Was ist Weltraummüll?
Als Weltraummüll werden alle künstlichen Objekte und deren Objekte bezeichnet
In einigen Fällen groß oder enthaltendAn Bord gefährlicher (nuklearer, giftiger usw.) Materialien können Objekte von Weltraummüll eine direkte Gefahr für die Erde darstellen - mit ihrer unkontrollierten Umlaufbahn, unvollständigen Verbrennung beim Passieren dichter Schichten der Erdatmosphäre und herabfallenden Trümmern auf Siedlungen , Industrieanlagen, Verkehrskommunikation.
Das Problem der Kontamination des erdnahen WeltraumsWeltraum „Weltraummüll“ als rein theoretisches Konzept entstand im Wesentlichen unmittelbar nach dem Start der ersten künstlichen Erdsatelliten Ende der 50er Jahre.
Den offiziellen Status auf internationaler Ebene erhielt es nach dem Bericht des UN-Generalsekretärs mit dem Titel „Die Auswirkungen von Weltraumaktivitäten auf die Umwelt“ vom 10. Dezember 1993.
Woraus besteht es?
Derzeit im erdnahen BereichUmlaufbahnen (LEO) bis zu einer Höhe von etwa 2.000 km gibt es nach verschiedenen Schätzungen etwa 220.000 (300.000 nach Angaben des UN-Büros für Weltraumfragen, Oktober 2009) von Menschenhand geschaffene Objekte mit einer Gesamtmasse von bis zu 5.000 Tonnen.
Auf der Grundlage statistischer Schätzungen wird der Schluss gezogen, dass die Gesamtzahl solcher Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 1 cm eher ungewiss ist und 60 bis 100.000 erreichen kann.
Nur ein kleiner Teil davon (ca. 10 %) war esmit bodengestütztem Radar und optischen Mitteln erfasst, verfolgt und katalogisiert. Beispielsweise enthielt der Katalog des US Strategic Command im Jahr 2013 16.600 Objekte (meist größer als 10 cm), von denen die meisten von der UdSSR, den USA und China hergestellt wurden.
Russischer Katalog, GIATs ASPOS OKP (TsNIIMash),Im August 2014 befanden sich 15,8 Tausend Objekte aus Weltraummüll. Insgesamt befanden sich mehr als 17,1 Tausend Objekte (einschließlich operierender Satelliten) in erdnahen Umlaufbahnen, deren Kollision zur vollständigen Zerstörung des Raumfahrzeugs führen würde.
Etwa 6% der überwachten Objekte sind aktiv.Etwa 22% der Objekte funktionierten nicht mehr. 17% werden für obere Stufen und Booster von Trägerraketen ausgegeben, und etwa 55% sind Abfälle, technologische Elemente, die mit Starts verbunden sind, und Trümmer von Explosionen und Fragmentierung.
Die meisten dieser Objekte befinden sich auf Umlaufbahnen mit hoher Neigung, deren Ebenen sich schneiden, sodass die durchschnittliche relative Geschwindigkeit ihrer gegenseitigen Durchquerung etwa 10 km/s beträgt.
Aufgrund der enormen kinetischen EnergiereserveEine Kollision eines dieser Objekte mit einem aktiven Raumschiff kann es beschädigen oder sogar deaktivieren. Ein Beispiel ist die erste Kollision künstlicher Satelliten: Kosmos-2251 und Iridium 33, die am 10. Februar 2009 stattfand; Infolgedessen brachen beide Satelliten vollständig zusammen und bildeten über 600 Trümmer.
Die am stärksten kontaminierten Gebiete sind die Umlaufbahnen um die Erde, die am häufigsten für den Betrieb von Raumfahrzeugen verwendet werden. Dies sind LEO, geostationäre Umlaufbahn (GSO) und sonnensynchrone Umlaufbahnen (SSO).
Computermodell der Verteilung von Weltraumobjekten im erdnahen Weltraum, laut NASA-Beschreibung sind 95% davon Trümmer
Warum sind Weltraummüll gefährlich?
Große Objekte befinden sich niedrigVerlangsamen Sie in erdnahen Umlaufbahnen allmählich und treten Sie nach einiger Zeit in die Atmosphäre ein. Einige ihrer Fragmente erreichen die Oberfläche des Planeten. Kleine Objekte von Weltraummüll fallen fast täglich in die dichten Schichten der Atmosphäre, größere Objekte - mehrmals im Monat. Laut Nicholas Johnson (NASA) erreichen fast jedes Jahr Fragmente von Satelliten oder Raketen die Oberfläche.
