Padomju Savienība 1957. gadā palaida kosmosā pirmo mākslīgo Zemes pavadoni, tādējādi atklājot jaunu laikmetu cilvēces vēsturē - kosmosa izpētes laikmetu. Pēdējo 50 gadu laikā kopš tā laika cilvēks ir nosūtījis kosmosā milzīgu satelītu, raķešu, zinātnisko staciju klāstu. Tas viss noveda pie sistemātiskas kosmosa piesārņošanas ap mūsu planētu. Saskaņā ar NASA informāciju 2011. gada jūlijā ap Zemi “griežas” 16 094 mākslīgas izcelsmes objekti, tostarp 3396 funkcionējoši un jau neizdevušies pavadoņi, kā arī 12 698 pastiprinātāju bloki, nesējraķešu posmi un to atlūzas. Prezentētajā dokumentā teikts, ka mākslīgās izcelsmes objektu skaita ziņā zemas zemes orbītā pirmajā vietā ir Krievija - 6075 objekti, no kuriem 4667 ir kosmosa atlūzas, kam seko ASV, Ķīna, Francija, Indija un Japāna.
Zemu Zemes orbītā esošo gružu izmēri ir diezgan dažādi, sākot no mikrodaļiņām līdz skolas autobusa izmēram. To pašu var teikt par šo atkritumu masu. Lieli fragmenti var svērt līdz 6 tonnām, bet mazās daļiņas sver tikai dažus gramus. Visi šie objekti pārvietojas kosmosā dažādās orbītās un ar dažādu ātrumu: no 10 tūkstošiem km / h līdz 25 tūkstošiem km / h. Turklāt šādu kosmosa atlūzu gabalu sadursmes gadījumā viens ar otru vai ar jebkuru satelītu, kas pārvietojas pretējos virzienos, to ātrums var sasniegt 50 tūkstošus km / h.
Saskaņā ar Krievijas Zinātņu akadēmijas Astronomijas pētniecības institūta vecākā pētnieka Aleksandra Bagrova teikto, šodien veidojas paradoksāla situācija. Jo vairāk cilvēku izlaiž kosmosā transportlīdzekļus, jo mazāk tie kļūst piemēroti lietošanai. Kosmosa kuģi katru gadu neizdodas ar apskaužamu regularitāti, kā rezultātā atkritumu daudzums Zemes orbītā katru gadu palielinās par 4%. Pašlaik Zemes orbītā rotē līdz 150 tūkstošiem dažādu objektu, kuru izmērs ir no 1 līdz 10 cm, bet daļiņas, kuru izmērs ir mazāks par 1 cm diametrā, ir vienkārši miljoni. Tajā pašā laikā, ja zemās orbītās līdz 400 km kosmosa atlūzas palēnina planētas atmosfēras augšējie slāņi un pēc noteikta laika nokrīt uz Zemes, tad tās var atrasties ģeostacionārās orbītās bezgalīgi ilgu laiku. laiks.
Raķešu pastiprinātāji, ko izmanto satelītu palaišanai Zemes orbītā, veicina kosmosa atlūzu pieaugumu. Tvertnēs paliek apmēram 5-10% degvielas, kas ir ļoti gaistoša un viegli pārvēršas tvaikos, kas bieži noved pie diezgan spēcīgiem sprādzieniem. Pēc vairākiem gadiem kosmosā savu laiku nokalpojušās raķešu pakāpes eksplodē gabalos, izkaisot ap sevi sava veida mazu šķembu "šrapneli". Pēdējo gadu laikā Zemes tuvumā ir reģistrēti aptuveni 182 šādi sprādzieni. Tātad tikai viens Indijas raķetes posma sprādziens izraisīja 300 lielu gružu veidošanos vienlaikus, kā arī neskaitāmus daudzumus mazāku, bet ne mazāk bīstamu kosmosa objektu. Šodien pasaulē jau ir pirmie kosmosa atlūzu upuri.
Tātad 1996. gada jūlijā aptuveni 660 km augstumā. franču satelīts sadūrās ar Francijas nesējraķetes Arian 3. posma fragmentu, kas kosmosā tika palaists daudz agrāk. Relatīvais ātrums sadursmes brīdī bija aptuveni 15 km / s jeb 50 tūkstoši km / h. Lieki piebilst, ka franču eksperti, kuri palaida garām sava lielā priekšmeta pieeju, pēc šī stāsta ilgi kož elkoņos. Šis incidents neizvērsās par lielu starptautisku skandālu, jo abi kosmosā sadurstošie objekti bija franču izcelsmes.
