Øyeblikket for inntreden av romrester som befinner seg under 600 km over jorden i planetens atmosfære, skjer i løpet av noen få år for mer fjerntliggende avfall, dette tar tiår eller til og med århundrer. Men en gang i de øvre lagene av atmosfæren, brenner små romavfall opp uten å nå flere titalls kilometer til overflaten av planeten, noe som betyr at det ikke truer livet til mennesker og andre innbyggere på jorden. Situasjonen er annerledes med større rusk noen forskere hevder at det er i stand til å passere gjennom alle lag av atmosfæren og nå jordens overflate. For eksempel, i 1978, falt den sovjetiske satellitten Cosmos-594 på kanadisk territorium, og et år senere spredte rusk fra den amerikanske satellitten over Australia. romstasjon.
Avfall er mye farligere for romfartøy. I dag uttrykker noen forskere bekymring for at ytterligere akkumulering kan føre til opphør av satellittoppskytinger og romflyvninger. Faktum er at søppelet har en ganske høy fri flyhastighet, og i tilfelle en utilsiktet kollisjon med et romfartøy kan det forårsake betydelig skade på det. Bare i løpet av de siste tiårene har det vært kjent flere tilfeller av skader på satellitter, passasjerromfartøy og orbitalstasjoner med rusk lokalisert i verdensrommet nær jorden, og i dag er situasjonen enda verre.
Foreløpig er det ennå ikke utviklet metoder for å forhindre at rusk kommer inn i en lav bane rundt jorden eller for å ødelegge det, bare bevegelsen og plasseringen av romavfallet overvåkes. Imidlertid, forskere forskjellige land foreslå ulike metoder for å løse dette problemet, som starter med innsamling av romavfall med gigantiske metallnett og slutter med oppfinnelsen av en romslepebåt som er i stand til å fjerne rusk i rommet. Nylig amerikanske forskere foreslått å kvitte seg med rusk ved hjelp av wolframstøv spredt rundt jorden i form av et skall opp til 30 km tykt. I dette tilfellet må en sky av wolframstøv bremse små rusk, og rydde det nære jordrommet for dem.
Samtidig utvikles nye regler for bruk av plass. For eksempel, om bord på hver kunstig satellitt må det være reservereserver av drivstoff, slik at det etter utløpsdatoen kan rette satellitten mot jorden eller overføre den til spesielt utpekte områder i bane nær jorden. I tillegg må rakettforsterkere være utstyrt med drivstoffavløpssystemer for å unngå eksplosjon. Disse tiltakene er imidlertid utilstrekkelige, og problemet med romavfall i dag er fortsatt åpent.
Falcon 9 bæreraket for noen dager siden fraktet Dragon-romlastebilen, med en eksperimentell romavfallsoppsamler, RemoveDebris-bilen. Det vil tillate å teste i praksis teknologien for å rydde opp brukte romfartøy og deres fragmenter ved hjelp av en harpun og et nett. Hvor forsøplet er verdensrommet nær jorden? Vil det være nok plass til nye satellitter? Vi bestemte oss for å se nærmere på denne problemstillingen ved hjelp av en forsker fra instituttet anvendt matematikk oppkalt etter M.V. Keldysh Mikhail Zakhvatkin.
Maskiner som RemoveDebris vil ha arbeidet sitt kuttet ut for dem. I følge NASAs studieprogram for romskrot nærmer antallet avfallsobjekter som er større enn 10 centimeter i størrelse 20 tusen, og deres totale masse nærmer seg 8 tusen tonn, og de fleste av dem er romfartøyer.
I følge beregninger fra European Space Agency når antallet objekter større enn én centimeter 750 tusen, og mindre fragmenter kan være tusenvis av ganger flere. Et stort antall små mikronstore fragmenter genereres ved drift av motorer, blant dem er det mange små partikler av maling, og dette menneskeskapte støvet forårsaker allerede reell skade, og etterlater hull og mikrokratere i husene og solenergien. paneler av romfartøy.
Hvor kommer søppel fra?
Mikrokrater fra innvirkningen av et stykke romavfall på vindusglasset til skyttelen Endeavour (oppdrag STS-126)
Samtidig fylles reservene av rusk i bane stadig opp - hvert år dukker det opp rundt hundre nye romfartøyer i verdensrommet nær jorden, og disse er ikke bare satellitter, men også tredje stadier av raketter og øvre stadier.
En økning i antall romavfallsobjekter som er større enn 10 centimeter i størrelse. Linjene representerer (fra topp til bunn): 1. Totalt antall objekter i bane; 2. Små rusk som følge av ødeleggelse av satellitter; 3. Romfartøy; 4. Fragmenter skilt fra romfartøyer som et resultat av normal drift; 5. Øvre stadier av raketter.