- Fall des Objekts WT1190F
Am 13. November 2015 wurde einer derFragmente einer Rakete, die zuvor am Mondprogramm teilgenommen hatte. Ein Fragment mit einer Größe von 1–2 m und einer Dichte von 0,1 g/cm³ gelangte in der Region des Indischen Ozeans etwa 60 km von der Küste Sri Lankas entfernt in die Atmosphäre.
Nach einigen Meinungen war dies der ersteEin aufgezeichneter Fall von Weltraummüll, der von einer hohen elliptischen Umlaufbahn zur Erde zurückkehrt, deren Höhepunkt ungefähr das Zweifache der Entfernung vom Mond zur Erde beträgt. Das Objekt WT1190F trat am 13. November in die Erdatmosphäre ein und verbrannte dort sicher.
- Müllasteroid
Laut Wissenschaftlern bewegt sich ein Himmelskörper auf die Erde zu,irdischen Ursprungs. Wissenschaftler der US-amerikanischen National Space Agency stellen fest, dass sich ein Himmelskörper künstlichen Ursprungs der Erde in einer Entfernung nähert, die 10 % der Entfernung von der Erde zum Mond entspricht. Dies wurde Anfang Februar 2021 bekannt.
US-amerikanische Nationale Luft- und Raumfahrtbehördeerkannte den „Asteroiden“ als Fragment der Centaur-Trägerrakete der Surveyor-2-Mission. Weltraummüll wurde zu einem künstlichen Satelliten unseres Planeten, der von der Schwerkraft gefangen wurde. Wissenschaftler haben nach Modellierungen herausgefunden, dass das Raketenfragment bald die Erdumlaufbahn verlassen und sich extrem nahe nähern wird.
Es ist erwähnenswert, dass der künstliche Asteroid seit dem Start von Surveyor 2 im Jahr 1966 schon lange im Weltraum fliegt. Wissenschaftler müssen noch herausfinden, ob dies tatsächlich der Fall ist.
Methoden zur Reinigung und Zerstörung von Weltraummüll
Wirksame praktische Maßnahmen zur ZerstörungWeltraummüll in Umlaufbahnen von mehr als 600 km (wo die reinigende Wirkung des Bremsens auf die Atmosphäre keinen Einfluss hat) ist auf dem aktuellen Stand der technischen Entwicklung der Menschheit noch nicht entwickelt.
Auch Satellitenprojekte wurden berücksichtigt,Verdampfen von Trümmern mit einem leistungsstarken Laserstrahl oder Ändern ihrer Umlaufbahn mit Ionenstrahlen, die die Trümmer für ihren Eintritt in die Atmosphäre mit teilweiser oder vollständiger Verbrennung darin verlangsamen oder, im Fall von Geräten in geostationären Umlaufbahnen, in eine Versenkung befördern sollen Orbit oder bodengestützte Laser (Laserbesen) oder ein Gerät, das Abfall zur weiteren Verarbeitung sammelt.
Gleichzeitig ist die Dringlichkeit der Aufgabe der SicherstellungDie Sicherheit von Raumflügen unter den Bedingungen der technogenen Verschmutzung des erdnahen Weltraums (OKP) und der Verringerung der Gefahr für Objekte auf der Erde bei unkontrolliertem Eindringen von Weltraumobjekten in die dichten Schichten der Atmosphäre und deren Fall auf die Erde nimmt zu schnell.
Die internationale Zusammenarbeit zur Lösung des Problems der "Weltraummüll" entwickelt sich in folgenden vorrangigen Bereichen:
- Umweltüberwachung von OKP, einschließlich des Gebiets der geostationären Umlaufbahn (GSO): Beobachtung von "Weltraummüll" und Pflege eines Katalogs von Objekten mit "Weltraummüll".
- Mathematische Modellierung von "RaumTrümmer "und die Schaffung internationaler Informationssysteme zur Vorhersage der Trümmer der NCP und ihrer Gefahr für Raumflüge sowie Informationsunterstützung für Ereignisse einer gefährlichen Annäherung von SOs und deren unkontrollierten Eintritt in die dichten Schichten der Atmosphäre.
- Entwicklung von Methoden und Mitteln zum Schutz von Raumfahrzeugen vor dem Aufprall von Hochgeschwindigkeitspartikeln aus "Weltraummüll".
- Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen zur Reduzierung der Belastung des Abfallbereichs.
Suche und Verfolgung von Weltraummüll
Es gibt viele Tools zur Überwachung erdnaher Umlaufbahnen, um darin nach Objekten zu suchen. Sie können in Radar und optisch unterteilt werden.
