در سال 1957 ، اتحاد جماهیر شوروی اولین ماهواره مصنوعی زمین را به فضا فرستاد و بدین ترتیب دوران جدیدی در تاریخ بشریت - عصر اکتشافات فضایی - گشود. طی 50 سال گذشته از آن زمان ، انسان انواع زیادی از ماهواره ها ، موشک ها ، ایستگاه های علمی را به فضا فرستاده است. همه اینها منجر به آلودگی سیستماتیک فضای بیرونی در اطراف سیاره ما شد. بر اساس اطلاعات ناسا ، تا ژوئیه 2011 ، 16 094 شی با منشاء مصنوعی در سراسر زمین "شامل 3 396 ماهواره فعال و از کار افتاده ، و همچنین 12 698 بلوک تقویت کننده" ، مراحل پرتاب وسایل نقلیه و بقایای آنها را طی کردند. در سند ارائه شده آمده است که از نظر تعداد اجسام منشاء مصنوعی در مدار زمین کم ، روسیه در رتبه اول قرار دارد - 6075 شی ، از این تعداد 4667 بقایای فضایی است ، و پس از آن ایالات متحده ، چین ، فرانسه ، هند و ژاپن قرار دارند. به
اندازه آوارهایی که در مدار زمین قرار دارند بسیار متفاوت است ، از ریز ذرات گرفته تا اندازه اتوبوس مدرسه. همین را می توان در مورد توده این زباله ها نیز گفت. قطعات بزرگ می توانند تا 6 تن وزن داشته باشند ، در حالی که وزن ذرات کوچک تنها چند گرم است. همه این اجسام در مدارهای مختلف و با سرعت های مختلف در فضا حرکت می کنند: از 10 هزار کیلومتر در ساعت تا 25 هزار کیلومتر در ساعت. علاوه بر این ، در صورت برخورد چنین قطعات زباله فضایی با یکدیگر یا با هر ماهواره ای که در جهت مخالف حرکت می کند ، سرعت آنها می تواند به 50 هزار کیلومتر در ساعت برسد.
به گفته الکساندر باگروف ، محقق ارشد در موسسه تحقیقاتی نجوم آکادمی علوم روسیه ، امروز وضعیتی متناقض در حال ظهور است. هرچه وسایل نقلیه بیشتر بشر به فضا پرتاب شود ، کمتر برای استفاده مناسب می شود. فضاپیماها هر سال با نظم قابل رشکی شکست می خورند ، نتیجه آن این است که میزان آوار در مدار زمین سالانه 4 درصد افزایش می یابد. در حال حاضر ، تا 150 هزار جسم مختلف با اندازه های 1 تا 10 سانتیمتر در مدار زمین می چرخند ، در حالی که ذرات ، که اندازه آنها کمتر از 1 سانتیمتر قطر دارد ، میلیون ها هستند. در عین حال ، اگر در مدارهای کم تا 400 کیلومتر ، زباله های فضایی توسط لایه های بالایی جو سیاره کند شده و پس از مدت زمان معینی به زمین بیفتد ، می تواند برای مدتی بی نهایت در مدارهای زمین ثابت قرار گیرد. زمان.
تقویت کننده های موشک ، که برای پرتاب ماهواره ها به مدار زمین استفاده می شوند ، در افزایش زباله های فضایی نقش دارند. حدود 5-10 درصد سوخت در مخازن آنها باقی می ماند ، که بسیار فرار است و به راحتی به بخار تبدیل می شود ، که اغلب منجر به انفجارهای بسیار قوی می شود. پس از چندین سال اقامت در فضا ، مراحل موشکی که زمان خود را سپری کرده اند منفجر می شوند و نوعی "ترکش" از قطعات کوچک را در اطراف خود پراکنده می کنند. طی چند سال گذشته ، حدود 182 انفجار از این دست در فضای نزدیک زمین ثبت شده است. بنابراین تنها یک انفجار در مرحله ای از یک موشک هندی باعث تشکیل 300 بقایای بزرگ به طور همزمان و تعداد بی شماری اجسام فضایی کوچکتر اما نه کمتر خطرناک شد. امروزه جهان اولین قربانیان زباله های فضایی را دارد.
بنابراین در جولای 1996 در ارتفاع حدود 660 کیلومتر. ماهواره فرانسوی با قطعه ای از مرحله سوم ماشین پرتاب فرانسوی Arian برخورد کرد که خیلی زودتر به فضا پرتاب شد.سرعت نسبی در لحظه برخورد حدود 15 کیلومتر در ثانیه یا 50 هزار کیلومتر در ساعت بود. نیازی به گفتن نیست که کارشناسان فرانسوی که نزدیک شدن به شیء بزرگ خود را از دست داده بودند ، پس از این داستان آرنج خود را برای مدت طولانی گاز گرفتند. این حادثه به یک رسوایی بزرگ بین المللی تبدیل نشد ، زیرا هر دو شیء که در فضا برخورد می کردند منشاء فرانسوی داشتند.
