De grootte van afvalfragmenten die zich in een baan om de aarde bevinden, varieert nogal: van microdeeltjes tot de grootte van een schoolbus. Hetzelfde kan gezegd worden over de massa van dit afval. Grote fragmenten kunnen tot 6 ton wegen, terwijl kleine deeltjes slechts enkele grammen wegen. Al deze objecten bewegen in de ruimte in verschillende banen en met verschillende snelheden: van 10 km/u tot 25 km/u. Bovendien, in het geval van een botsing van dergelijke delen van ruimteschroot met elkaar of met een satelliet die in tegengestelde richting beweegt, kan hun snelheid 50 duizend km/u bereiken.
Volgens Alexander Bagrov, senior onderzoeker aan het Research Institute of Astronomy van de Russische Academie van Wetenschappen, ontstaat er vandaag een paradoxale situatie. Hoe meer apparaten de mensheid de ruimte in lanceert, hoe minder bruikbaar het wordt. Ruimtevaartuigen falen elk jaar met benijdenswaardige regelmaat, het resultaat hiervan is dat de hoeveelheid puin in de baan van de aarde jaarlijks met 4% toeneemt. Op dit moment roteren tot 150 verschillende objecten, variërend in grootte van 1 tot 10 cm, in de baan van de aarde, terwijl deeltjes met een diameter van minder dan 1 cm eenvoudigweg miljoenen zijn. Tegelijkertijd, als ruimtepuin in lage banen tot 400 km wordt vertraagd door de bovenste lagen van de atmosfeer van de planeet en na een bepaalde tijd naar de aarde valt, kan het voor een oneindig lange tijd in geostationaire banen blijven .
De boosters van raketten, met behulp waarvan satellieten in de baan van de aarde worden gelanceerd, dragen bij aan de toename van ruimteschroot. Hun tanks bevatten nog steeds ongeveer 5-10% van de brandstof, die zeer vluchtig is en gemakkelijk in stoom verandert, wat vaak tot vrij krachtige explosies leidt. Na een aantal jaren in de ruimte te zijn geweest, exploderen de rakettrappen die hun doel hebben gediend in stukken, waarbij een soort "granaatscherven" van kleine fragmenten om hen heen wordt verspreid. De afgelopen jaren zijn er ongeveer 182 van dergelijke explosies waargenomen in de ruimte nabij de aarde. Dus slechts één explosie van de Indiase rakettrap veroorzaakte de vorming van 300 grote fragmenten tegelijk, evenals talloze kleinere, maar niet minder gevaarlijke ruimtevoorwerpen. Vandaag heeft de wereld al de eerste slachtoffers van ruimtepuin.
Dus in juli 1996, op een hoogte van ongeveer 660 km. de Franse satelliet kwam in botsing met een fragment van de 3e trap van het Franse Arian-lanceervoertuig, dat veel eerder in de ruimte was gelanceerd. De relatieve snelheid op het moment van de aanrijding was ongeveer 15 km/s of 50 km/u. Onnodig te zeggen dat de Franse specialisten, die de nadering van hun eigen grote object misten, lang in hun ellebogen beten na dit verhaal. Dit incident werd geen groot internationaal schandaal, aangezien beide objecten die in de ruimte met elkaar in botsing kwamen, van Franse oorsprong waren.
Dat is de reden waarom het probleem met ruimteschroot tegenwoordig niet extra hoeft te worden overdreven. Je moet er alleen rekening mee houden dat in het huidige tempo een aanzienlijk deel van de baan van de aarde binnenkort niet de veiligste plek zal zijn voor ruimtevaartuigen. Dit realiserend, gelooft Jonathan Missel, onderzoeker van de Texas A&M University, dat alle bestaande methoden voor het opruimen van ruimtepuin ten minste één van de twee veelvoorkomende kwalen hebben. Ze omvatten ofwel "één stuk ruimteafval, één aaseter"-missies (die erg duur zijn), of ze omvatten het creëren van technologieën die meer dan een decennium in beslag zullen nemen om te verfijnen. Ondertussen groeit het aantal slachtoffers van ruimtepuin alleen maar.
Jonathan Missel begrijpt dit en stelt voor om het concept van "Eén stuk ruimtepuin - één aaseter" te moderniseren tot herbruikbaar. Het TAMU Space Sweeper-systeem dat hij en zijn collega's hebben ontwikkeld met de Sling-Sat-satelliet (slingsatelliet) is uitgerust met speciale aanpasbare "handen". Zo'n satelliet vangt het, na zijn nadering van ruimtepuin, op met een speciale manipulator. Tegelijkertijd begint de Sling-Sat door verschillende bewegingsvectoren te draaien, maar dankzij de instelbare helling en lengte van de "armen" wordt deze manoeuvre volledig gecontroleerd, waardoor, roterend als een voetbal, zinvol verandert zijn eigen baan en stuurt de "slingsatelliet" naar de volgende stukken ruimtepuin.
Op het moment dat de satelliet zich in de bewegingsbaan naar het tweede ruimtevoorwerp bevindt, zal het eerste element ruimteschroot hierdoor tijdens de rotatie vrijkomen. Bovendien zal dit onder zo'n hoek gebeuren dat een monster van ruimtepuin gegarandeerd in de atmosfeer van onze planeet zal crashen en daarin zal opbranden. Nadat hij het tweede object van ruimtepuin heeft bereikt, herhaalt deze satelliet de uitgevoerde operatie en zal dit elke keer doen, terwijl hij een extra lading kinetische energie van ruimtepuin ontvangt en deze tegelijkertijd terugstuurt naar de aarde naar de planeet die het leven heeft bevallen ernaar toe.
Het is vermeldenswaard dat dit concept enigszins doet denken aan de methode van de oude Griekse verspringers, die dit deden met de dumbbells naar achteren gegooid (voor extra versnelling). Het is waar dat in dit specifieke geval ruimteschrootobjecten moeten worden gevangen en tijdens de vlucht moeten worden gegooid, of de TAMU Space Sweeper dit aankan, is een open vraag.
TAMU Ruimteveger
De uitgevoerde computersimulatie laat zien dat het voorgestelde schema een hoog theoretisch brandstofrendement heeft. En dit is begrijpelijk: in het geval van de "slingsatelliet" wordt verondersteld dat energie wordt gehaald uit stukken satellieten en raketten die al lange tijd tot de 1e ruimtesnelheid zijn verspreid, en niet uit brandstof, die anders zou zijn geweest. om vanaf de aarde bij onze vuilnisophaler te worden afgeleverd.
Natuurlijk kent het concept van Missel nogal wat knelpunten. Het is vermeldenswaard dat geen van de stukken ruimteschroot natuurlijk geschikt is voor een manipulatorval en, belangrijker nog, voor hoge versnellingen tijdens intense rotatie. In het geval dat het stuk te groot en te zwaar is, kan zijn energie tijdens het draaien voldoende zijn om zichzelf en de manipulator te vernietigen. Tegelijkertijd is het onwaarschijnlijk dat de creatie van een groot aantal andere in plaats van één ruimtepuin-object de situatie in de ruimte in lage banen om de aarde zal verbeteren. Tegelijkertijd lijkt het idee natuurlijk interessant, en in het geval van een adequate technische implementatie - effectief.
Bronnen van informatie:
-http://science.compulenta.ru/739126
-http://www.popmech.ru/article/479-kosmicheskiy-musor
-http://dev.actualcomment.ru/idea/996
-http://cometasite.ru/kosmicheskiy_musor