Escombros espaciales
En 1957, la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial de la Tierra al espacio, abriendo así una nueva era en historias La humanidad - la era de la exploración espacial. A lo largo de los años que han pasado desde 50 a lo largo de los años, el hombre ha enviado al espacio una enorme variedad de satélites, cohetes y estaciones científicas. Todo esto llevó a una contaminación sistemática del espacio exterior alrededor de nuestro planeta. Según la NASA, el objeto 2011 16 de origen artificial, incluido el funcionamiento de 094 3 y los satélites ya fallidos, así como los bloques de refuerzo 396 12, utilizaron las etapas de lanzamiento de los vehículos de lanzamiento y sus fragmentos, giraron alrededor de la Tierra alrededor de la Tierra en julio 698. El documento presentado establece que Rusia ocupa el primer lugar en el número de objetos de origen artificial en órbita cercana a la Tierra: los objetos 6075, de los cuales 4667 son desechos espaciales, seguidos por los Estados Unidos, China, Francia, India y Japón.
El tamaño de los fragmentos de basura que se encuentran en la órbita de la Tierra varía ampliamente: desde micropartículas hasta el tamaño de un autobús escolar. Lo mismo puede decirse de la masa de esta basura. Los fragmentos grandes pueden pesar hasta 6 toneladas, mientras que el peso de las partículas pequeñas es solo de unos pocos gramos. Todos estos objetos se mueven en el espacio en diferentes órbitas y a diferentes velocidades: desde 10 mil km / h hasta 25 mil km / h. Además, en caso de colisión de tales partes de los desechos espaciales entre sí o con cualquier satélite que se mueva en direcciones opuestas, su velocidad puede alcanzar 50 mil km / h.
Según Alexander Bagrov, investigador principal del Instituto de Investigación de Astronomía de la Academia de Ciencias de Rusia, hoy existe una situación paradójica. Cuantos más vehículos de la humanidad se lancen al espacio, menos adecuados serán para el uso. Las naves espaciales fallan cada año con una envidiable regularidad, el resultado de esto es que la cantidad de basura en la órbita de la Tierra aumenta anualmente en un 4%. Actualmente, la órbita de la Tierra rota a 150 miles de objetos diferentes, que varían en tamaño desde 1 a 10, vea, pero las partículas que son más pequeñas que 1 y tienen un diámetro son solo millones. Al mismo tiempo, si en órbitas bajas hasta 400 km, los desechos espaciales son desacelerados por las capas superiores de la atmósfera del planeta y caen a la Tierra después de un cierto tiempo, luego, en órbitas geoestacionarias, pueden durar una cantidad infinitamente larga de tiempo.
Su contribución a la causa del aumento de los desechos espaciales se realiza acelerando los cohetes, con la ayuda de los satélites que se lanzan a la órbita de la Tierra. En sus tanques, queda alrededor de 5-10% de combustible, que es muy volátil y se convierte fácilmente en vapor, lo que a menudo conduce a explosiones bastante potentes. Después de varios años de estar en el espacio, las etapas de misiles que han servido su tiempo explotan en pedazos, dispersando una especie de "metralla" a su alrededor en pequeños fragmentos. En los últimos años, se han observado explosiones similares a 182 en el espacio cercano a la Tierra. Por lo tanto, solo una explosión de la plataforma del cohete indio causó la formación de grandes escombros a la vez por 300, así como innumerables objetos espaciales más pequeños, pero no menos peligrosos. Hoy el mundo ya tiene las primeras víctimas de los desechos espaciales.
Entonces, en julio, 1996, a una altitud de aproximadamente 660 km. el satélite francés chocó con un fragmento de la etapa 3-th del vehículo de lanzamiento francés Arian, que se lanzó al espacio mucho antes. La velocidad relativa en el momento de la colisión fue de 15 km / s o 50 miles de km / h. No es necesario decir que, después de esta historia, los especialistas franceses, que se perdieron el enfoque de su propio objeto grande, se mordieron los codos durante mucho tiempo. Este incidente no se convirtió en un gran escándalo internacional, ya que ambos objetos que chocaron en el espacio tenían origen francés.
Es por eso que el problema con los desechos espaciales en nuestros días no necesita una propagación adicional. Solo debe tener en cuenta el hecho de que una parte sustancial de la órbita de la Tierra no será el lugar más seguro para las naves espaciales a las tasas existentes muy pronto. Entendiendo esto, el investigador Jonathan Missel, quien es miembro de la Universidad de Texas A&M, cree que todos los métodos existentes para recolectar desechos espaciales tienen al menos una de dos enfermedades comunes. O bien asumen la celebración de misiones "Una pieza de escombros espaciales - un hombre de la basura" (y esto es muy costoso), o sugieren la creación de tecnologías que demorarán más de una década en terminar. Mientras tanto, el número de víctimas de basura espacial está creciendo.
