آیا زباله های فضایی اینقدر خطرناک هستند؟ نظافت مدارها را از کجا شروع کنیم؟ برای حل این مشکل چه مشکلات حقوقی باید حل شود؟ چه پروژه هایی ارائه می شود؟ خبرنگار "RG" در این باره با ولادیمیر آگاپوف ، محقق ارشد در موسسه ریاضیات کاربردی به نام V. I. M. V. کلدیش ، که سازمان اصلی آکادمی علوم روسیه در زمینه مشکل آوار فضایی است.
بنابراین ، قدرتهای پیشرو در فضا ، از جمله در مورد خطر آلودگی فضا ، سرانجام تصمیم گرفتند دست به کار شوند. پیشگامان ژاپنی خواهند بود که چنین سیستم نظافتی را در ماه فوریه آزمایش خواهند کرد. اما آیا واقعاً اینقدر مرتبط است؟ به هر حال ، سالها می گذرد ، صحبت های زیادی در مورد خطر زباله وجود دارد ، اما به طور کلی هیچ حادثه جدی به دلیل آن رخ نداده است. شاید اجازه دهید پرواز کند و نیازی به هزینه زیادی نداشته باشید؟
ولادیمیر آگاپوف: ابتدا بیایید دریابیم که در واقع در مورد چه چیزی صحبت می کنیم. زباله های فضایی چیست؟ به گفته کارشناسان ، بیش از 650 هزار جسم مختلف با اندازه بیش از یک سانتیمتر به دور زمین می چرخند. از این تعداد ، تنها موارد بزرگ در حال حاضر ردیابی می شوند ، بیش از 10 سانتی متر ، که حدود 22 هزار آنها وجود دارد. صدها هزار نفر دیگر "آقای X" ناشناس هستند. اما حتی موارد کوچکتر نیز وجود دارد ، حدود یک میلی متر ، تعداد آنها حدود 3.5 میلیون جسم برآورد شده است.
ناخوشایندترین چیز این است که این آرمادا دائما در حال رشد است. نه تنها به این دلیل که وسایل نقلیه بیشتری به فضا فرستاده می شوند ، که در نهایت نیز به زباله تبدیل می شوند. مشکل این است که "خاک" خود منفعل نیست. به هر حال ، قطعاتی که با سرعت زیاد پرواز می کنند با یکدیگر برخورد می کنند ، از بین می روند و صدها و هزاران شیء جدید را برای سالهای طولانی ایجاد می کنند. تصادفی نیست که ISS و دیگر فضاپیماها از مسیر برخورد احتمالی با گل فضایی با افزایش فرکانس خارج می شوند.
اما هنگامی که آنها در مورد اجتناب از برخورد صحبت می کنند ، ما فقط در مورد قطعات به اندازه کافی بزرگ صحبت می کنیم که به طور مداوم توسط مکان یاب ها و تلسکوپ های خاص ردیابی می شوند. اما مکان یابی بسیار کوچکتر در مدار وجود دارد که هیچ کس نمی تواند آنها را ردیابی کند ، اما در عین حال بسیار خطرناک است. مشخص است که پس از فرود ، ترک های ریز با ابعاد بحرانی در پنجره های جلویی تعدادی فضاپیما آشکار شده است که تقریباً ممکن است فشار فشرده سازی کامل فضاپیما رخ دهد. با درک همه این مشکلات ، نیروهای فضایی اکنون کار خود را در زمینه مبارزه با زباله های فضایی به طرز چشمگیری تشدید کرده اند. در اینجا نباید زمان را هدر داد ، اوضاع را نباید به مرز نزدیک کرد ، وقتی مشکل بیش از حد رسیده و دیگر دیر شده است.
اما ژاپنی ها در حال حاضر آماده هستند تا اولین کسانی باشند که نظافت را شروع می کنند …
ولادیمیر آگاپوف: این کاملا درست نیست. این فقط در مورد آزمایش یکی از گزینه های متعدد است. شکی نیست ، توجه به مشکل مهم است ، اما هنوز هم مهم است. در واقع ، قبل از جدی گرفتن پروژه های بتنی ، لازم است از تمام زباله های فضایی فهرست تهیه کنید. کجا و چه چیزی پرواز می کند ، این اجسام چقدر خطرناک هستند. در حال حاضر ، ما تصویر کاملی نداریم. در مدارهای کم ارتفاع ، تا سه هزار کیلومتر از سطح زمین ، حدود 80 درصد آوار "آویزان" می شوند ، در ارتفاعات بالا و عمدتا زمین ثابت ، که در حدود 36 هزار کیلومتر از زمین بالاتر است ، و در مدارهای بیضوی متوسط - 20 باقی مانده درصد
به نظر می رسد که ما نیاز فوری به مدارهای کم داریم ، جایی که سهم شیر از آوار جمع شده است.اما از طرف دیگر ، مدار زمین ثابت برای ما اهمیت چندانی ندارد - به هر حال ، در حال حاضر حدود 430 وسیله نقلیه در حال کار بر روی آن هستند که هریک ده ها یا حتی صدها میلیون دلار هزینه دارد. به لطف آنها ، ما اینترنت ، تلویزیون ماهواره ای و بسیاری از امکانات دیگر را داریم. و بر خلاف مدارهای کم ، تنها یک زمین ثابت وجود دارد و ما نمی توانیم چنین منبع طبیعی منحصر به فردی را از دست دهیم.
