Wat is ruimtepuin?
Ruimtepuin verwijst naar alle kunstmatige objecten en hun
In sommige gevallen groot of metaan boord kunnen gevaarlijke (nucleaire, giftige, enz.) materialen, voorwerpen van ruimtepuin een direct gevaar voor de aarde vormen - met hun ongecontroleerde de-baan, onvolledige verbranding wanneer ze door dichte lagen van de aardatmosfeer gaan en vallend puin op nederzettingen , industriële faciliteiten, transportcommunicatie.
Het probleem van het bezaaien van de ruimte in de buurt van de aarde met "ruimtepuin" als een puur theoretisch probleem ontstond in wezen onmiddellijk na de lanceringen van de eerste kunstmatige aardsatellieten in de late jaren 1950.
Het kreeg een officiële status op internationaal niveau na het rapport van de secretaris-generaal van de VN getiteld "The Impact of Space Activities on the Environment" op 10 december 1993.
Waar bestaat het uit?
Op dit moment, in het gebied van lage banen om de aarde (LEO) tot op grote hoogteOngeveer 2.000 km is, volgens verschillende schattingen, ongeveer 220 duizend.(300 duizend volgens het VN-Bureau voor Ruimtezaken, oktober 2009) door de mens gemaakte objecten met een totale massa tot 5.000 ton.
Op basis van statistische schattingen wordt geconcludeerd dat het totale aantal van dergelijke objecten met een diameter van meer dan 1 cm nogal onzeker is en kan oplopen tot 60-100 duizend.
Slechts een klein deel van hen (ongeveer 10%) was dat ookgedetecteerd, gevolgd en gecatalogiseerd met behulp van grondradar en optische middelen. Vanaf 2013 bevatte de catalogus van het Amerikaanse Strategic Command bijvoorbeeld 16.600 objecten (meestal groter dan 10 cm), waarvan de meeste zijn gemaakt door de USSR, de VS en China.
Russische catalogus, GIATs ASPOS OKP (TsNIIMash),bevatte 15,8 duizend objecten van ruimtepuin in augustus 2014, en in totaal waren er meer dan 17,1 duizend objecten (inclusief werkende satellieten) in bijna-aardbanen, een botsing met een van deze objecten zou leiden tot de volledige vernietiging van het ruimtevaartuig.
Ongeveer 6% van de bewaakte objecten is actief;ongeveer 22% van de objecten functioneerde niet meer; 17% wordt besteed aan de bovenste trappen en boosters van draagraketten, en ongeveer 55% bestaat uit afval, technologische elementen die verband houden met lanceringen en puin van explosies en fragmentatie.
De meeste van deze objecten bevinden zich in banen met een hoge hellingshoek waarvan de vlakken elkaar snijden, zodat de gemiddelde relatieve snelheid van hun onderlinge passage ongeveer 10 km/s bedraagt.
Vanwege de enorme reserve aan kinetische energieeen botsing van een van deze objecten met een actief ruimtevaartuig kan het beschadigen of zelfs uitschakelen. Een voorbeeld is de eerste botsing van kunstmatige satellieten: Kosmos-2251 en Iridium 33, die plaatsvond op 10 februari 2009; Als gevolg daarvan stortten beide satellieten volledig in en vormden meer dan 600 brokstukken.
De meest besmette gebieden zijn die van de banen rond de aarde, die het vaakst worden gebruikt voor het besturen van ruimtevaartuigen. Dit zijn LEO, geostationaire baan (GSO) en zonsynchrone banen (SSO).
Computermodel van de verdeling van ruimtevoorwerpen in de bijna-aardse ruimte, volgens de beschrijving van NASA 95% daarvan zijn puin
Waarom is ruimtepuin gevaarlijk?
Grote objecten laag geplaatstin banen in de buurt van de aarde, langzaam vertragen en na enige tijd de atmosfeer binnengaan. Sommige van hun fragmenten bereiken het oppervlak van de planeet. Kleine objecten van ruimtepuin vallen bijna dagelijks in de dichte lagen van de atmosfeer, grotere objecten - meerdere keren per maand. Volgens Nicholas Johnson (NASA) bereiken bijna elk jaar fragmenten van satellieten of raketten de oppervlakte.