Entendiendo esto, Jonathan Missel sugiere actualizar el concepto de "Una pieza de escombros espaciales - un limpiador" para su uso reutilizable. Un sistema llamado TAMU Space Sweeper con un satélite Sling-Sat (eslinga satelital), desarrollado por él y sus colegas, está equipado con "manos" personalizables especiales. Dicho satélite, después de su aproximación a los desechos espaciales, lo captura con un manipulador especial. Al mismo tiempo, debido a los diferentes vectores de movimiento, Sling-Sat comienza a girar, pero gracias a la inclinación ajustable y la longitud de los brazos, esta maniobra es totalmente controlable, lo que permite girar como un balón de fútbol para cambiar inteligentemente su propia trayectoria, enviando al satélite en dirección opuesta. desechos espaciales.
En ese momento, cuando el satélite se encuentra en la trayectoria de movimiento hacia el segundo objeto espacial, el primer elemento de los desechos espaciales se libera durante la rotación. Y ocurrirá en un ángulo tal que una muestra de desechos espaciales está garantizada para estrellarse en la atmósfera de nuestro planeta, quemada en ella. Una vez alcanzado el segundo objeto de desechos espaciales, este satélite repetirá la operación y lo hará cada vez, mientras recibe la carga adicional de energía cinética de los desechos espaciales y, al mismo tiempo, la envía de regreso a la Tierra al planeta que la originó.
Vale la pena señalar que este concepto recuerda algo al método de los antiguos saltadores largos griegos, que lo hicieron con una gota de mancuernas (para una aceleración adicional). Sin embargo, en este caso particular, los objetos de los desechos espaciales deberán ser atrapados y lanzados sobre la marcha, ya sea que TAMU Space Sweeper pueda hacer frente a esto es una pregunta abierta.
La simulación por computadora realizada muestra que el esquema propuesto tiene una alta eficiencia teórica de combustible. Y esto es comprensible: en el caso de "honda por satélite", se supone que la energía se toma de los satélites y cohetes que ya estaban overclockeados a la velocidad espacial 1 durante mucho tiempo y no del combustible que se habría entregado a nuestro recolector de basura desde la Tierra.
Por supuesto, el concepto presentado por Missel tiene lugares bastante estrechos. Debe observarse que ninguna de las piezas de desechos espaciales, por supuesto, no está adaptada para la trampa del manipulador y, lo más importante, para aceleraciones altas durante la rotación intensiva. En el caso de que una pieza sea demasiado grande y pesada, su energía durante la rotación puede ser suficiente para destruirse a sí misma, así como al manipulador. Al mismo tiempo, es poco probable que la creación de un gran número de otros en lugar de un solo objeto de desechos espaciales mejore la situación en el espacio en órbitas bajas cercanas a la Tierra. En este caso, por supuesto, la idea parece interesante y, en el caso de una implementación técnica adecuada, es efectiva.
Fuentes de información:
-http: //science.compulenta.ru/739126
-http: //www.popmech.ru/article/479-kosmicheskiy-musor
-http: //dev.actualcomment.ru/idea/996
-http: //cometasite.ru/kosmicheskiy_musor
El tamaño de los fragmentos de basura que se encuentran en la órbita de la Tierra varía ampliamente: desde micropartículas hasta el tamaño de un autobús escolar. Lo mismo puede decirse de la masa de esta basura. Los fragmentos grandes pueden pesar hasta 6 toneladas, mientras que el peso de las partículas pequeñas es solo de unos pocos gramos. Todos estos objetos se mueven en el espacio en diferentes órbitas y a diferentes velocidades: desde 10 mil km / h hasta 25 mil km / h. Además, en caso de colisión de tales partes de los desechos espaciales entre sí o con cualquier satélite que se mueva en direcciones opuestas, su velocidad puede alcanzar 50 mil km / h.
Según Alexander Bagrov, investigador principal del Instituto de Investigación de Astronomía de la Academia de Ciencias de Rusia, hoy existe una situación paradójica. Cuantos más vehículos de la humanidad se lancen al espacio, menos adecuados serán para el uso. Las naves espaciales fallan cada año con una envidiable regularidad, el resultado de esto es que la cantidad de basura en la órbita de la Tierra aumenta anualmente en un 4%. Actualmente, la órbita de la Tierra rota a 150 miles de objetos diferentes, que varían en tamaño desde 1 a 10, vea, pero las partículas que son más pequeñas que 1 y tienen un diámetro son solo millones. Al mismo tiempo, si en órbitas bajas hasta 400 km, los desechos espaciales son desacelerados por las capas superiores de la atmósfera del planeta y caen a la Tierra después de un cierto tiempo, luego, en órbitas geoestacionarias, pueden durar una cantidad infinitamente larga de tiempo.