Før eller senere var den intensive befolkningen i banen nødt til å føre til "nytteproblemer", og i 1978 kom NASA-ansatte Donald Kessler og Burton Cours-Palais til den konklusjon at i nær fremtid ville kollisjoner mellom mislykkede satellitter begynne å forekommer så ofte at mengden rusk vil vokse eksponentielt (selv om romoppskytinger stopper helt på dette tidspunktet) og til slutt vil det dannes en ring av romfartøysrester rundt jorden, lik ringen til Saturn. De spådde at den første romfartøykollisjonen ville skje før år 2000. I virkeligheten skjedde kollisjonen av satellittene Kosmos-2251 og Iridium 33 19. februar 2009, og deres "møte" genererte umiddelbart 1150 stykker rusk så store at de kunne bli lagt merke til av radarene til romkontrollsystemet.
Selv om Kessler syndrom – en ukontrollert kjedereaksjon av ødeleggelse av enheter i bane og transformasjon av verdensrom nær til en forbudt sone – kan vi bare observere i filmer som "Gravity" eller "Wally-E", er romrester allerede bli en merkbar plage. Det er nok å huske at den internasjonale romstasjonen (ISS) regelmessig må justere sin bane for å unngå kollisjoner, og enda oftere må kosmonauter slippe alt og klatre inn i romfartøyet Soyuz for å vente ut øyeblikket når stasjonen kommer farlig nær et fragment av romrester. Deler som leveres til jorden fra ISS lider ofte av mikroskader - spor etter støt fra små rusk.
Slagspor av et mikroskopisk fragment av romavfall
Noe selvrensing av det nær-jordiske rommet skjer fortsatt, forklarer N+1 forsker Institutt for anvendt matematikk oppkalt etter M.V. Keldysh Mikhail Zakhvatkin. Ifølge ham, innen en 11-års syklus solaktivitet Omtrent 250–300 avfallsgjenstander per år må ekskluderes fra kataloger – de kommer rett og slett inn i atmosfæren og brenner opp. Men hastigheten på denne rensingen varierer sterkt avhengig av fasen av solaktivitetssyklusen (i perioder med den aktive solen, "svulmer" jordens atmosfære og begynner å bremse objekter sterkere) og av banens høyde.
"Selv om påvirkningen fra atmosfæren merkes i høyder på opptil 1500 kilometer, er den atmosfæriske bremsen virkelig effektiv bare i lav jordbane, det vil si i baner opp til 500–600 kilometer høye. I denne sonen kan satellitter uten konstant heving av banen ved hjelp av motorer overleve i maksimalt et par tiår, da vil de gå inn i atmosfæren og brenne opp. Men allerede i høyder på 700-1000 kilometer kan romfartøy forbli i 50-100 år, det vil si på skalaen til menneskeliv - nesten for alltid. Dessuten er disse banene de mest populære, det er mange solsynkrone satellitter der, fordi de ikke trenger å bruke mye drivstoff for å opprettholde denne banen. Mange enheter lanseres til disse høydene fordi de kan overleve der i lang tid, sier forskeren.
Fordeling av antall satellitter avhengig av banehøyden
Nivået fra 700 til 1000 kilometer er det mest populære og befolkes raskest, men selv i disse høydene er implementeringen av det katastrofale scenariet beskrevet av Kessler et spørsmål om en fjern fremtid.
"Det er 13 tusen satellitter i lave baner om 200 år, under det mest negative scenariet vil antallet øke til 100 tusen, noe som betyr at sannsynligheten for kollisjoner vil øke med omtrent 100 ganger. I dag er sannsynligheten for en katastrofal kollisjon omtrent en gang hvert femte år ettersom sannsynligheten for kollisjoner øker, får vi en verdi på omtrent 20 hendelser per år per befolkning på 100 tusen kjøretøy. Dette er ikke en så høy risiko at det å gjøre oppskyting av satellitter inn i denne sonen kommersielt meningsløst, forklarer Zakhvatkin.
Forskeren mener imidlertid at problemet ikke bør forverres ved å overlate løsningen til fremtidige generasjoner, så tiltak for å bekjempe forurensning av nær-jordens rom må utarbeides nå.
Rengjør der det ikke er søppel
Til å begynne med ville det være fint å sørge for at det ikke er mer romrester, og for dette er det nødvendig at romfartøyer ikke eksploderer. Hovedkilden til små fragmenter i bane i dag er ikke kollisjoner av satellitter med hverandre (så langt vet vi bare en slik hendelse - kollisjonen av Iridium med Cosmos, som ble diskutert ovenfor), men de såkalte "fragmenteringshendelsene", ødeleggelse av kjøretøy av ulike interne årsaker.