Tāpēc mūsdienu kosmosa atkritumu problēmai nav nepieciešams pārspīlēt. Jums vienkārši jāpatur prātā fakts, ka pašreizējā tempā tuvākajā nākotnē ievērojama daļa no Zemes orbītas nebūs drošākā vieta kosmosa kuģiem. To apzinoties, pētnieks Džonatans Mišels, kurš ir Teksasas Lauksaimniecības universitātē, uzskata, ka visām esošajām kosmosa atkritumu tīrīšanas metodēm ir vismaz viena no divām izplatītākajām slimībām. Tie vai nu ietver misiju "Viens kosmosa atkritumu gabals - viens tīrītājs" (kas ir ļoti dārgi), vai arī nozīmē tehnoloģiju radīšanu, kuru precizēšana prasīs vairāk nekā desmit gadus. Tikmēr kosmosa atlūzu upuru skaits tikai pieaug.
To saprotot, Džonatans Mišels ierosina uzlabot One Piece of Space Junk - One Scavenger koncepciju uz atkārtoti lietojamu. TAMU kosmosa slaucītājs ar Sling-Sat satelītu, ko viņš un viņa kolēģi ir izstrādājuši, ir aprīkots ar īpašām pielāgojamām "rokām". Šāds pavadonis pēc pieejas kosmosa atlūzām to uztver ar īpašu manipulatoru. Tajā pašā laikā dažādu kustību vektoru dēļ Sling-Sat sāk griezties, taču, pateicoties regulējamajam slīpumam un "roku" garumam, šis manevrs tiek pilnībā kontrolēts, kas ļauj, rotējot kā futbola bumbai, jēgpilni mainīt savu trajektoriju, nosūtot "sling satelītu" uz nākamajiem kosmosa atlūzu gabaliem.
Brīdī, kad satelīts atrodas trajektorijā pret otru kosmosa objektu, rotācijas laikā tas atbrīvo pirmo kosmosa atlūzu elementu. Turklāt tas notiks tādā leņķī, ka tiek garantēts, ka kosmosa atlūzu paraugs iekritīs mūsu planētas atmosfērā, tajā degot. Sasniedzis otro kosmosa atlūzu objektu, šis satelīts atkārtos veikto darbību un darīs to katru reizi, vienlaikus saņemot no kinētiskās enerģijas papildu lādiņu no kosmosa atlūzām un vienlaikus nosūtot to atpakaļ uz Zemi uz planētu, kas deva pacelties uz to.
Ir vērts atzīmēt, ka šis jēdziens nedaudz atgādina seno grieķu tāllēcēju metodi, kuri to darīja, nometot hanteles (papildu paātrināšanai). Tiesa, šajā konkrētajā gadījumā kosmosa atkritumu priekšmeti būs jānoķer un jāmet lidojumā, vai TAMU Space Sweeper ar to tiks galā, ir atklāts jautājums.
TAMU kosmosa slaucītājs
Veiktā datorsimulācija parāda, ka piedāvātajai shēmai ir augsta teorētiskā degvielas efektivitāte. Un tas ir saprotams: "slinga satelīta" gadījumā enerģiju vajadzētu ņemt no satelītu gabaliem un raķetēm, kas jau ir paātrinātas līdz 1. kosmiskajam ātrumam, nevis no degvielas, kas būtu jānogādā mūsu atkritumos savācējs no Zemes.
Protams, Missel piedāvātajai koncepcijai ir daži vājās vietas. Ir vērts atzīmēt, ka neviens no kosmosa atlūzu gabaliem, protams, nav piemērots manipulatoru slazdam un, pats galvenais, lieliem paātrinājumiem intensīvas rotācijas laikā. Gadījumā, ja gabals ir pārāk liels un smags, tā enerģija rotācijas laikā var būt pietiekama, lai iznīcinātu sevi, kā arī manipulatoru. Tajā pašā laikā liela skaita citu radīšana viena kosmosa atlūzu objekta vietā, visticamāk, neradīs uzlabojumus kosmosā zemās Zemes orbītās. Tajā pašā laikā, protams, ideja tiek uzskatīta par interesantu, un adekvātas tehniskās īstenošanas gadījumā - efektīva.
