¿Qué son los desechos espaciales?
Los desechos espaciales se refieren a todos los objetos artificiales y sus
En algunos casos, grandes o que contienena bordo, materiales peligrosos (nucleares, tóxicos, etc.), objetos de desechos espaciales pueden representar un peligro directo para la Tierra, con su desorbita incontrolada, combustión incompleta al pasar a través de densas capas de la atmósfera terrestre y la caída de desechos sobre asentamientos. , instalaciones industriales, comunicaciones de transporte.
El problema de ensuciar el espacio cercano a la Tierra con "desechos espaciales" como un problema puramente teórico surgió esencialmente inmediatamente después de los lanzamientos de los primeros satélites artificiales de la Tierra a fines de la década de 1950.
Recibió estatus oficial a nivel internacional después del informe del Secretario General de las Naciones Unidas titulado "El impacto de las actividades espaciales en el medio ambiente" el 10 de diciembre de 1993.
¿En qué consiste?
En la actualidad, en la región de la órbita terrestre baja (LEO) hasta la altitud deSegún diversas estimaciones, hay unos 2.000 km.(300.000 según la Oficina de Asuntos del Espacio Ultraterrestre de las Naciones Unidas, octubre de 2009) de objetos artificiales con una masa total de hasta 5.000 toneladas.
Sobre la base de estimaciones estadísticas, se concluye que el número total de tales objetos con un diámetro de más de 1 cm es bastante incierto y puede llegar a 60-100 mil.
Sólo una pequeña parte de ellos (alrededor del 10%) fuedetectados, rastreados y catalogados mediante radares terrestres y medios ópticos. Por ejemplo, en 2013, el catálogo del Comando Estratégico de EE. UU. contenía 16.600 objetos (en su mayoría de más de 10 cm), la mayoría de los cuales fueron creados por la URSS, EE. UU. y China.
Catálogo ruso, GIATs ASPOS OKP (TsNIIMash),contenía 15,8 mil objetos de desechos espaciales en agosto de 2014, y en total había más de 17,1 mil objetos (incluidos los satélites operativos) en órbitas cercanas a la tierra, una colisión con cualquiera de los cuales conduciría a la destrucción completa de la nave espacial.
Aproximadamente el 6% de los objetos monitoreados están activos;aproximadamente el 22% de los objetos dejaron de funcionar; El 17% se gastan en etapas superiores y propulsores de vehículos de lanzamiento, y alrededor del 55% son desechos, elementos tecnológicos asociados con lanzamientos y escombros de explosiones y fragmentación.
La mayoría de estos objetos se encuentran en órbitas de alta inclinación cuyos planos se cruzan, por lo que la velocidad relativa media de su paso mutuo es de unos 10 km/s.
Debido a la enorme reserva de energía cinéticauna colisión de cualquiera de estos objetos con una nave espacial activa podría dañarlo o incluso inhabilitarlo. Un ejemplo es la primera colisión de satélites artificiales: Kosmos-2251 e Iridium 33, que ocurrió el 10 de febrero de 2009; como resultado, ambos satélites colapsaron por completo, formando más de 600 escombros.
Las áreas más contaminadas son las de las órbitas alrededor de la Tierra, que se utilizan con mayor frecuencia para la operación de naves espaciales. Estos son LEO, órbita geoestacionaria (GSO) y órbitas síncronas al sol (SSO).
Modelo informático de la distribución de los objetos espaciales en el espacio cercano a la Tierra, según la descripción de la NASA, el 95% de ellos son desechos
¿Por qué son peligrosos los desechos espaciales?
Objetos grandes ubicados a baja alturaen órbitas cercanas a la Tierra, disminuyen gradualmente la velocidad y después de un tiempo entran en la atmósfera. Algunos de sus fragmentos llegan a la superficie del planeta. Pequeños objetos de desechos espaciales caen en las densas capas de la atmósfera casi a diario, objetos más grandes, varias veces al mes. Según Nicholas Johnson (NASA), fragmentos de satélites o cohetes llegan a la superficie casi todos los años.
- Caída de objeto WT1190F
El 13 de noviembre de 2015, uno de losFragmentos de un cohete que participó anteriormente en el programa lunar. Un fragmento con un tamaño de 1 a 2 my una densidad de 0,1 g/cm³ entró en la atmósfera en la región del Océano Índico, a unos 60 km de la costa de Sri Lanka.
Según algunas opiniones, esta fue la primeraun caso registrado de desechos espaciales que regresan a la Tierra desde una órbita elíptica alta, cuyo apogeo es aproximadamente 2 veces la distancia de la Luna a la Tierra. El objeto WT1190F entró en la atmósfera de la Tierra el 13 de noviembre, donde se quemó de forma segura.
- Asteroide de basura
Según los científicos, un cuerpo celeste se acerca a la Tierra,de origen terrenal. Los científicos de la Agencia Espacial Nacional de Estados Unidos señalan que un cuerpo celeste de origen artificial se acercará a la Tierra a una distancia igual al 10% de la distancia entre la Tierra y la Luna. Esto se supo a principios de febrero de 2021.
Agencia Aeroespacial Nacional de EE. UU.reconoció el “asteroide” como un fragmento del vehículo de lanzamiento Centaur de la misión Surveyor 2. Los desechos espaciales se convirtieron en un satélite artificial de nuestro planeta, atrapado por la gravedad. Los científicos, después de realizar modelos, descubrieron que el fragmento del cohete pronto abandonará la órbita de la Tierra, acercándose extremadamente.
Vale la pena señalar que el asteroide artificial ha estado volando en el espacio durante mucho tiempo, desde que se lanzó el Surveyor 2 en 1966. Los científicos aún tienen que averiguar si este es realmente el caso.
Métodos para limpiar y destruir desechos espaciales
Medidas prácticas efectivas para la destrucción.La basura espacial en órbitas de más de 600 km (donde el efecto de limpieza de la frenada en la atmósfera no afecta) aún no se ha desarrollado al nivel actual de desarrollo tecnológico de la humanidad.
También se consideraron proyectos de satélites,evaporar los desechos con un potente rayo láser o cambiar su órbita con rayos de iones, que deberían frenar los desechos para su entrada a la atmósfera con combustión parcial o total en ella o, en el caso de dispositivos en órbita geoestacionaria, llevarlos a un entierro órbita, o láseres terrestres (escoba láser), o un dispositivo que recolectará desechos para su posterior procesamiento.
Al mismo tiempo, la urgencia de la tarea de asegurarseguridad de los vuelos espaciales en las condiciones de contaminación tecnogénica del espacio cercano a la Tierra (OKP) y reducción del peligro para los objetos en la Tierra en el caso de entrada incontrolada de objetos espaciales en las capas densas de la atmósfera y su caída a la Tierra está creciendo rápidamente.
La cooperación internacional para resolver el problema de los "desechos espaciales" se está desarrollando en las siguientes esferas prioritarias:
- Vigilancia ambiental de OKP, incluida la zona de la órbita geoestacionaria (OSG): observación de "desechos espaciales" y mantenimiento de un catálogo de objetos de "desechos espaciales".
- Modelado matemático del "espacio"detritos" y la creación de sistemas de información internacionales para predecir los escombros del PNC y su peligro para los vuelos espaciales, así como soporte de información para eventos de aproximación peligrosa de SO y su entrada incontrolada a las densas capas de la atmósfera.
- Desarrollo de métodos y medios para proteger a los vehículos espaciales del impacto de partículas de alta velocidad de "desechos espaciales".
- Desarrollo e implementación de medidas encaminadas a reducir la contaminación del área de residuos.
Búsqueda y seguimiento de desechos espaciales
Existen muchas herramientas para monitorear las órbitas cercanas a la Tierra con el fin de buscar objetos en ellas. Se pueden dividir en radar y ópticos.
La detección de objetos orbitales también puede serFunción adicional de herramientas universales para la exploración espacial o sistemas de defensa. Hay una serie de herramientas especializadas.
La URSS y Estados Unidos crearon potentes herramientas de seguimiento espacial. También hay una serie de instrumentos especializados en Europa y otros países.
Hay varios programas nacionales para rastrear objetos cercanos a la Tierra y mitigar los desechos espaciales. El Comité Interinstitucional de Coordinación de Desechos Espaciales se creó para coordinar sus actividades.
- Motor de yodo
Una innovación pequeña pero potencialmente útil podría ayudar a limpiar los cielos de desechos espaciales: permitiría que pequeños satélites se autodestruyeran de forma fácil y económica al final de su misión.
La tecnología utiliza un nuevo combustible, el yodo, enun motor eléctrico que controla la altura del satélite sobre la Tierra. El yodo es más barato y utiliza tecnologías más simples que los combustibles tradicionales. A diferencia de muchos combustibles tradicionales para cohetes, el yodo no es tóxico y permanece sólido a temperatura y presión ambiente. Esto hace que trabajar en la Tierra sea más fácil y económico.
Cuando se calienta, se convierte en gas sin pasara través de la fase líquida, lo que lo hace ideal para un sistema de propulsión simple. Además, es más denso que el combustible tradicional, por lo que ocupa menos espacio a bordo del satélite.
- Recolector de basura de nave espacial
Los científicos rusos propusieron despejar la órbita terrestre baja utilizando una nave espacial. Hay módulos especiales con motores a bordo.
Estos módulos se adjuntarán a objetos.desechos espaciales y alejarlos. En cuanto a la órbita geoestacionaria, la mejor manera de despejarla sería remolcar una nave espacial, afirman los científicos.
Su tarea es transportar objetos de desechos espaciales a la "órbita de destrucción" (600 km de altura, donde los objetos se destruyen gradualmente al frenar contra la atmósfera).
Nave espacial de ensamblaje propuestaequipo para limpiar órbitas cercanas a la Tierra, tiene una longitud de 11,5 m, un diámetro de 3 my un peso de poco más de 4 toneladas. Un colector de este tipo puede transportar de 8 a 12 módulos con motores a bordo.
Para mover las etapas de un barco de pasajeros, se necesitarán de 50 a 70 kg de combustible, para transportar una etapa Zenit-2 que pesa 9 toneladas, aproximadamente 350. El peso total de dicho ensamblador al inicio será de 8 a 12 montones.
Los aceleradores modernos pueden deducir fácilmente talescarga a cualquier órbita hasta 1000 km. Después de que el colector se quede sin módulos, se unirá a la última etapa del refuerzo, se moverá con él a la atmósfera superior y se quemará.
- Startup japonesa para limpiar basura
La startup japonesa planea lanzar dispositivos que encontrarán y eliminarán los desechos espaciales a partir de marzo de 2021. Si todo va bien, enviarán una misión completa.
La startup japonesa Astroscale envió su nave espacial ELSA-d al cosmódromo de Baikonur en Kazajstán. Allí, los ingenieros lo integrarán con el cohete Soyuz, cuyo lanzamiento está previsto para marzo de 2021.
La compañía señaló que este es el vuelo más importante paraellos, ya que esta es la primera demostración de la tecnología de eliminación de escombros de la compañía, un tema crítico en la sostenibilidad de las actividades espaciales.
El dispositivo de pequeño tamaño demostrará tecnologías clave: la orientación, que ayudará a localizar escombros utilizando un sensor de orientación basado en GPS.
Estos datos serán utilizados por un satélite de "servicio", que puede interceptar un pedazo de basura espacial.
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