I følge NASA-estimater, fra august 2007, ble det registrert 194 tilfeller av eksplosiv ødeleggelse av satellitter, øvre stadier av raketter og øvre stadier, og ytterligere 51 unormale hendelser - separasjon av eventuelle fragmenter (solpaneler, deler av termisk isolasjon, strukturelle deler ) fra det gjenværende intakte apparatet . Samtidig er eksplosjoner av kjøretøy i bane kilden til rundt 47 prosent av den totale mengden romrester.
Romfartøy eksploderer hovedsakelig på grunn av overoppheting av gjenværende drivstoff i tankene - av denne grunn skjer eksplosive ødeleggelser i mer enn 45 prosent av tilfellene. En slik hendelse, mye rapportert i pressen, skjedde 19. oktober 2012, da Briz-M øvre scene eksploderte i bane og skapte en sky med mer enn 100 stykker rusk. For nylig, for halvannen måned siden, kom den ekstra drivstofftanken til Fregat øvre trinn, som ble brukt til å lansere Angosat-1-satellitten, hvoretter ytterligere 25 fragmenter dukket opp i katalogen over romobjekter.
"Dette problemet er ganske enkelt å løse - du må sørge for passivering av brukte kjøretøy, det vil si bygge ventiler inn i tankene som vil frigjøre drivstoffdamp, eller holde motorene i gang til de er helt utmattet, helst mens du senker banen til kjøretøyene, sier Mikhail Zakhvatkin.
Imidlertid bemerker han at hvis den nåværende frekvensen av oppskytninger av nye romfartøyer i lave baner opprettholdes og betydelige tiltak iverksettes for å fjerne brukte satellitter og passivere, vil det totale antallet objekter som er større enn 10 centimeter i størrelse, fortsatt øke med 30 prosent i løpet av neste 200 år. "Samtidig vil hovedrollen i veksten av dette antallet spilles av kollisjoner av satellitter i den svært overbefolkede regionen med høyder på 700-1000 kilometer, hvorav den største vil skje en gang hvert 5-9 år," forklarer vitenskapsmannen.
Hvordan rydde opp etter deg
Regler for å forhindre en økning i ruskbelastningen i bane har lenge blitt utviklet - det er FN-anbefalinger, og den tilsvarende standarden er godkjent av ISO. Men så langt er det ingen juridisk bindende internasjonal traktat på dette området, og hvert land styres av sine egne regler, noen ganger på bekostning av felles interesser. Dermed skjøt Kina i 2007 ned sin egen værsatellitt med en rakett et resultat av at mer enn 2 tusen nye fragmenter av romavfall dukket opp i bane.
De generelle anbefalingene er generelt ganske enkle - flytt det brukte kjøretøyet til et sted hvor det ikke vil forstyrre nye satellitter, og send det om mulig inn i lave baner slik at det brenner opp i atmosfæren. Så langt gjelder denne regelen generelt bare enheter som befinner seg i geostasjonær bane i en høyde av 36 tusen kilometer. Plass på en geostasjonær stasjon er en knapp ressurs, så geostasjonære satellitter som har tjent sin hensikt er plassert i en "disponeringsbane" 100-200 kilometer høyere, forklarer Zakhvatkin. I andre baner følges imidlertid ikke alltid denne regelen.
Ulike alternativer for enheter for å fjerne satellitter fra bane ved bremsing (fra topp til bunn fra venstre til høyre): 1. Bruke en oppblåsbar gassflaske - på grunn av luftmotstand; 2. Bruke en film strukket på teleskopstenger - på grunn av luftmotstand; 3. Belte med motvekt - på grunn av gravitasjonsgradient; 4. Ledende kabel - på grunn av magnetiske felt.
GLOBAL AEROSPACE CORPORATION
På den ene siden er det ikke kommersielt lønnsomt å ha om bord på en satellitt en tilførsel av drivstoff som kun er beregnet på å dekretere enheten ved slutten av levetiden. På den annen side har mange satellitter, spesielt mikroenheter av CubeSat-standarden, ikke egne motorer i det hele tatt. Ingeniører tilbyr mange alternativer for tilleggsenheter som kan øke hastigheten på kjøretøyets bane. Dette er for eksempel oppblåsbare sylindre, som øker enhetens areal og følgelig luftmotstanden, som bremser enheten på grunn av påvirkning av elektromagnetiske felt. Men så langt har ingen av disse enhetene blitt standard.