- Val van object WT1190F
Op 13 november 2015 werd een van defragmenten van een raket die eerder aan het maanprogramma deelnam. Een fragment met een grootte van 1 à 2 m en een dichtheid van 0,1 g/cm³ kwam in de atmosfeer van de Indische Oceaan terecht, ongeveer 60 km van de kust van Sri Lanka.
Volgens sommige meningen was dit de eersteeen geregistreerd geval van ruimtepuin dat terugkeert naar de aarde vanuit een hoge elliptische baan, waarvan het hoogtepunt ongeveer 2 keer de afstand van de maan tot de aarde is. Object WT1190F kwam op 13 november de atmosfeer van de aarde binnen, waar het veilig verbrandde.
- Afval asteroïde
Volgens wetenschappers beweegt een hemellichaam richting de aarde,van aardse oorsprong. Wetenschappers van de Amerikaanse National Space Agency merken op dat een hemellichaam van kunstmatige oorsprong de aarde zal naderen op een afstand gelijk aan 10% van de afstand van de aarde tot de maan. Dit werd begin februari 2021 bekend.
Het Amerikaanse nationale lucht- en ruimtevaartagentschapherkende de “asteroïde” als een fragment van het Centaur-draagraket van de Surveyor 2-missie. Ruimtepuin werd een kunstmatige satelliet van onze planeet, gevangen door de zwaartekracht. Wetenschappers, die modellering hadden uitgevoerd, ontdekten dat het raketfragment binnenkort de baan van de aarde zal verlaten, met een extreem nauwe nadering.
Het is vermeldenswaard dat de kunstmatige asteroïde al heel lang in de ruimte vliegt sinds Surveyor 2 in 1966 werd gelanceerd. Wetenschappers moeten er nog achter komen of dit ook daadwerkelijk het geval is.
Methoden voor het reinigen en vernietigen van ruimtepuin
Effectieve praktische maatregelen voor vernietigingruimtepuin in banen van meer dan 600 km (waar het reinigende effect van remmen op de atmosfeer geen invloed heeft) is nog niet ontwikkeld op het huidige niveau van technologische ontwikkeling van de mensheid.
Er werden ook satellietprojecten overwogen,het verdampen van puin met een krachtige laserstraal of het veranderen van hun baan met ionenstralen, die het puin moeten vertragen voordat het in de atmosfeer terechtkomt met gedeeltelijke of volledige verbranding erin, of, in het geval van apparaten in een geostationaire baan, ze in een begrafenis moeten brengen een baan om de aarde, of lasers op de grond (Laserbezem), of een apparaat dat afval verzamelt voor verdere verwerking.
Tegelijkertijd is de urgentie van de taak om te zorgenveiligheid van ruimtevluchten in de omstandigheden van technogene vervuiling van near-earth space (OKP) en vermindering van gevaar voor objecten op aarde in het geval van ongecontroleerd binnendringen van ruimtevoorwerpen in de dichte lagen van de atmosfeer en hun val naar de aarde neemt toe snel.
Internationale samenwerking om het probleem van "ruimtepuin" op te lossen ontwikkelt zich op de volgende prioriteitsgebieden:
- Milieumonitoring van OKP, inclusief het gebied van de geostationaire baan (GSO): observatie van "ruimtepuin" en bijhouden van een catalogus van objecten van "ruimtepuin".
- Wiskundige modellering van "ruimtepuin "en het opzetten van internationale informatiesystemen voor het voorspellen van het puin van het NCP en zijn gevaar voor ruimtevluchten, evenals informatieondersteuning voor gebeurtenissen met een gevaarlijke nadering van SO's en hun ongecontroleerde binnenkomst in de dichte lagen van de atmosfeer.
- Ontwikkeling van methoden en middelen om ruimtevoertuigen te beschermen tegen de impact van hogesnelheidsdeeltjes "ruimtepuin".
- Ontwikkeling en implementatie van maatregelen gericht op het verminderen van de vervuiling van het afvalgebied.
Zoeken en volgen van ruimtepuin
Er zijn veel hulpmiddelen voor het monitoren van banen in de buurt van de aarde, om daarin naar objecten te zoeken. Ze kunnen worden onderverdeeld in radar en optisch.
Detectie van orbitale objecten kan ookextra functie van universele instrumenten voor ruimteverkenning of verdedigingssystemen. Er zijn een aantal gespecialiseerde hulpmiddelen.