به همین دلیل است که مشکل زباله های فضایی امروز نیازی به اغراق اضافی ندارد. فقط باید این واقعیت را در نظر داشته باشید که با سرعت فعلی ، در آینده ای نزدیک ، بخش قابل توجهی از مدار زمین امن ترین مکان برای فضاپیماها نخواهد بود. با درک این موضوع ، محقق جاناتان میسل ، که در دانشگاه کشاورزی تگزاس است ، معتقد است که همه روشهای موجود برای پاکسازی زباله های فضایی حداقل یکی از دو بیماری رایج را دارند. آنها یا شامل انجام مأموریت های "یک تکه زباله فضایی - یک رفتگر" (که بسیار گران است) می شوند ، یا متضمن ایجاد فناوری هایی هستند که تنظیم دقیق آنها بیش از یک دهه طول می کشد. در همین حال ، تعداد قربانیان آوار فضایی فقط در حال افزایش است.
با درک این موضوع ، جاناتان میسل پیشنهاد می کند مفهوم One Piece of Space Junk - One Scavenger را به منظور استفاده مجدد ارتقا دهد. رفتگر فضایی TAMU با ماهواره Sling-Sat ، که او و همکارانش توسعه داده اند ، مجهز به "بازوهای" قابل تنظیم ویژه است. چنین ماهواره ای ، پس از نزدیک شدن به زباله های فضایی ، آن را با یک دستکاری کننده ویژه ضبط می کند. در عین حال ، به دلیل بردارهای مختلف حرکت ، Sling-Sat شروع به چرخش می کند ، اما به لطف شیب قابل تنظیم و طول "بازوها" ، این مانور کاملاً کنترل می شود ، که به شما امکان می دهد مانند یک توپ فوتبال بطور معنی داری بچرخید. تغییر مسیر خود ، ارسال یک "ماهواره زنجیره ای" به سمت قطعات بعدی زباله های فضایی.
در لحظه ای که ماهواره در مسیر دومین شیء فضایی قرار دارد ، اولین عنصر زباله های فضایی در حین چرخش توسط آن آزاد می شود. علاوه بر این ، این امر در چنین زاویه ای اتفاق می افتد که نمونه ای از بقایای فضایی تضمین می شود که به جو سیاره ما برخورد کرده و در آن می سوزد. این ماهواره پس از رسیدن به دومین جرم بقایای فضایی ، عملیات انجام شده را تکرار می کند و این کار را هر بار انجام می دهد ، در حالی که انرژی اضافی جنبشی را از زباله های فضایی دریافت می کند و در همان زمان ، آن را به زمین به سیاره ای که فرستاده است ارسال می کند. به آن برسد
شایان ذکر است که این مفهوم تا حدودی یادآور روش پرش کنندگان بلند یونان باستان است که این کار را با انداختن دمبل (برای شتاب بیشتر) انجام دادند. درست است ، در این مورد خاص ، اجسام زباله های فضایی باید گرفته و به پرواز درآیند ، این که آیا رفتگر فضایی TAMU با این مسئله کنار می آید ، یک سوال باز است.
رفتگر فضایی TAMU
شبیه سازی کامپیوتری انجام شده نشان می دهد که طرح پیشنهادی دارای کارایی سوخت نظری بالایی است. و این قابل درک است: در مورد "ماهواره زنجیر" ، انرژی از قطعات ماهواره ها و موشک هایی که قبلاً به سرعت اول کیهانی شتاب گرفته اند گرفته می شود ، و نه از سوختی که باید به زباله های ما تحویل داده شود. جمع کننده از زمین
البته مفهوم ارائه شده توسط میسل دارای تنگناهایی است. شایان ذکر است که هیچ یک از تکه های زباله فضایی ، به طور طبیعی ، برای یک تله دستکاری کننده و مهمتر از همه ، برای شتاب زیاد در هنگام چرخش شدید مناسب نیست. در صورتی که قطعه بیش از حد بزرگ و سنگین باشد ، ممکن است انرژی آن در حین چرخش برای از بین بردن خود و همچنین دستکاری کننده کافی باشد. در عین حال ، ایجاد تعداد زیادی دیگر به جای یک شیء از زباله های فضایی بعید است که منجر به بهبود وضعیت فضا در مدارهای پایین زمین شود.البته در عین حال ، این ایده جالب توجه است و در صورت اجرای فنی کافی - مثر است.
