Vienas kosminių šiukšlių gabalas - vienas šalintojas“vykdymą (tai yra labai brangu), arba reiškia, kad reikia sukurti technologijas, kurių sureguliavimas užtruks daugiau nei dešimtmetį. Tuo tarpu kosminių šiukšlių aukų skaičius tik auga.
Tai supratęs Jonathanas Misselis siūlo atnaujinti „One Piece of Space Junk - One Scavenger“koncepciją į daugkartinio naudojimo. Jo ir jo kolegų sukurtas „TAMU Space Sweeper“su palydovu „Sling-Sat“yra aprūpintas specialiomis pritaikomomis „rankomis“. Toks palydovas, priartėjęs prie kosminių šiukšlių, jį fiksuoja specialiu manipuliatoriumi. Tuo pačiu metu dėl skirtingų judesio vektorių „Sling-Sat“pradeda suktis, tačiau dėl reguliuojamo nuolydžio ir „rankų“ilgio šis manevras yra visiškai kontroliuojamas, o tai leidžia sukti kaip futbolo kamuolys prasmingai pakeisti savo trajektoriją, siunčiant „palydovinį palydovą“į kitas kosminių šiukšlių dalis.
Tuo metu, kai palydovas yra trajektorijoje link antrojo kosminio objekto, sukimosi metu jis išleidžia pirmąjį kosminių šiukšlių elementą. Be to, tai įvyks tokiu kampu, kad kosminių šiukšlių mėginys garantuotai nukris į mūsų planetos atmosferą ir joje degs. Pasiekęs antrąjį kosminių šiukšlių objektą, šis palydovas pakartos atliktą operaciją ir tai padarys kiekvieną kartą, iš kosmoso šiukšlių gaudamas papildomą kinetinės energijos krūvį ir tuo pačiu nusiųsdamas ją atgal į Žemę į planetą, kuri davė pakilti iki jo.
Verta paminėti, kad ši koncepcija šiek tiek primena senovės graikų šuolininkų į tolį metodą, kuris tai padarė numetęs hantelius (papildomam pagreičiui). Tiesa, šiuo konkrečiu atveju kosminių šiukšlių objektai turės būti sugauti ir išmesti skristi, ar „TAMU Space Sweeper“su tuo susidoros - atviras klausimas.
TAMU kosmoso šlavėjas
Atliktas kompiuterinis modeliavimas rodo, kad siūloma schema pasižymi dideliu teoriniu degalų naudojimo efektyvumu. Ir tai suprantama: „pakabinamo palydovo“atveju energija turėtų būti paimta iš palydovų ir raketų, jau pagreitintų iki 1 -ojo kosminio greičio, o ne iš degalų, kuriuos reikėtų pristatyti į mūsų šiukšles. surinkėjas iš Žemės.
Žinoma, „Missel“pateikta koncepcija turi tam tikrų kliūčių. Verta paminėti, kad natūraliai nė viena iš kosminių šiukšlių nėra tinkama manipuliatoriaus spąstams ir, svarbiausia, dideliam pagreičiui intensyvaus sukimosi metu. Jei gabalas yra per didelis ir sunkus, jo energijos sukimosi metu gali pakakti, kad sunaikintų save ir manipuliatorių. Tuo pačiu metu mažai tikėtina, kad vietoj vieno kosminių šiukšlių objekto sukūrus daugybę kitų, situacija kosmose žemose Žemės orbitose pagerės. Tuo pačiu metu, žinoma, idėja vertinama kaip įdomi, o tinkamo techninio įgyvendinimo atveju - efektyvi.