به این معنا که قبل از استفاده از فاضلاب فضایی ، باید در مورد اولویت ها تصمیم گیری کنید؟
ولادیمیر آگاپوف: البته. و اصلاً ضروری نیست که با خاک درشت شروع کنید. ممکن است معلوم شود که در جاهایی پرواز می کند که هیچ دستگاه فعال وجود ندارد. بهتر است در آینده نزدیک چنین قطعاتی را لمس نکنید ، به ویژه اگر با یکدیگر برخورد نکنند. اما تنها مشخص کردن یک گروه خطرناک کافی نیست ، در حال حاضر لازم است در آن بدانید که خطرناک ترین است. یعنی درخت اولویت بسازید. و فقط پس از آن شروع به خرج کردن پول برای تمیز کردن مدارها کنید. در غیر این صورت ، اثر این همه تمیز کردن ناچیز خواهد بود.
یا شاید به موازات آن کشورها باید توافق کنند تا اصلاً زباله نریزند؟ آلودگی را متوقف کنیم؟
ولادیمیر آگاپوف: به ابتکار سازمان ملل متحد ، تعدادی از این اقدامات تدوین شده است که مورد توافق کشورهای مختلف قرار گرفته است. در اینجا ایده های کاملاً آشکاری وجود دارد. به عنوان مثال ، اگر ماهواره یا مرحله موشکی کار کرده باشد ، آنها یا باید از این مدار به مدار پایین تری منتقل شوند ، از آنجا به دلیل کاهش سرعت ، فرود آمده و در جو می سوزند. یا حتی در اقیانوس غرق شوید. این امر در مورد اجسام بزرگ صدق می کند ، اما موارد بسیار کوچکی وجود دارد که هنگام راه اندازی دستگاه ها و در حین کار از هم جدا می شوند - انواع مهره ، پیچ و مهره و غیره. راه حل واضح این است که طرح هایی ایجاد کنید که هیچ چیز از هم جدا نشود.
اما منبع اصلی زباله انفجار در مدار است. دلایل بسیار متفاوت است. بیشتر اوقات ، سوخت باقی مانده منفجر می شود. واقعیت این است که پس از قرار گرفتن ماهواره در مدار ، اجزای سوخت ، از جمله اجزای خود اشتعال ، در مرحله موشک باقی می مانند. تا زمانی که مخازن سالم هستند ، هیچ چیز وحشتناکی رخ نمی دهد ، اما اگر ، به عنوان مثال ، یک میکرومترئوریت از دیوار عبور کند ، یک انفجار رخ می دهد و پله به هزاران قطعه کوچک خرد می شود. بنابراین ، پس از اتمام برنامه پرواز ، توصیه می شود دریچه های مخصوصی را باز کنید تا سوخت باقی مانده به صورت گاز تخلیه شود.
امروزه چه پروژه هایی به منظور حذف زباله های انباشته پیشنهاد می شود؟ روشی که ژاپنی ها آزمایش می کنند چقدر مثر است؟
ولادیمیر آگاپوف: پروژه ژاپنی فرض می کند که یک ماهواره ویژه به مدار پرتاب شده و یک ترال الکترودینامیکی را مستقر می کند. این یک مش فلزی به طول 300 متر ، عرض 30 سانتی متر و ضخامت نخ ها حدود 1 میلی متر است. ترال در مدار حرکت می کند و یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و برخی از بقایای کوچک را به تصویر می کشد. چند ماه دیگر ، "سن" با صید تحت تأثیر میدان مغناطیسی زمین ، مدار خود را تغییر داده و وارد لایه های متراکم جو می شود و در آنجا می سوزد.
این پروژه کاملاً واضح است ، اما س isال این است ، آیا چنین ترالی زباله های زیادی جمع آوری می کند؟ در واقع ، در فضاپیماها ، از مواد زیادی استفاده نمی شود که مغناطیسی شوند ، عمدتا آلیاژهای آلومینیوم غیر مغناطیسی ، فیلم های دی الکتریک مختلف و اخیراً از مواد کامپوزیت استفاده می شود. بسیاری از پروژه های دیگر امروز در حال بررسی هستند. به عنوان مثال ، استفاده از لیزر پیشنهاد می شود. اما این گزینه بلافاصله سوالات زیادی را ایجاد می کند. چگونه می توان پرتو را به سمت یک شیء کوچک که هیچکس نمی بیند نشانه گرفت؟ معلوم نیست. آنها می گویند ما با مرئی مبارزه می کنیم. فرض کنید ، با هدایت پرتو لیزر به سمت آن ، جسم را فشار می دهیم. اما کجا؟ چه کسی می تواند پیش بینی کند که در کجا پرواز می کند اگر از شکل جسم ، جرم و مواد آن مطلع نباشد؟ در نتیجه چنین ضربه ای ، جسم می تواند خطرناک تر شود ، با نوعی دستگاه کار برخورد کند.
به نظر من ، یکی از جالب ترین ایده ها استفاده از سیستم های مختلف ترمز است. به عنوان مثال ، پس از پایان عمر مفید ، ماهواره یک "بادبان" ، "چتر نجات" یا به سادگی یک بالون بزرگ را که با گاز متورم شده است پرتاب می کند.در نتیجه ، مساحت کل ساختار به شدت افزایش می یابد ، که به شدت آن را مهار می کند. این دستگاه به سرعت ارتفاع پرواز را کاهش می دهد ، وارد لایه های متراکم جو می شود و می سوزد.
در فیلم های علمی تخیلی مدتهاست که در مدارها دستکاری کننده های مختلفی فعالیت می کنند که ماهواره ها و سایر تجهیزات را برداشته و نصب می کنند. آیا چنین پروژه هایی در مجموعه دانشمندان وجود دارد؟
ولادیمیر آگاپوف: البته. اما از نظر فنی شاید سخت ترین آنها باشند. از این گذشته ، جرم زباله بزرگ تا چند تن جرم دارد و به صورت پیچیده می چرخد ، قابل کنترل نیست. شتاب فوق العاده ای دارد چگونه می توان آن را گرفت و نه دستکاری کننده و نه خود سفینه فضایی ، که دستکاری کننده روی آن نصب شده است را از بین برد؟ مشکلات فنی پیچیده باید در اینجا حل شود.
3.5 میلیون بقایای فضایی مختلف به دور زمین می چرخند
اما در کنار مشکلات صرفاً علمی و فنی ، مشکلات دیگری نیز وجود دارد. از این گذشته ، به این ترتیب ، می توانید نه تنها زباله ها ، بلکه فضاپیماهای دیگران را ، حتی آنهایی که کار می کنند ، حذف کنید. یعنی در اصل اینها سیستم های دو منظوره - نظامی و نظامی هستند. بنابراین ، یک جنبه حقوقی مهم در مبارزه با زباله های فضایی وجود دارد. از یک سو ، زباله های فضایی در مدار پرواز می کنند ، اما از سوی دیگر ، حتی اجسام "مرده" که منقضی شده اند متعلق به شخصی است. و تلاش یکی از کشورها ، حتی با بهترین نیت ، برای حذف شیء دیگری ، می تواند منجر به درگیری های بسیار جدی شود. این بدان معناست که چنین عملیات باید به صورت هماهنگ با همه شرکت کنندگان انجام شود تا خطرات اضافی ایجاد نشود. جامعه جهانی امروز روی این مسائل کار می کند ، زیرا همه می دانند که هر حرکت ناگهانی می تواند عواقب ناخوشایندی را برای همه به دنبال داشته باشد. به هر حال ، حتی اگر به طور ناگهانی پرواز خود را به فضا متوقف کنیم ، مقدار آوار همچنان افزایش می یابد. برآوردها نشان می دهد که تنها به دلیل برخورد متقابل قطعات در حال پرواز در 20-30 سال ، افزایش آوار در نتیجه فرایندهای طبیعی کاهش سرعت در جو فوقانی و مدار دور شدن ، از میزان تلفات آن فراتر می رود.
مرجع
امروزه مجموع جرم بقایای فضایی در مدار حدود 6700 تن است. چگالی آن در ارتفاعات 800-1000 کیلومتر به حد بحرانی رسیده است. به دلیل برخورد با آن ، احتمال از دست دادن یک فضاپیما برای یک دوره 10-15 ساله در حال حاضر بیشتر از احتمال از دست دادن یک فضاپیما به دلیل خرابی سیستم های پردازنده است. احتمال برخورد دو جسم بزرگ در مدارهای کم به عنوان یک رویداد در 15 سال تخمین زده می شود. حتی 10 سال پیش ، این رقم 4 برابر کمتر بود.
