Hvad er rumaffald?
Rumaffald refererer til alle kunstige genstande og deres
I nogle tilfælde store eller indeholdendeom bord, farlige (nukleare, giftige osv.) materialer, genstande fra rumaffald kan udgøre en direkte fare for Jorden - med deres ukontrollerede deorbiterende, ufuldstændige forbrænding, når de passerer gennem tætte lag af jordens atmosfære og falder snavs på bosættelser, industrielle faciliteter, transportkommunikation.
Problemet med forurening af nær-jordens rumrum-"rumaffald" som et rent teoretisk begreb opstod i det væsentlige umiddelbart efter opsendelserne af de første kunstige jordsatellitter i slutningen af 50'erne.
Det fik officiel status på internationalt plan efter rapporten fra FN's generalsekretær med titlen "The Impact of Space Activities on the Environment" den 10. december 1993.
Hvad består den af?
I øjeblikket, i regionen med lav nær-Jordenkredsløb (LEO) op til højder på omkring 2.000 km, er der ifølge forskellige skøn omkring 220 tusind (300 tusind ifølge FN's kontor for ydre rum, oktober 2009) menneskeskabte objekter med en samlet masse på op til 5.000 tons.
På baggrund af statistiske skøn konkluderes det, at det samlede antal af sådanne objekter med en diameter på mere end 1 cm er temmelig usikker og kan nå 60-100 tusind.
Kun en lille del af dem (ca. 10 %) vardetekteret, sporet og katalogiseret ved hjælp af jordbaseret radar og optiske midler. For eksempel indeholdt US Strategic Command-kataloget fra 2013 16.600 genstande (for det meste større end 10 cm), hvoraf de fleste blev skabt af USSR, USA og Kina.
Russisk katalog, GIAT'er ASPOS OKP (TsNIIMash),indeholdt i august 2014 15,8 tusind genstande fra rumaffald, og i alt var der mere end 17,1 tusind objekter (inklusive betjeningssatellitter) i kredsløb omkring jorden, en kollision med hvilket som helst vil føre til fuldstændig ødelæggelse af rumfartøjet.
Cirka 6% af de overvågede objekter er aktive;ca. 22% af faciliteterne ophørte med at fungere; 17% er brugt på de øverste etaper og boostere af affyringsbiler, og ca. 55% er affald, teknologiske elementer forbundet med affyringer og affald fra eksplosioner og fragmentering.
De fleste af disse objekter er i baner med høj hældning, hvis fly skærer hinanden, så den gennemsnitlige relative hastighed for deres indbyrdes passage er omkring 10 km/s.
På grund af den enorme forsyning af kinetisk energien kollision mellem et af disse objekter og et aktivt rumfartøj kan beskadige det eller endda deaktivere det. Et eksempel er den første kollision af kunstige satellitter: Kosmos-2251 og Iridium 33, der fandt sted den 10. februar 2009; som et resultat kollapsede begge satellitter fuldstændigt og dannede over 600 snavs.
De mest forurenede områder er de omkring kredsløbene omkring Jorden, som oftest bruges til drift af rumfartøjer. Disse er LEO, geostationær bane (GSO) og solsynkron kredsløb (SSO).
Computermodel af fordelingen af rumgenstande i det nærmeste jordrum, ifølge NASAs beskrivelse, er 95% af dem snavs
Hvorfor er rumaffald farligt?
Store genstande placeret ved lavnær jorden baner, langsomt langsomt og efter et stykke tid komme ind i atmosfæren. Nogle af deres fragmenter når planetens overflade. Små genstande fra rumaffald falder næsten tæt på atmosfærens tætte lag hver dag, mens større genstande - flere gange om måneden. Ifølge NASAs Nicholas Johnson når fragmenter af satellitter eller raketter overfladen næsten hvert år.
- Objektets fald WT1190F
Den 13. november 2015 blev en af defragmenter af en raket, der tidligere deltog i måneprogrammet. Et fragment med en størrelse på 1-2 m og en densitet på 0,1 g/cm³ kom ind i atmosfæren i området i Det Indiske Ocean cirka 60 km fra Sri Lankas kyst.
Ifølge nogle meninger var dette den førsteet registreret tilfælde af rumaffald, der vender tilbage til Jorden fra en høj elliptisk bane, hvis apogee er ca. 2 gange afstanden fra Månen til Jorden. Objekt WT1190F trådte ind i Jordens atmosfære den 13. november, hvor det brændte op sikkert.
- Affald asteroide
Ifølge videnskabsmænd bevæger et himmellegeme sig mod Jorden,af jordisk oprindelse. Forskere fra US National Space Agency bemærker, at et himmellegeme af kunstig oprindelse vil nærme sig Jorden i en afstand svarende til 10 % af afstanden fra Jorden til Månen. Dette blev kendt i begyndelsen af februar 2021.
US National Aerospace Agencygenkendte "asteroiden" som et fragment af Centaur løfteraket fra Surveyor 2-missionen. Rumaffald blev en kunstig satellit på vores planet, fanget af tyngdekraften. Forskere, der har udført modellering, fandt ud af, at raketfragmentet snart vil forlade jordens kredsløb, hvilket gør en ekstrem tæt tilgang.
Det er værd at bemærke, at den kunstige asteroide har flyvet i rummet i lang tid, siden Surveyor 2 blev lanceret i 1966. Forskere har endnu ikke fundet ud af, om dette faktisk er tilfældet.
Metoder til oprydning og destruktion af rumaffald
Effektive praktiske foranstaltninger til ødelæggelserumaffald i baner på mere end 600 km (hvor den rensende effekt af opbremsning på atmosfæren ikke påvirker) er endnu ikke udviklet på det nuværende niveau af teknologisk udvikling af menneskeheden.
