Divi nederīgi pavadoņi gandrīz sadūrās 29. janvārī, un viņu ciešais izsaukums (objekti viens otram pietrūka aptuveni 154 pēdas jeb 47 metrus) atjaunoja uzmanību arvien pieaugošai problēmai tālu virs Zemes: kosmosa nevēlamā mākoņa.
Miljoniem objektu veido šo riņķojošo atkritumu laukumu, kur ievainojamie fragmenti var sasniegt gandrīz 18 000 mph (19 000 km / h) ātrumu, kas ir apmēram septiņas reizes ātrāk nekā lodes ātrums, saskaņā ar NASA. Aptuveni 500 000 atlūzu gabalu ir vismaz marmora lielumā, un aptuveni 20 000 priekšmetu ir softbola lielums vai lielāks, NASA ziņoja 2013. gadā.
Piebilstot par jucekli, ir miniatūru satelītu, ko sauc par kubiem, izplatība. Šie 4 collu garie (10 centimetrus) kubi sver tikai 3 mārciņas. (1,4 kilogrami) un palaišanas izmaksas sākas no 40 000 USD; Saskaņā ar Los Alamos Nacionālās laboratorijas datiem privāti uzņēmumi tos pasūtīja tūkstošiem, lai apkopotu datus un nodrošinātu interneta un radio pakalpojumus.
Ņemot vērā šo sastrēgumu palielināšanos kosmosā, kosmiskās aviācijas inženieri sacenšas attīstīt tehnoloģijas un sistēmas, kas var novērst avārijas, lai aizsargātu strādājošos pavadoņus, nākotnes kosmosa misijas un cilvēkus un īpašumu uz zemes, Los Alamos eksperti stāstīja Live Science.
Apmēram 5000 satelītu pārvadā kravas orbītā ap mūsu planētu, bet tikai aptuveni 2000 ir aktīvi un sazinās ar Zemi, sacīja Deivids Palmers, Los Alamos kosmosa un attālās izpētes zinātnieks.
"Pašlaik, kad kaut kas tiek palaists - un palaišana var atbrīvot 100 vai vairāk satelītus - operatoriem un kosmosa novērošanas cilvēkiem ir jāizseko katrs kosmiskās aparatūras gabals, ko izlaiž raķete, un individuāli jānosaka, kurš gabals ir kurš," viņš teica Dzīvā zinātne
Palmers ir galvenais pētnieks projektā, kas izstrādā satelīta elektroniskās numura zīmes tipu. Tas ļaus orbiteriem pārraidīt to īpašniekus un pozīcijas tik ilgi, kamēr viņi atrodas kosmosā, pat pēc satelīta darbības pārtraukšanas.
Pašpiedziņas un lāzera pulsācija
Tā saucamā numura zīme ir aptuveni Scrabble flīzes izmēra, pietiekami maza, lai to varētu nēsāt pat niecīgi kubaciņi. Pārdots par ārkārtīgi zemu resursu optisko identifikatoru jeb ELROI, tas ar lāzeru, kas mirgo 1000 reizes sekundē, rada unikālu identifikācijas kodu - satelīta licences numuru. Mirkļu radītie paraugi pārvēršas sērijveida kodos, kurus var nolasīt ar zemes teleskopiem, identificējot satelīta īpašnieku un koordinātas.
Tā kā ELROI darbina pati sava saules baterija, tā var turpināt sarunāties ar Zemi pēc satelīta dzīves perioda beigām. Tā kā ELROI ir mazs un viegls un tam nav nepieciešama ārēja enerģija, to var viegli piestiprināt pie kosmosa aparatūras, kurai nav radio raidītāju, piemēram, raķetēm, kas palaiž satelītus kosmosā un tiek likvidētas kā brīvi peldošs nevēlamā mašīna.
Sniedzot izsekojamus datus par atsevišķiem objektiem arvien pieaugošajā kosmosa atkritumu mākonī, ELROI varētu būt kritiska loma, novēršot sadursmes. Tas pat varētu uzraudzīt radiopārraidi strādājošos satelītos un trauksmes operatorus, ja sakari tiek traucēti, sacīja Palmers.
"Papildus identifikācijas funkcijai to var izmantot arī kā zema joslas platuma diagnostikas funkciju. Tas arī palīdzēs samazināt kosmosā sabojāto satelītu daudzumu," viņš piebilda. "Numura zīmes tehnoloģija ir tikai daļa no risinājuma, taču tā ir svarīga sastāvdaļa."
Raķešu zinātne
Kad raķetes palaiž satelītus orbītā, tie parasti sadedzina visu degvielu uzreiz. Tomēr raķešu piepildīšana ar tādu degvielu, kuru var atkārtoti izmantot, varētu dot zemes operatoriem vēl vienu iespēju satelītu pasargāšanai no kosmosa avārijām, portālam Live Science pastāstīja Los Alamos pētniecības inženieris Niks Dallmans.
"Tas, ko mēs strādājām šeit, Los Alamosā, ir stabilas raķetes izgatavošana, kur jūs varat to iedarbināt, apturēt un pēc tam atkal restartēt," sacīja Dallmann, šīs jaunās metodes attīstības projekta vadītājs. Viņš paskaidroja, ka spēja atkārtoti izmantot raķetes degvielu pat pēc satelīta sasniegšanas orbītā varētu ļaut kosmosa aparatūrai mainīt kursu, lai izvairītos no iespējamās sadursmes.
"Mēs esam izstrādājuši koncepciju, kurā mūsu raķete ir satelītā integrēta lietderīgā krava," sacīja Dallmans. "Iespējams, daudzus gadus pēc tam, kad satelīts būs atdalījies no palaišanas ierīces augšējās pakāpes, mūsu kravas varētu tikt aicinātas veikt ārkārtas manevru orbītas atlieku novēršanai."
Kopš pagājušā gadsimta 60. gadiem zinātnieki ir zinājuši, ka degkameras strauja dekompresēšana cietā kurināmā raķetē pēc aizdegšanās var nodzēst apdegumu. Dalmanam un viņa kolēģiem izaicinājums bija radīt atkārtoti lietojamu aizdedzes sistēmu, kas apvienota ar mehānismu, lai ātri dekompresētu degvielas kameru.
Vēl viens izaicinājums bija tas, kā atjaunot degvielu, jo aizdedzinātāji parasti tiek iznīcināti jau pirmās sadedzināšanas laikā. Lai to atrisinātu, zinātnieki nolēma neizmantot parasto pirotehnisko aizdedzi. Tā vietā viņi eksperimentēja ar ūdens sadalīšanu ūdeņradī un skābeklī sadegšanas kamerā un pēc tam tos aizdedzināja, izmantojot elektrodu, lai radītu dzirksteli. Pēc tam pētnieki dekompresijas dēļ nodzēsa apdegumu.
"Mēs esam spējuši to attīstīt līdz vietai, kurā mēs varam veikt vairākus apdegumus secīgi nelielā raķetē," sacīja Dallmans. Nākamie soļi ietvers testus orbītā, "kur mēs veiktu vairākus apdegumus uz kuba", sacīja Dallmans.