Die Erkennung orbitaler Objekte ist ebenfalls möglichZusatzfunktion universeller Werkzeuge für Weltraumforschung oder Verteidigungssysteme. Es gibt eine Reihe spezialisierter Tools.
Die UdSSR und die USA haben leistungsstarke Tools zur Weltraumverfolgung entwickelt. Auch in Europa und anderen Ländern gibt es eine Reihe spezialisierter Instrumente.
Es gibt eine Reihe nationaler Programme zur Verfolgung erdnaher Objekte und zur Minderung von Weltraummüll. Das interinstitutionelle Koordinierungskomitee für Weltraummüll wurde eingerichtet, um ihre Aktivitäten zu koordinieren.
- Jodmotor
Eine kleine, aber potenziell nützliche Innovation könnte dazu beitragen, den Himmel von Weltraummüll zu befreien: Sie würde es winzigen Satelliten ermöglichen, sich am Ende ihrer Mission kostengünstig und einfach selbst zu zerstören.
Die Technologie verwendet einen neuen Kraftstoff - Jod - inEin Elektromotor, der die Höhe des Satelliten über der Erde steuert. Jod ist billiger und verwendet einfachere Technologien als herkömmliche Kraftstoffe. Im Gegensatz zu vielen herkömmlichen Raketentreibstoffen ist Jod ungiftig und bleibt bei Raumtemperatur und -druck fest. Dies macht es einfacher und billiger, auf der Erde zu arbeiten.
Beim Erhitzen verwandelt es sich in Gas, ohne zu passierendurch die flüssige Phase, was es ideal für ein einfaches Antriebssystem macht. Darüber hinaus ist es dichter als herkömmlicher Kraftstoff, sodass an Bord des Satelliten weniger Platz benötigt wird.
- Raumschiff Müllsammler
Russische Wissenschaftler haben vorgeschlagen, die erdnahe Umlaufbahn der Erde mithilfe eines Raumschiffs zu räumen. Es gibt spezielle Module mit Motoren an Bord.
Diese Module werden an Objekte angehängtWeltraumschrott entfernen und entfernen. Was die geostationäre Umlaufbahn anbelangt, wäre der beste Weg, sie zu räumen, das Schleppen eines Raumfahrzeugs, sagen Wissenschaftler.
Seine Aufgabe ist es, Weltraummüllobjekte in die "Zerstörungsbahn" (600 km hoch, wo Objekte nach und nach durch Bremsen gegen die Atmosphäre zerstört werden) zu transportieren.
Montage eines Raumfahrzeugs vorgeschlagenDas Team zur Säuberung erdnaher Umlaufbahnen hat eine Länge von 11,5 m, einen Durchmesser von 3 m und ein Gewicht von knapp über 4 Tonnen. Ein solcher Kollektor kann 8 bis 12 Module mit Motoren an Bord transportieren.
Um die Stufen eines Passagierschiffs zu bewegen, werden 50 bis 70 kg Treibstoff benötigt, um eine Zenit-2-Stufe mit einem Gewicht von 9 Tonnen zu transportieren – etwa 350. Das Gesamtgewicht eines solchen Monteurs beträgt zu Beginn 8 bis 12 Tonnen.
Moderne Beschleuniger können solche leicht ableitenFracht in jede Umlaufbahn bis zu 1000 km. Nachdem dem Kollektor die Module ausgegangen sind, tritt er in die letzte Stufe des Boosters ein, bewegt sich mit ihm in die obere Atmosphäre und brennt.
- Japanisches Startup zur Müllreinigung
Das japanische Startup plant, ab März 2021 Geräte auf den Markt zu bringen, mit denen Weltraummüll gefunden und beseitigt werden kann. Wenn alles gut geht, werden sie eine vollständige Mission senden.
Das japanische Startup Astroscale schickte seine Raumsonde ELSA-d zum Kosmodrom Baikonur in Kasachstan. Dort werden Ingenieure es in die Sojus-Rakete integrieren, deren Start für März 2021 geplant ist.
Das Unternehmen stellte fest, dass dies der wichtigste Flug für istDa dies die erste Demonstration der Trümmerbekämpfungstechnologie des Unternehmens ist, ist dies ein kritisches Thema für die Nachhaltigkeit von Weltraumaktivitäten.
Das kleine Gerät wird Schlüsseltechnologien demonstrieren: Zielen, das mithilfe eines GPS-basierten Zielsensors dabei hilft, Trümmer zu lokalisieren.
Diese Daten werden von einem sogenannten "Service" -Satelliten verwendet, der ein Stück Weltraummüll abfangen kann.
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