Spesialiserte kjøretøy for å rydde opp romavfall, til tross for de høye kostnadene ved slike prosjekter, kan være nyttige for å forhindre tilfeller av fragmentering av store kjøretøy. "En stor satellitt betyr potensielt tusenvis av små fragmenter som kan oppstå fra en kollisjon med en annen satellitt eller spontan ødeleggelse. En spesialisert "renser" kan fjerne disse store objektene, som har potensial til å fragmentere, slik at de ikke blir værende i disse banene på ubestemt tid. Hvis vi fjerner rundt 4-5 objekter fra høye baner per år, kan dette oppveie den potensielle økningen i antall små fragmenter på lang sikt, sier Zakhvatkin.
Det er mange bekymringer rundt Elon Musks planer for rundt 12 tusen satellitter av Starlink-systemet, som skal gi global tilgang til Internett. Mikhail Zakhvatkin mener imidlertid at dette prosjektet ikke vil alvorlig forverre situasjonen med romrester.
"For Starlink- og Oneweb-systemkonstellasjonene er det planlagt å bruke baner med en høyde på mer enn 1,1 tusen kilometer. Nå er konsentrasjonen av potensielt farlige fragmenter i dette området en størrelsesorden lavere enn verdiene i høyder på 800-900 kilometer. Derfor vil det å legge til et så stort antall enheter ikke gjøre situasjonen i disse banene kritisk, sier forskeren.
Sergey Kuznetsov
Romrester
Distribusjon av rusk i nær-jordens rom
Under romrester refererer til alle kunstige gjenstander og deres fragmenter i rommet som allerede er defekte, ikke fungerer og aldri igjen vil kunne tjene noen nyttige formål, men som er en farlig faktor som påvirker fungerende romfartøy, spesielt bemannede. I noen tilfeller kan romavfallsobjekter som er store eller inneholder farlige (atomfysiske, giftige osv.) materialer om bord utgjøre en direkte fare for jorden - i tilfelle av deres ukontrollerte bane, ufullstendig forbrenning når de passerer gjennom tette lag av Jordens atmosfære og rusk faller ut på befolkede områder, industrianlegg, transportkommunikasjon osv.
Problemet med forurensning av verdensrommet nær jorden med "romavfall", som et rent teoretisk, oppsto i hovedsak umiddelbart etter oppskytingen av de første kunstige jordsatellittene på slutten av femtitallet. Den fikk offisiell status på internasjonalt nivå etter rapporten fra FNs generalsekretær med tittelen "The Impact of Space Activities on miljø«10. desember, hvor det spesielt ble bemerket at problemet er av internasjonal, global karakter: det er ingen forurensning av det nasjonale nær-jordrommet, det er forurensning av jordens ytre rom, som påvirker alle land like negativt.
Behovet for tiltak for å redusere intensiteten av menneskeskapt romavfall blir tydelig ved vurderingen mulige scenarier romutforskning i fremtiden. Det finnes estimater av den såkalte "kaskadeeffekten", som på mellomlang sikt kan oppstå fra gjensidige kollisjoner av gjenstander og partikler av "romavfall". Når man ekstrapolerer de nåværende forholdene for lav-jordbane (LEO) forurensning, selv med hensyn til tiltak for å redusere det fremtidige antallet orbitale eksplosjoner (42 % av alt romavfall) og andre tiltak for å redusere menneskeskapt rusk, kan denne effekten i på lang sikt føre til en katastrofal økning i antall objekter som kretser rundt i LEO og, som en konsekvens, til den praktiske umuligheten av ytterligere romutforskning. Det antas at "etter 2055 vil prosessen med selvreproduksjon av restene av menneskelig romaktivitet bli et alvorlig problem"
Kjennetegn på romavfall
Bidrag til opprettelsen av romrester etter land: Kina - 40%; USA - 27,5%; Russland - 25,5%; andre land - 7%.
Metoder for å beskytte romfartøy fra kollisjoner med romfartøy
Det er praktisk talt ingen effektive tiltak for å beskytte mot romrester gjenstander som er større enn 1 cm i diameter.
Metoder for rengjøring og ødeleggelse av rusk
Effektive praktiske tiltak for ødeleggelse av romavfall i baner på mer enn 600 km (hvor den rensende effekten av bremsing på atmosfæren ikke påvirker) eksisterer ikke på det nåværende nivået av teknologisk utvikling av menneskeheten. Selv om en rekke andre ble vurdert, for eksempel, et prosjekt av en satellitt som ville søke etter rusk og fordampe det med en kraftig laserstråle, eller en bakkebasert laser som skulle bremse ned ruskene for inntrengning og påfølgende forbrenning i atmosfæren , eller en enhet som samler søppel for videre behandling. Samtidig, relevansen av oppgaven med å sikre sikkerheten til romflyvninger under forholdene med teknologisk forurensning av nær-jordens rom (NEO) og redusere faren for objekter på jorden under ukontrollert inntreden av romobjekter i de tette lagene av atmosfæren og deres fall til jorden vokser raskt. Derfor, for å sikre en løsning på dette problemet, utvikles internasjonalt samarbeid om spørsmålet om "romavfall" på følgende prioriterte områder:
- Miljøovervåking av NEO, inkludert den geostasjonære bane (GEO)-regionen: overvåking av "romavfall" og vedlikehold av en katalog over "romavfall"-objekter.
- Matematisk modellering av "romrester" og etableringen av internasjonale informasjonssystemerå forutsi forurensning av romfartøyet og dets fare for romflyvninger, samt informasjonsstøtte for hendelser med farlig tilnærming av romfartøy og deres ukontrollerte inntreden i de tette lagene av atmosfæren.
- Utvikling av metoder og midler for å beskytte romfartøyer mot virkningene av høyhastighetspartikler av "romskrot".
- Utvikling og gjennomføring av tiltak rettet mot å redusere forurensning av avfallsområdet.
Siden økonomisk akseptable metoder for å tømme det ytre rom for rusk ennå ikke eksisterer, vil hovedoppmerksomheten i nær fremtid bli gitt til kontrolltiltak som utelukker dannelsen av rusk, for eksempel forebygging av orbitale eksplosjoner som følger med flukt av teknologiske elementer, fjerning av brukte romfartøy inn i deponeringsbaner, og retardasjon til atmosfæren etc.
Samtidig, siden de fleste tiltak for å redusere forurensning direkte eller indirekte påvirker spørsmålene om å forme utseendet og konkurranseevnen til lovende romteknologi og er forbundet med betydelige kostnader for moderniseringsprosjektene, må lovende generelle forskrifter og standarder for forurensning av romobjekter vedtatt nøye og på global basis.
Nasjonale organisasjoner
Foreløpig er det bare to land - Russland og USA - som har evnen og overvåkingen av alt rom nær jorden når det gjelder menneskeskapt forurensning, avhengig av deres nasjonale romkontrollsystemer.
Russland (USSR)
I juli 1996, i en høyde på rundt 660 km, kolliderte en fransk satellitt med et fragment av den tredje fasen av den franske Arian-raketten.
Historisk betydning av orbital rusk
Vitenskapshistorikere påpeker at noen gjenstander i bane, sett på som søppel, vil være av interesse for fremtidige romarkeologer og derfor bør bevares.
Se også
- Planetes (anime-serie om samlere av romavfall)
Notater
I følge data levert av forskere fra USA, er det akkurat nå mer enn 23 tusen kunstige gjenstander i banen til planeten vår som kan klassifiseres som romrester. Dette inkluderer "døde satellitter", deler som er igjen fra eksploderte raketter osv.
Vi snakker hovedsakelig om objekter større enn 10 centimeter. Alle er oppført i spesielle kataloger og har egne identifikasjonsnummer. Forresten, i 2013 var antallet slike fragmenter i jordens bane, ifølge den amerikanske katalogen, bare 16 600.
Problem med romrester
I dag begynner forskere i økende grad å snakke om tilstopping av bane nær jorden med romrester. I midten av april rapporterte European Space Agency at det allerede er så mange kunstige fragmenter i bane at det begynner å bli svært vanskelig å overvåke dem, og dette kan føre til ulike ulykker. Søppelet som er samlet over flere tiår har ingen vitenskapelig verdi, men utgjør en trussel mot ISS, fungerende satellitter og romflyvninger. Rapporten presentert av ESA inneholder følgende tall:
«Ved bruk av kraftige bakkebaserte radarer og andre optiske instrumenter har vi fastslått at det er omtrent mer enn 700 000 objekter større enn 1 centimeter og omtrent 170 millioner fragmenter større enn 1 millimeter i bane. Disse tallene vokser hvert år."
Problemet med romskrot er i ferd med å bli et presserende problem, og hvis det ikke løses, risikerer vi å komme i en situasjon hvor menneskeheten ikke lenger vil være i stand til å gå ut i verdensrommet, den vil rett og slett være stengt for oss. Imidlertid er det mange prosjekter, hvis implementering vil bidra til å løse dette problemet. Dr. Siegfried Jason ønsker for eksempel å lage en enhet som veier omtrent 100 gram som vil fange opp rusk og sende det inn i planetens atmosfære, hvor det vil brenne opp. Andre foreslår å sende romsøppel til Mars i det hele tatt. Dessverre, på grunn av den økonomiske komponenten, eksisterer eventuelle forslag, som de sier, så langt bare på papiret.
Og det er fortsatt ukjent hvordan forskere vil ødelegge radioaktive grunnstoffer. På 60-80-tallet av forrige århundre lanserte USSR et stort antall US-A maritime rekognoseringssatellitter ut i verdensrommet. Om bord på hver enhet som finnes atomreaktor med 30 kilo anriket uran-235. En serie på 30 enheter ble lansert, hvorav flere allerede har «returert» til jorden. En av dem, Cosmos 954, falt i Canada i 1978. Satellittavfallet forårsaket radioaktiv forurensning av området (heldigvis tynt befolket), noe som førte til en stor internasjonal skandale. De gjenværende ikke-fungerende satellittene ble "begravd" i en bane i en høyde på rundt 1000 kilometer, der eksperter tror at satellittene vil kunne forbli i ytterligere 2000 år.
ISS og romrester
I mai i fjor sendte den britiske astronauten Timothy Peake, som jobbet ombord på ISS på den tiden, dette bildet tilbake til jorden.
Bildet viser tydelig en liten sprekk, det vil si skade på koøye. Eksperter fra European Space Agency forklarte at denne skaden var forårsaket av et metallfragment utenfra. "ikke mer enn noen få tusendels millimeter". Faktisk kan ikke gjenstander av denne størrelsen forårsake alvorlig skade på stasjonen, men et fragment med en diameter på mer enn 1 centimeter som flyr gjennom rommet med hastigheten til en kule kan forårsake en kritisk situasjon. Det er skummelt å forestille seg hva som vil skje med stasjonen hvis et jernstykke større enn 10 centimeter krasjer inn i den.
ISS er i lav jordbane i en høyde på rundt 400 kilometer over havet (LEO har en høyde på 160 til 2000 km). Det er verdt å si at alle romflyvninger fant sted og fant sted i LEO-regionen, og de fleste av jordens kunstige satellitter skytes opp her, så en stor mengde søppel er konsentrert her.
Muligheten for en kollisjon mellom ISS og disse objektene eksisterer konstant, heldigvis lever vi i det 21. århundre, og teknologien lar oss spore bevegelsen til romavfall. Rundt stasjonen er det en såkalt "beskyttende perimeter" i form av en pizzaboks. Dens dimensjoner er 4 kilometer i høyden (2 km ned og opp fra stasjonen) og 25 kilometer i bredde og lengde. Hvis noe av rusket faller innenfor denne beskyttelsessonen, vises en alarm på monitorene til USSTRATCOM bakketjeneste som er ansvarlig for sporing av rusk.
Operatører advarer NASA om den forestående faren og begynner å justere høyden til ISS: heve eller senke stasjonen for å unngå en kollisjon. Det er tydelig at veldig små jernstykker, på størrelse med nåløyet, er svært vanskelige å spore, og som vi skrev ovenfor, utgjør de ikke en fare for ISS.
For sin størrelse er den internasjonale romstasjonen veldig mobil (veier litt over 400 tonn). Den er utstyrt med fire gyrodyner - treghetsenheter som lar stasjonen endre retning i rommet. I tillegg til dette har ISS flere sett med thrustere som lar den snu. Styring skjer fra bakken av spesialtjenester.
ISS holdes i lav jordbane av jordens tyngdekraft. Uten denne attraksjonen ville stasjonen fly ut i det dype rom. Basert på loven universell gravitasjon, viser det seg at ISS ser ut til å falle til jorden, men "savner", i tillegg beveger den seg fortsatt "sidelengs" (ikke glem, planeten er rund). For at denne bevegelsen ikke skal stoppe, er det nødvendig å velge denne "sidelengs hastigheten" riktig. For ISS er det 8 km/s.
En nyanse til. I høyden der ISS er plassert, kan en atmosfære spores - et gassformet skall som roterer sammen med planeten vår. Stasjonen, som det var, "gnir" mot den og bremser ned, og kommer nærmere og nærmere jorden. For å forhindre at det kosmiske huset kollapser fullstendig, er det nødvendig å heve høyden regelmessig.
På samme måte "fungerer" romavfall og roterer rundt jorden i LEO. Med to forskjeller - den har høyere hastighet enn ISS, og den styres ikke fra kommandoposten. Avfall fra ulike enheter faller stadig ned. Hvert år kommer rundt 150 tonn rusk inn i jordens atmosfære. Mindre fragmenter brenner opp i atmosfæren, større drukner i havet, men noen ganger kan de kollapse på en fast overflate. Den mest bemerkelsesverdige hendelsen de siste tiårene var fallet i 1997 av drivstofftanken til andre trinn av Delta 2 bærerakett. Et metallstykke falt i Texas. Heldigvis ble ingen skadet.
Det er også rusk i geostasjonær bane, som starter i en høyde på mer enn 30 000 km. Det er velkjent at jo høyere banen er, jo lavere er gravitasjonskraften, og jo mindre forstyrrer atmosfæren, noe som betyr at rusk kan holde seg på den lenger – i århundrer!
Leder i mengden rusk som er igjen i verdensrommet
De fleste romrester består av fragmenter som ble dannet under tilsiktet eller spontan eksplosjon av raketter eller satellitter. De fleste av disse eksplosjonene var "planlagt". I løpet av Den kalde krigen USSR og USA gjennomførte mange romflyvninger under militære programmer, og noen skip som ikke klarte å fullføre oppgaven ble rett og slett ødelagt i verdensrommet.
Men det var også nødsituasjoner da enheter eksploderte utilsiktet, på grunn av noen problemer med systemet. For eksempel på 1960-tallet var hovedårsaken til romkatastrofer damp fra rakettdrivstoff, som ikke hadde tid til å brenne ut under drift av fremdriftssystemene. I 1965, på grunn av gjenværende drivstoff i tankene, eksploderte et stadium av den amerikanske Transstage-raketten, noe som resulterte i at raketten brøt i 500 deler. Alle disse fragmentene forble i verdensrommet.
Det første stedet i eksplosjoner i bane tilhører... Russland. Siden 1991 har det vært minst 35 ulykker med russiske missiler. Man kan bare gjette hva dette henger sammen med. En av årsakene er nedgangen i kvaliteten på produsert romteknologi. Dette problemet begynte etter sammenbruddet av Sovjetunionen. Til stor sorg kan denne nedgangen i rakett- og romindustrien fortsatt ikke overvinnes.
Fant du en feil? Velg et tekststykke og klikk Ctrl+Enter.
I løpet av årene med romutforskning har mange ubrukelige gjenstander samlet seg der. Utdannet ved MSTU. Bauman, som spesialiserer seg på modellering av romkomplekser Anna Lozhkina forklarer opprinnelsen til dette søppelet, hvor det kommer fra og hvorfor det ikke faller på hodet vårt, forteller hva som kan gjøres for å opprettholde renheten i verdensrommet.
Hvilke objekter går i bane rundt planeten vår?
Først av alt er dette en teknikk lansert av folk.
Fjernmålingskjøretøyer og den interplanetære romstasjonen (ISS) beveger seg i lav jordbane, i en høyde på 160 til 2000 kilometer.
I en mer fjern, geostasjonær bane er høyden omtrent 36 tusen kilometer over planetens overflate, satellitter "svever" for direkte sending av TV-programmer og ulike systemer kommunikasjon.
Faktisk beveger satellittene seg med svært høye lineære og vinkelhastigheter, og holder tritt med jordens rotasjon, så hver av dem er plassert over sitt eget punkt på planeten - som om de henger over den.
I tillegg er det forskjellige "romavfall" i bane.
Hvor kommer søppel fra i verdensrommet hvis ingen bor der?
Akkurat som på jorden er søppel i verdensrommet menneskets verk. Disse er brukte stadier av bæreraketter, rusk fra kolliderende eller eksploderende satellitter.
Antall kjøretøy sendt ut i verdensrommet fra 1957 til i dag har oversteget 15 tusen. Det begynner allerede å bli overfylt i lave baner.
Noe utstyr begynner å bli utdatert – noen enheter går tom for drivstoff, andres utstyr går i stykker. Slike satellitter kan ikke lenger kontrolleres, men kun spores.
Snart vil det være så mange satellitter og romrester rundt jorden at det vil være umulig å skyte opp en ny satellitt eller fly vekk fra jorden på en rakett.
Kollisjonen av selv små objekter som beveger seg i omløpshastigheter i vinkel mot hverandre fører til betydelig ødeleggelse av dem. Dermed kan tyggegummi som flyr inn i ISS-bane gjennombore skallet på stasjonen og drepe hele mannskapet.
En lignende effekt - en økning i mengden rusk i lav jordbane som følge av kollisjoner av objekter - kalles Kessler-syndrom og kan potensielt i fremtiden føre til fullstendig umulighet å bruke det ytre rom ved oppskyting fra jorden.
Hvordan er ting høyt oppe i geostasjonær bane? Det er også tett befolket, steder der er dyre og det er til og med venteliste. Derfor, så snart levetiden til enheten slutter, fjernes den fra den geostasjonære stasjonen, og den neste satellitten flyr til den ledige posisjonen.
Hvor blir det av romrester?
Fra lav jordbane går et hvilket som helst stort objekt ned i atmosfæren, hvor det brenner opp raskt og fullstendig - ikke engang aske faller på hodet vårt.
Men med små biter er situasjonen mer komplisert. Flere organisasjoner i USA og Russland sporer bare romfartøy og rusk som er større enn 10 cm. Objekter med størrelser fra 1 til 10 cm er nesten umulige å telle.
Fra geostasjonær bane flyttes satellitter som er utdaterte eller har sluttet å fungere normalt lenger unna, til en høyde på rundt 40 tusen kilometer, for å gi plass til nye utfordrere.
Så bak den geostasjonære stasjonen dukket det opp en gravbane, der de "døde" satellittene vil fly av treghet i hundrevis av år.
Hva skjer med romskip?
Skipene som folk dro ut i verdensrommet på, vender tilbake til jorden, hvor de lever ut livet i museer eller forskningssentre.
Søppelet som genereres under livsaktivitetene til innbyggerne på den internasjonale romstasjonen vil definitivt ikke havne i verdensrommet. Den er nøye satt sammen, lastet på et transportskip - det som bringer dem alt de trenger, og setter av gårde mot jorden. På vei tilbake brenner dette skipet nesten fullstendig opp i atmosfæren eller senkes i Stillehavet.
Søppel som romfartøysoppskyting koster
En melding på radioen eller fra TV-skjermer om at «den første faseseparasjonen fant sted som normalt» høres kjent ut for moderne mann. På vei til den planlagte banen mister bæreraketten også andre deler som er blitt unødvendige.
For 1 kg utsatt masse er det minst 5 kg hjelpemasse. Hva skjer med dem?
Tankene i første trinn blir umiddelbart "fanget" på jorden av spesialtrente mennesker. Det andre stadiet og kåpene faller også til jorden, men de sprer seg mye lenger og er vanskeligere å finne.
Men de øvre trinnene, som brukes under overgangen fra referansebanen til den endelige banen, forblir der oppe. Over tid glir de sakte ned og kommer inn i atmosfæren, hvor de brenner opp.
I utgangspunktet blir alt til støv og forsvinner ut i atmosfæren. Med mindre veldig, veldig store og sterke brikker når oss. I 2001 fløy et stykke fra MIR-stasjonen og falt i havet.
Avhending av romfartøy
Det viser seg at metodene for å kvitte seg med romfartøy er å drukne dem i havet, skyte dem opp lenger unna, brenne dem i atmosfæren... Dette er en helt avfallsfri metode.
Deler som finnes på jorden av redningsmenn, blir resirkulert eller gjenbrukt.
Dessverre kan ikke alt resirkuleres ennå. Hydrazin som lekker fra en falt motor vil forgifte jord og vann i lang tid.
Hvordan påvirker alt dette støvet og røyken luften vi puster inn?
Ja, luften vår er forurenset og rotete med små partikler av aske, støv og andre produkter fra forbrenning av romfartøy. Men ikke så mye som fra utslipp fra jordiske biler og fabrikker.
Her er bare ett eksempel. Den totale massen av luft i atmosfæren er 5X10¹⁵ tonn. Massen til Mir-banestasjonen, det største romfartøyet som noensinne har kommet inn i atmosfæren og brent opp i den (2001), er 105 tonn. Det vil si at alle dråpene og støvflekkene som er igjen fra orbitalstasjonen er ingenting sammenlignet med størrelsen på atmosfæren.
La oss nå se på industrielle utslipp. Ifølge Rosstat skjedde de minste totale utslippene i observasjonsperioden siden 1992 i 1999. Og det utgjorde 18,5 millioner tonn.
Det vil si at over landet vårt alene på ett år kom det 176 190 ganger mer skitt i luften enn det som ble spredt over alt kloden, mens «Mir» brant i atmosfæren.
Hva kan gjøres for å redusere mengden rusk i rommet
I siste årene Menneskeheten står overfor akutte problemer med å opprettholde renheten i verdensrommet.
Det er flere områder det forskes på:
- Utvikling av mikrosatellittindustrien. Bokssatellitter er allerede laget - cubesats og tabletsats. Når de skytes opp, oppnås betydelige besparelser ved oppskyting, mindre drivstoff kreves og mindre overskudd kommer i bane. Riktignok er det fortsatt uklart hvordan man skal ta igjen en slik klump hvis noe går galt.
- Øke levetiden til enheter. De første satellittene ble designet i 5 år, moderne satellitter - i 15 år.
- Gjenbruk av deler. Det største gjennombruddet i denne retningen er returraketter, som Elon Musk allerede jobber med.
Det er også veldig viktig å forstå hvilke satellitter som virkelig er nødvendige og å ta en mer ansvarlig tilnærming til valg av bæreraketter.
I en fjern fremtid håper vi det vil være støvsugere eller andre enheter som vil tillate kosmetisk og til og med generell rengjøring av det ytre rom.
Du vet aldri hva du kan finne på, hvis du tenker deg om, hvis du setter deg som mål å bevare ren plass for fremtidige generasjoner.