De USSR en de VS creëerden krachtige tools voor het volgen van de ruimte. Er zijn ook een aantal gespecialiseerde instrumenten in Europa en andere landen.
Er zijn een aantal nationale programma's voor het opsporen van objecten in de buurt van de aarde en het beperken van ruimteafval. Het Inter-Agency Space Debris Coordination Committee werd opgericht om hun activiteiten te coördineren.
- Jodiummotor
Een kleine maar potentieel nuttige innovatie zou kunnen helpen de lucht vrij te maken van ruimteschroot: het zou kleine satellieten in staat stellen zichzelf aan het einde van hun missie goedkoop en gemakkelijk te vernietigen.
De technologie gebruikt een nieuwe brandstof - jodium - ineen elektromotor die de hoogte van de satelliet boven de aarde regelt. Jodium is goedkoper en maakt gebruik van eenvoudigere technologieën dan traditionele brandstoffen. In tegenstelling tot veel traditionele raketbrandstoffen, is jodium niet giftig en blijft het vast bij kamertemperatuur en druk. Dit maakt het gemakkelijker en goedkoper om op aarde te werken.
Bij verhitting verandert het in gas zonder te passerendoor de vloeibare fase, waardoor het ideaal is voor een eenvoudig voortstuwingssysteem. Bovendien is het dichter dan traditionele brandstof, waardoor het minder ruimte aan boord van de satelliet inneemt.
- Ruimteschip vuilnisman
Russische wetenschappers hebben voorgesteld om de lage baan van de aarde met behulp van een ruimtevaartuig vrij te maken. Er zijn speciale modules met motoren aan boord.
Deze modules worden aan objecten bevestigdruimtepuin en verplaats ze. Wat de geostationaire baan betreft, zou de voorkeursmanier om deze vrij te maken het slepen van een ruimtevaartuig zijn, zeggen wetenschappers.
Zijn taak is om ruimtepuinobjecten naar de "vernietigingsbaan" te transporteren (600 km hoog, waar objecten geleidelijk worden vernietigd door te remmen tegen de atmosfeer).
Assemblage ruimtevaartuig voorgesteldteam om banen in de buurt van de aarde op te ruimen, heeft een lengte van 11,5 m, een diameter van 3 m en een gewicht van iets meer dan 4 ton. Zo'n verzamelaar kan 8 tot 12 modules met motoren aan boord vervoeren.
Om de fasen van een passagiersschip te verplaatsen, is 50 tot 70 kg brandstof nodig, om een Zenit-2-trap van 9 ton te vervoeren - ongeveer 350. Het totale gewicht van zo'n assembler aan het begin zal van 8 tot 12 zijn. ton.
Moderne versnellers kunnen dat gemakkelijk afleidenvracht naar elke baan tot 1000 km. Nadat de collector geen modules meer heeft, zal hij zich bij de laatste fase van de booster voegen, ermee naar de bovenste atmosfeer gaan en branden.
- Japanse startup voor het opruimen van afval
De Japanse startup is van plan om vanaf maart 2021 apparaten te lanceren die ruimtepuin zullen vinden en elimineren. Als alles goed gaat, sturen ze een volledige missie.
De Japanse startup Astroscale stuurde zijn ELSA-d-ruimtevaartuig naar het Bajkonoer-kosmodroom in Kazachstan. Daar zullen ingenieurs het integreren met de Sojoez-raket, die naar verwachting in maart 2021 wordt gelanceerd.
Het bedrijf merkte op dat dit de belangrijkste vlucht is voorhen, aangezien dit de eerste demonstratie is van de technologie voor het verminderen van afval van het bedrijf, een kritiek punt in de duurzaamheid van ruimtevaartactiviteiten.
Het kleine apparaat zal belangrijke technologieën demonstreren: richten, dat zal helpen puin te lokaliseren met behulp van een op GPS gebaseerde richtsensor.
Deze gegevens worden gebruikt door een zogenaamde "service" -satelliet, die een stuk ruimtepuin kan onderscheppen.
Lees verder
Kijk naar een afbeelding van 8 biljoen pixels van Mars
Wetenschappers hebben een vervanging voor de relativiteitstheorie ontwikkeld. Wat is de essentie van de "theorie van alles"?
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen