Утилізація космічного сміття.
Проблема зі сміттям на нашій планеті стара, важлива і актуальна кожен день. Людство навчилося опановувати космос, запускаючи супутники і ракетоносії - але не подумало про проблеми засмічення космосу і навколоземної орбіти. Питання назріло більше 10 років тому, і як ви розумієте, актуалізується з кожним роком. Космічне сміття, космічні уламки, сміття з більш високих орбіт - все це знаходиться на низькій навколоземній орбіті, поряд з тисячами працюючих супутників. За даними Європейського космічного агентства, в небі над нами понад 30 000 уламків сміття більше 10 сантиметрів, 750 000 - від 1 до 10 сантиметрів, і 166 мільйонів - від 1 міліметра до 1 сантиметра. А більш дрібних речей ще більше.
З початку космічної ери відбулося понад 4900 запусків - більше 6600 супутників припаркувалися на орбіті. З них 3600 залишаються в космосі, з котрих лише одна тисяча функціонує нормально. Безсумнівно, ми вивели на орбіту чимало сміття - і він вийшов з-під нашого контролю. Приблизно 65% орбітального сміття, що входить в каталог, відбулося через зіткнення на орбіті.
Як все ж прибрати все це сміття?
Перш ніж ми займемося безпосереднім очищенням, варто поговорити про профілактику і ліквідацію наслідків. Наприклад, ми можемо почати робити супутники і космічні станції міцнішими. Посилити захист від ударів (як космічного сміття, так і метеорних тіл). Супутники також повинні бути більш маневреними.
Сітки та гарпун
Більш відома як ElectroDynamic Debris Eliminator (EDDE), ця ідея полягає в тому, щоб відправити в космос супутник, озброєний сітками і гарпуном. І дійсно, захоплювати супутники і інші об'єкти, що збилися зі шляху, можна звичайною сіткою. Цей план недорого коштує, зручний і може будь-коли вирушити з місією на низьку навколоземну орбіту.
Космічні повітряні кулі
Ця ідея називається Gossamer Orbit Lowering Device, або GOLD System, і була запропонована Крістін Гейтс. Концепція використовує дуже велику і тонку повітряну кулю, яка буде обертати об'єкт і збільшувати його аеродинамічний опір в кілька сотень разів, тим самим призводячи до його падіння в атмосферу Землі.
Реактивний буксир
Для більших об'єктів можна було б використовувати окремих суїцидальних роботів, які будуть рухати супутники до повторного входу в атмосферу. Проект CleanSpaceOne, наприклад, включає супутниковий куб, який буде переслідувати, захоплювати і знищувати космічне сміття. Щоправда, вартість буде непомірно високою - близько 200 мільйонів доларів для кожної місії.
Сонячне вітрило
Surrey Space Centre працює над HybridSail - системою, що об'єднує велике вітрило з тросами для буксирування об'єктів з орбіти. Система буде зводити об'єкти з орбіти за рахунок аеродинамічного опору і обміну імпульсом з зарядженими тросами та іоносферною плазмою.
Вольфрамовий пил або перезавантаження низької орбіти
Ми могли б випустити хмару вольфрамового пилу на орбіту для створення атмосферного опору на орбітальних висотах. Зі зменшенням швидкості тисяч уламків космічного сміття, цілісність орбіт була б порушена. Невеликі шматочки сміття поступово сходили б зі своїх орбіт протягом кількох десятиліть.
Стіна замерзлої води в космосі
У космос можна відправити ракети, заповнені водою. Після того, як вони вивантажать свій вантаж на орбіті, поле з води кристалізується, в нього буде потрапляти орбітальне сміття, врешті сповільнюватиметься і зійде з орбіти.
Перенаправлення за допомогою лазера
Laser Orbital Debris Removal, або LODR, може використовувати потужні імпульсні лазери, які будуть стріляти з поверхні і створювати плазмові джети на космічне сміття. Це призведе до того, що сміття буде сповільнюватися і повторно входити в атмосферу, падаючи в океан. Технології у нас вже є, причому років 15 вже, тільки ось за планом на один об'єкт буде витрачатися до мільйона доларів.
Самоскид сміття на геостаціонарному цвинтарі
Замість того щоб захоплювати об'єкти кігтями, гарпунами і сітками, ми могли б переміщати великі об'єкти, не торкаючись них. Для цього супутники-прибиральники повинні бути оснащені електростатичним керуванням і двигунами малої тяги, щоб уникати будь-яких контактів.
Космічний сміттєвоз
Уявіть собі орбітальний сміттєвоз, а разом з ним і переробний завод. Дизайнер Он Лінг представив його так: «... це система, що складається з колектора, розпилювача сіток і пункту утилізації на навколоземній орбіті. З огляду на те, що вартість запуску може варіюватися від 8-10 тисяч за кілограм, не кажучи вже про цінні метали, які використовуються у виробництві супутників, переробка може стати прибутковою справою...».
Машина судного дня
Вчені Університету Цінхуа під керівництвом Лей Ланя виклали концепцію власного прибиральника. Всі попередні ідеї мають одну слабку сторону: для пересування в космосі потрібне паливо. А ось "пилосос-дробарка", що нагадує машину Судного дня з "Стартрек" (вона поглинала планети і використовувала їх як паливо), буде ... пожирати уламки інших апаратів.
Сенс простий. Будь-яку речовину можна перетворити в плазму, нагрівши її до високої температури. Якщо прикласти до плазми електричну напругу, можна змусити іони, з яких вона складається, вилітати з сопла. Так працюють іонні двигуни, давно відомі в космонавтиці. Тяга невелика, зате ККД величезний і запас роботи - на роки.
Проблема зі сміттям на нашій планеті стара, важлива і актуальна кожен день. Людство навчилося опановувати космос, запускаючи супутники і ракетоносії - але не подумало про проблеми засмічення космосу і навколоземної орбіти. Питання назріло більше 10 років тому, і як ви розумієте, актуалізується з кожним роком. Космічне сміття, космічні уламки, сміття з більш високих орбіт - все це знаходиться на низькій навколоземній орбіті, поряд з тисячами працюючих супутників. За даними Європейського космічного агентства, в небі над нами понад 30 000 уламків сміття більше 10 сантиметрів, 750 000 - від 1 до 10 сантиметрів, і 166 мільйонів - від 1 міліметра до 1 сантиметра. А більш дрібних речей ще більше.
З початку космічної ери відбулося понад 4900 запусків - більше 6600 супутників припаркувалися на орбіті. З них 3600 залишаються в космосі, з котрих лише одна тисяча функціонує нормально. Безсумнівно, ми вивели на орбіту чимало сміття - і він вийшов з-під нашого контролю. Приблизно 65% орбітального сміття, що входить в каталог, відбулося через зіткнення на орбіті.
Як все ж прибрати все це сміття?
Перш ніж ми займемося безпосереднім очищенням, варто поговорити про профілактику і ліквідацію наслідків. Наприклад, ми можемо почати робити супутники і космічні станції міцнішими. Посилити захист від ударів (як космічного сміття, так і метеорних тіл). Супутники також повинні бути більш маневреними.
Сітки та гарпун
Більш відома як ElectroDynamic Debris Eliminator (EDDE), ця ідея полягає в тому, щоб відправити в космос супутник, озброєний сітками і гарпуном. І дійсно, захоплювати супутники і інші об'єкти, що збилися зі шляху, можна звичайною сіткою. Цей план недорого коштує, зручний і може будь-коли вирушити з місією на низьку навколоземну орбіту.
Космічні повітряні кулі
Ця ідея називається Gossamer Orbit Lowering Device, або GOLD System, і була запропонована Крістін Гейтс. Концепція використовує дуже велику і тонку повітряну кулю, яка буде обертати об'єкт і збільшувати його аеродинамічний опір в кілька сотень разів, тим самим призводячи до його падіння в атмосферу Землі.
Реактивний буксир
Для більших об'єктів можна було б використовувати окремих суїцидальних роботів, які будуть рухати супутники до повторного входу в атмосферу. Проект CleanSpaceOne, наприклад, включає супутниковий куб, який буде переслідувати, захоплювати і знищувати космічне сміття. Щоправда, вартість буде непомірно високою - близько 200 мільйонів доларів для кожної місії.
Сонячне вітрило
Surrey Space Centre працює над HybridSail - системою, що об'єднує велике вітрило з тросами для буксирування об'єктів з орбіти. Система буде зводити об'єкти з орбіти за рахунок аеродинамічного опору і обміну імпульсом з зарядженими тросами та іоносферною плазмою.
Вольфрамовий пил або перезавантаження низької орбіти
Ми могли б випустити хмару вольфрамового пилу на орбіту для створення атмосферного опору на орбітальних висотах. Зі зменшенням швидкості тисяч уламків космічного сміття, цілісність орбіт була б порушена. Невеликі шматочки сміття поступово сходили б зі своїх орбіт протягом кількох десятиліть.
Стіна замерзлої води в космосі
У космос можна відправити ракети, заповнені водою. Після того, як вони вивантажать свій вантаж на орбіті, поле з води кристалізується, в нього буде потрапляти орбітальне сміття, врешті сповільнюватиметься і зійде з орбіти.
Перенаправлення за допомогою лазера
Laser Orbital Debris Removal, або LODR, може використовувати потужні імпульсні лазери, які будуть стріляти з поверхні і створювати плазмові джети на космічне сміття. Це призведе до того, що сміття буде сповільнюватися і повторно входити в атмосферу, падаючи в океан. Технології у нас вже є, причому років 15 вже, тільки ось за планом на один об'єкт буде витрачатися до мільйона доларів.
Самоскид сміття на геостаціонарному цвинтарі
Замість того щоб захоплювати об'єкти кігтями, гарпунами і сітками, ми могли б переміщати великі об'єкти, не торкаючись них. Для цього супутники-прибиральники повинні бути оснащені електростатичним керуванням і двигунами малої тяги, щоб уникати будь-яких контактів.
Космічний сміттєвоз
Уявіть собі орбітальний сміттєвоз, а разом з ним і переробний завод. Дизайнер Он Лінг представив його так: «... це система, що складається з колектора, розпилювача сіток і пункту утилізації на навколоземній орбіті. З огляду на те, що вартість запуску може варіюватися від 8-10 тисяч за кілограм, не кажучи вже про цінні метали, які використовуються у виробництві супутників, переробка може стати прибутковою справою...».
Машина судного дня
Вчені Університету Цінхуа під керівництвом Лей Ланя виклали концепцію власного прибиральника. Всі попередні ідеї мають одну слабку сторону: для пересування в космосі потрібне паливо. А ось "пилосос-дробарка", що нагадує машину Судного дня з "Стартрек" (вона поглинала планети і використовувала їх як паливо), буде ... пожирати уламки інших апаратів.
Сенс простий. Будь-яку речовину можна перетворити в плазму, нагрівши її до високої температури. Якщо прикласти до плазми електричну напругу, можна змусити іони, з яких вона складається, вилітати з сопла. Так працюють іонні двигуни, давно відомі в космонавтиці. Тяга невелика, зате ККД величезний і запас роботи - на роки.
Немає коментарів:
Дописати коментар