Satellitprojekter blev også overvejet,fordamper affald med en kraftig laserstråle eller ændrer deres kredsløb med ionstråler, hvilket skulle bremse affaldet for deres indtræden i atmosfæren med delvis eller fuldstændig forbrænding i den eller, i tilfælde af enheder i geostationær kredsløb, bringe dem ind i en begravelse kredsløb, eller jordbaserede lasere (laserkost), eller en enhed, der vil indsamle affald til videre behandling.
Samtidig er relevansen af opgaven med at sikrerumfartes sikkerhed under forhold med teknogen forurening af nær-jord-rummet (OKP) og reduktion af fare for objekter på Jorden i tilfælde af ukontrolleret indgang af rumgenstande i de tætte lag i atmosfæren og deres fald til Jorden vokser hurtigt.
Internationalt samarbejde for at løse problemet med "rumaffald" udvikler sig inden for følgende prioriterede områder:
- Miljøovervågning af OKP, inklusive området for geostationær bane (GSO): observation af "rumaffald" og vedligeholdelse af et katalog over objekter med "rumaffald".
- Matematisk modellering af "rummetaffald "og oprettelse af internationale informationssystemer til forudsigelse af NCP's affald og dets fare for rumflyvninger samt informationsstøtte om begivenheder med en farlig tilgang af SO'er og deres ukontrollerede indtrængen i de tætte lag af atmosfæren.
- Udvikling af metoder og midler til at beskytte rumfartøjer mod påvirkningen fra højhastighedspartikler af "rumaffald".
- Udvikling og implementering af tiltag, der har til formål at reducere forurening af affaldsområdet.
Søgning og sporing af rumaffald
Der er mange værktøjer til at overvåge kredsløb nær Jorden for at søge efter objekter i den. De kan opdeles i radar og optisk.
Detektion af orbitale objekter kan også væreyderligere funktion af universelle værktøjer til rumudforskning eller forsvarssystemer. Der er en række specialiserede værktøjer.
USSR og USA skabte kraftfulde rumsporingsværktøjer. Der findes også en række specialiserede instrumenter i Europa og andre lande.
En række nationale programmer til sporing af objekter i nærheden af jorden og begrænsning af rumaffald er i drift. Inter-Agency Space Debris Coordination Committee blev oprettet for at koordinere deres aktiviteter.
- Jodmotor
En lille, men potentielt nyttig nyskabelse kunne hjælpe med at rense himlen for rumaffald: den ville gøre det muligt for små satellitter at billigt og nemt selvdestruere ved slutningen af deres mission.
Teknologien bruger et nyt brændstof - jod - inden elektrisk motor, der styrer satellitens højde over Jorden. Jod er billigere og bruger enklere teknologier end traditionelle brændstoffer. I modsætning til mange traditionelle raketbrændstoffer er jod giftfri og forbliver fast ved stuetemperatur og tryk. Dette gør det lettere og billigere at arbejde på jorden.
Når det opvarmes, bliver det til gas uden at passeregennem væskefasen, hvilket gør den ideel til et simpelt fremdrivningssystem. Derudover er det tættere end traditionelt brændstof, så det optager mindre plads om bord på satellitten.
- Rumskibs affaldssamler
Russiske videnskabsmænd har foreslået at rydde jordens lave kredsløb om Jorden ved hjælp af et rumfartøj. Der er specielle moduler med motorer ombord.
Disse moduler vil blive knyttet til objekterrumaffald og flyt dem væk. Hvad angår geostationær bane, ville den foretrukne måde at rydde den på være at slæbe et rumfartøj, siger videnskabsmænd.
Dens opgave er at transportere rumaffaldsgenstande til "ødelæggelsesbanen" (600 km høj, hvor objekter gradvist ødelægges fra deceleration mod atmosfæren).
Forsamlingsrumfartøj foreslåethold til at rydde op i kredsløb nær Jorden, har en længde på 11,5 m, en diameter på 3 m og en vægt på lidt over 4 tons. En sådan samler kan bære fra 8 til 12 moduler med motorer om bord.
For at flytte faserne af et passagerskib kræves der fra 50 til 70 kg brændstof for at transportere et Zenit-2-trin, der vejer 9 tons - omkring 350. Den samlede vægt af en sådan samler ved starten vil være fra 8 til 12 tons.
Moderne acceleratorer kan let udlede sådanfragt til enhver bane op til 1000 km. Når samleren løber tør for moduler, vil den slutte sig til den sidste fase af booster, flytte med den til den øvre atmosfære og brænde op.
- Japansk opstart til rengøring af affald
Den japanske opstart planlægger at lancere enheder, der finder og fjerner rumaffald fra marts 2021. Hvis alt går godt, sender de en fuldgyldig mission.
Den japanske startup Astroscale sendte sit ELSA-d rumfartøj til Baikonur Cosmodrome i Kasakhstan. Der vil ingeniører integrere den med Soyuz-raketten, der er planlagt til at opsendes i marts 2021.
Virksomheden bemærkede, at dette er den vigtigste flyvning fordem, da dette er den første demonstration af virksomhedens affaldsreduktionsteknologi - en af de vigtigste udfordringer for at sikre bæredygtigheden af rumaktiviteter.
Den lille enhed vil demonstrere nøgleteknologier: målretning, som vil hjælpe med at lokalisere affald ved hjælp af en GPS-baseret målretningssensor.
Disse data vil blive brugt af en såkaldt "service" -satellit, som kan opfange et stykke rumaffald.
Læs mere
Se på et billede på 8 billioner pixel af Mars
Forskere har udviklet en erstatning for relativitetsteorien. Hvad er essensen af "teorien om alt"?
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder