Что такое космический мусор и почему он беспокоит ученых?
За прошедшие годы различные космические агентства мира запустили в космос бесчисленное количество космических аппаратов. Спутники, вездеходы, шаттлы – список можно продолжить. Но то, что многие из нас не осознают, – это то, что эти транспортные средства часто теряют множество частей и секций, когда они поднимаются в космос, и это становится огромной проблемой.
Но почему именно это? Прежде чем понять, как космический мусор представляет собой угрозу, важно понять, что это такое на самом деле.
Что такое космический мусор?
Космический мусор может быть множеством разных вещей. Выброшенные спутники составляют большую часть космического мусора вокруг Земли, а также обломки аэрокосмических аппаратов, выброшенные во время их спуска.
Эти куски космического мусора могут сильно различаться по размеру. Некоторые куски мусора имеют размер менее полдюйма, размером с пятна краски или осколки металла. На другом конце спектра у вас есть огромные спутники, которые теперь покинули их пользователи, которые остаются на орбите Земли.
Космический мусор существует уже много десятилетий, и с каждым годом на орбиту Земли добавляется все больше. В настоящее время вокруг Земли вращается около 500 000 кусков космического мусора, а еще 100 000 кусков настолько малы, что их невозможно отследить. И это число только увеличивается со временем. Итак, в чем здесь настоящая проблема?
Почему космический мусор – проблема?
Космический мусор содержит множество различных проблем для нас здесь, на Земле. Больше всего беспокоит возможность возникновения цепной реакции (известной как синдром Кесслера). Поскольку обломки, летящие на низкой околоземной орбите (ближе к Земле), имеют скорость около 11 000 км / ч, это делает даже небольшие объекты невероятно опасными.
Если небольшой объект, скажем, который может поместиться в вашей руке, ударится о спутник на низкой скорости околоземной орбиты, спутник будет уничтожен. Это уже происходит несколько раз в год, что вызывает дополнительную озабоченность у ученых и инженеров. Производство спутников обходится в миллионы долларов, а запуск на орбиту Земли также обходится в десятки миллионов долларов. Спутники, которым необходимо выйти на более высокую орбиту, стоят даже дороже для запуска. Поэтому, когда крошечный кусок мусора уничтожает весь спутник, огромное количество времени и денег уходит насмарку.
Если эта проблема продолжит усугубляться с добавлением все большего и большего количества космического мусора, может начаться необратимая цепная реакция. В этой цепочке объекты стираются на более мелкие части, которые затем сталкиваются и уничтожают другие объекты.
Это приведет к тому, что миллиарды более мелких обломков создадут непроницаемую сферу вокруг Земли, через которую люди не смогут пройти. Хотя в этой сфере мусора могут быть места, риск столкновения такого мусора с движущимся кораблем на скорости 11000 км / ч будет невероятно высоким, что сделает каждую миссию опасной.
Поскольку люди оказались в ловушке в созданной ими тюрьме, любые мечты о полетах на Марс и дальше станут практически невозможными. Звучит довольно удручающе, правда? Что ж, могут быть способы избежать этого катастрофического события.
Как можно удалить космический мусор?
В настоящее время на орбите находится бесчисленное количество космического мусора, поэтому на его удаление уйдет много времени. Однако на самом деле не все это нужно удалять, чтобы избежать цепной реакции столкновений. Но, безусловно, необходимо уйти в значительную сумму. Итак, как это можно сделать?
Есть несколько способов удалить космический мусор с орбиты Земли, причем некоторые из них более научно-фантастические, чем другие. Первый из них известен как сход с орбиты. Ретроградные двигательные ожоги могут быть использованы для смещения обломков с орбиты Земли, которые могут быть созданы с помощью небольших ракетных двигателей.
Второй метод удаления космического мусора включает в себя объекты, известные как космические тралы. Они бывают в виде больших шариков из пенопласта или тормозной фольги, которые затем могут сталкиваться с другим, более мелким мусором. Затем можно использовать лазер, расположенный на Земле, чтобы вытолкнуть эти объекты с орбиты. Однако это не совсем лучший метод, который можно было предложить.
Использование космических тралов и наземных лазеров будет представлять угрозу для других работающих на орбите Земли аппаратов, таких как спутники GPS. Ученые и инженеры также до сих пор не усовершенствовали технологию, необходимую для производства и использования этих лазеров, поэтому этот метод все еще находится в области научной фантастики.
Японское агентство аэрокосмических исследований также предложило другой метод удаления космического мусора, который будет включать использование электродинамического троса. Эта привязь представляет собой очень длинный провод, который можно развернуть от привязанного спутника. Затем эти тросы будут использовать электрический ток для снижения скорости космического мусора. У этого мусора больше не будет импульса, необходимого для того, чтобы оставаться на орбите, из-за чего он упадет на Землю и сгорит в атмосфере.
Хотя эти методы звучат многообещающе, удаление космического мусора пока идет не очень хорошо. Ключевой проблемой, с которой сталкиваются ученые и инженеры, являются различные методы, необходимые для удаления мусора разного размера. Удаление мусора размером с яблоко потребует совершенно другого процесса, чем удаление выброшенного спутника. Следовательно, для эффективного удаления космического мусора, вероятно, потребуется несколько методов.
Запуск схемы полного вывоза мусора тоже будет не из дешевых. Разработка и запуск аэрокосмических аппаратов на орбиту уже обходится в сотни миллионов, а иногда и миллиарды долларов, а запуск оборудования для удаления мусора будет столь же дорогостоящим. Вдобавок к этому есть опасения, что оборудование для удаления мусора может использоваться как противоспутниковое оружие, что может стать огромной проблемой, как политически, так и технологически, на Земле.
Короче говоря, разработать и внедрить успешную схему вывоза мусора будет непросто, учитывая, сколько затрат и рисков сопряжено с этим. Но правительства во всем мире все еще работают над поиском жизнеспособного и реалистичного решения.
Урок того, как мы относимся к доступным нам пространствам
Учитывая, насколько невообразимо большое пространство, легко понять, почему человечество начало рассматривать его как легкую свалку. Но постоянное использование земной орбиты в качестве свалки уже вызывает серьезную озабоченность.
Вы можете подумать, что эта история слишком похожа на историю о том, как люди относятся к планете, и вы не ошибетесь. Мы можем только надеяться, что человечество начнет рассматривать окружающие нас пространства как священные, а не одноразовые.