Su contribución a la causa del aumento de los desechos espaciales se realiza acelerando los cohetes, con la ayuda de los satélites que se lanzan a la órbita de la Tierra. En sus tanques, queda alrededor de 5-10% de combustible, que es muy volátil y se convierte fácilmente en vapor, lo que a menudo conduce a explosiones bastante potentes. Después de varios años de estar en el espacio, las etapas de misiles que han servido su tiempo explotan en pedazos, dispersando una especie de "metralla" a su alrededor en pequeños fragmentos. En los últimos años, se han observado explosiones similares a 182 en el espacio cercano a la Tierra. Por lo tanto, solo una explosión de la plataforma del cohete indio causó la formación de grandes escombros a la vez por 300, así como innumerables objetos espaciales más pequeños, pero no menos peligrosos. Hoy el mundo ya tiene las primeras víctimas de los desechos espaciales.
Entonces, en julio, 1996, a una altitud de aproximadamente 660 km. el satélite francés chocó con un fragmento de la etapa 3-th del vehículo de lanzamiento francés Arian, que se lanzó al espacio mucho antes. La velocidad relativa en el momento de la colisión fue de 15 km / s o 50 miles de km / h. No es necesario decir que, después de esta historia, los especialistas franceses, que se perdieron el enfoque de su propio objeto grande, se mordieron los codos durante mucho tiempo. Este incidente no se convirtió en un gran escándalo internacional, ya que ambos objetos que chocaron en el espacio tenían origen francés.
Es por eso que el problema con los desechos espaciales en nuestros días no necesita una propagación adicional. Solo debe tener en cuenta el hecho de que una parte sustancial de la órbita de la Tierra no será el lugar más seguro para las naves espaciales a las tasas existentes muy pronto. Entendiendo esto, el investigador Jonathan Missel, quien es miembro de la Universidad de Texas A&M, cree que todos los métodos existentes para recolectar desechos espaciales tienen al menos una de dos enfermedades comunes. O bien asumen la celebración de misiones "Una pieza de escombros espaciales - un hombre de la basura" (y esto es muy costoso), o sugieren la creación de tecnologías que demorarán más de una década en terminar. Mientras tanto, el número de víctimas de basura espacial está creciendo.
Entendiendo esto, Jonathan Missel sugiere actualizar el concepto de "Una pieza de escombros espaciales - un limpiador" para su uso reutilizable. Un sistema llamado TAMU Space Sweeper con un satélite Sling-Sat (eslinga satelital), desarrollado por él y sus colegas, está equipado con "manos" personalizables especiales. Dicho satélite, después de su aproximación a los desechos espaciales, lo captura con un manipulador especial. Al mismo tiempo, debido a los diferentes vectores de movimiento, Sling-Sat comienza a girar, pero gracias a la inclinación ajustable y la longitud de los brazos, esta maniobra es totalmente controlable, lo que permite girar como un balón de fútbol para cambiar inteligentemente su propia trayectoria, enviando al satélite en dirección opuesta. desechos espaciales.
En ese momento, cuando el satélite se encuentra en la trayectoria de movimiento hacia el segundo objeto espacial, el primer elemento de los desechos espaciales se libera durante la rotación. Y ocurrirá en un ángulo tal que una muestra de desechos espaciales está garantizada para estrellarse en la atmósfera de nuestro planeta, quemada en ella. Una vez alcanzado el segundo objeto de desechos espaciales, este satélite repetirá la operación y lo hará cada vez, mientras recibe la carga adicional de energía cinética de los desechos espaciales y, al mismo tiempo, la envía de regreso a la Tierra al planeta que la originó.
Vale la pena señalar que este concepto recuerda algo al método de los antiguos saltadores largos griegos, que lo hicieron con una gota de mancuernas (para una aceleración adicional). Sin embargo, en este caso particular, los objetos de los desechos espaciales deberán ser atrapados y lanzados sobre la marcha, ya sea que TAMU Space Sweeper pueda hacer frente a esto es una pregunta abierta.
TAMU Space Sweeper
La simulación por computadora realizada muestra que el esquema propuesto tiene una alta eficiencia teórica de combustible. Y esto es comprensible: en el caso de "honda por satélite", se supone que la energía se toma de los satélites y cohetes que ya estaban overclockeados a la velocidad espacial 1 durante mucho tiempo y no del combustible que se habría entregado a nuestro recolector de basura desde la Tierra.
Por supuesto, el concepto presentado por Missel tiene lugares bastante estrechos. Debe observarse que ninguna de las piezas de desechos espaciales, por supuesto, no está adaptada para la trampa del manipulador y, lo más importante, para aceleraciones altas durante la rotación intensiva. En el caso de que una pieza sea demasiado grande y pesada, su energía durante la rotación puede ser suficiente para destruirse a sí misma, así como al manipulador. Al mismo tiempo, es poco probable que la creación de un gran número de otros en lugar de un solo objeto de desechos espaciales mejore la situación en el espacio en órbitas bajas cercanas a la Tierra. En este caso, por supuesto, la idea parece interesante y, en el caso de una implementación técnica adecuada, es efectiva.
Fuentes de información:
-http: //science.compulenta.ru/739126
-http: //www.popmech.ru/article/479-kosmicheskiy-musor
-http: //dev.actualcomment.ru/idea/996
-http: //cometasite.ru/kosmicheskiy_musor
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