Kā izmest platāku tīklu kosmosa atkritumu izsekošanai

Ms Tech | Atkritumi: Getty; Zeme: NASA

Kosmosa atkritumus drīzumā nepazudīs, un arī problēmas, ko tas rada. Mēs esam gatavi redzēt vairāk satelītu palaišanas ar katru gadu, kas nozīmē, ka arvien vairāk raķešu un kosmosa kuģu gabalu atbrīvojas un rāvējslēdzējs ar ātrumu vairāk nekā 22 000 jūdzes stundā . Pie šāda ātruma pat tikai dažus centimetrus garš objekts varētu uzreiz iznīcināt satelītu un izsūtīt kosmosā vēl vairāk gružu.

Kā jūs ar to tiekat galā? Varat izmantot jaudīgus lāzerus, lai izmērītu attālumu līdz šiem objektiem, piemēram, radaru vai hidrolokatoru. Lāzera stars ietriecas orbītā esošajos gruvešos un atlec atpakaļ uz Zemi, un zemes apkalpes var izmērīt, cik ilgs laiks nepieciešams, lai noskaidrotu, kur viņi atrodas un kurp tie dodas, brīdinot jūs par iespējamu sadursmi ar citiem objektiem. Šī lāzera attāluma noteikšanas tehnika nebūt nav jauna satelītu izsekošanas prakse, taču ar kosmosa atkritumu izsekošanu situācija ir atšķirīga, saka Karolīna Frūe, Purdjū universitātes astrodinamikas eksperte. Kosmosa atkritumi nepaliek stabilā orbītā. Viņa saka, ka tas sāks gāzties un uztvers potenciāli straujas attieksmes kustības, tāpēc tas nav labi orientēts. Lāzera noteikšana parādīsies nejaušāk nekā satelītiem, tāpēc ir nepieciešams vairāk nepārtrauktu novērojumu, lai patiešām paredzētu, kur virzās gruži.

Lāzera diapazona noteikšana sniedz tikai atrašanās vietas logu, kura attālums ir līdz pat vairākiem tūkstošiem kilometru. Lai nodrošinātu labākas prognozes, gružu izsekotāji var arī izmērīt saules gaismas atstarojumu no šiem objektiem, ko var izmantot, lai sašaurinātu šos logus līdz dažiem metriem. Taču šos saules gaismas atspīdumus var novērot tikai rītausmā vai krēslā, kad zemes stacijas vēl ir tumšas, bet paši satelīti ir izgaismoti.

Eiropas pētnieku komanda domā, ka beidzot ir tikusi apiet šo problēmu, norāda a jauns raksts, kas publicēts Nature Communications . Austrijas Zinātņu akadēmijas kosmosa atkritumu pētnieka Mihaela Šteindorfera vadītā komanda ir izdomājusi veidu, kā vizualizēt kosmosa atkritumus gaišā dienas laikā uz zilu debesu fona. Tā vietā, lai mērītu saules gaismas atstarojumu vecmodīgā veidā, jaunajā dienasgaismas tehnikā tiek izmantots specializēts filtrs, teleskops un kameru sistēma, lai novērotu zvaigznes debesīs dienasgaismā (kad tās ir 10 reizes grūtāk pamanīt). Tādējādi tiek iegūts fons, kas kontrastē ar kosmosa atkritumiem, kas spožāk atstaro gaismu, jo tie atrodas tuvāk Zemei, tāpēc jums vairs nav jāgaida līdz krēslai vai pirms rītausmas, lai iegūtu saules gaismas atstarošanas mērījumus. Turklāt komanda izstrādāja jaunu programmatūru, kas automātiski labo objektu atrašanās vietas prognozes reāllaikā precīzāk nekā iepriekšējās sistēmas.

Komanda izmēģināja šo jauno dienasgaismas sistēmu dienas laikā uz četriem dažādiem raķešu ķermeņiem, kas pārvietojās pa orbītu nedaudz zem 1000 kilometru virs Zemes virsmas, precīzi nosakot to atrašanās vietu aptuveni viena metra diapazonā. Viņi vēlāk apstiprināja sistēmu, novērojot 40 citus objektus. Kopumā pētnieki uzskata, ka jaunā dienasgaismas sistēma var padarīt lāzera diapazona sistēmu precīzāku no 6 līdz 22 stundām dienā atkarībā no sezonas. Izsekošanas stacijai vajadzētu būt pietiekami daudz iespēju izveidot šādu sistēmu.

Darbs progresā

Dažas aplēses liecina, ka ap Zemi riņķo 130 miljoni kosmosa atlūzu.

NASA ODPO

Tomēr novērojumu veikšanai dienasgaismā ir savi trūkumi, un Steindorfer pieļauj, ka atspulgi no citiem objektiem var viegli traucēt gružu izsekošanu. Laika gaitā ir jāuzlabo gan aparatūra, gan programmatūra, lai samazinātu neprecīzas prognozes, un Šteindorfers apgalvo, ka visa sistēma ir jāuztver kā nepārtraukts darbs. Fruehs, kurš nestrādāja pie jaunā pētījuma, arī piebilst, ka dienasgaismas izsekošana jau ir iespējama ar radaru, un arī dienasgaismas optiskie novērojumi ir izmantoti, lai noteiktu īpaši spilgtu gružu kustību.

Taču, apvienojot šos teleskopa novērojumus ar lāzera attāluma mērījumiem, tiek nodrošināts ievērojams uzlabojums kataloģizēto objektu pašreizējās precizitātēs, jo īpaši liela augstuma orbītās, kuras netiek izsekotas ar radaru, saka Fruehs. Viņa brīdina, ka tas nevar kalpot kā visaptverošs risinājums visu izmēru un augstuma gružu skenēšanai, taču tam vajadzētu būt vēl vienam noderīgam rīkam gružu izsekošanas rīku joslā.

Šteindorfers, protams, ir optimistiskāks par jaunās dienasgaismas sistēmas ietekmi. Viņš uzskata, ka tas varētu palīdzēt veicināt organizētāku gružu izsekošanas staciju tīklu visā pasaulē, sadarbojoties tādā veidā, kas ievērojami uzlabo orbītas prognozes un nodrošina labākus brīdinājumus par iespējamām sadursmēm vai pat informēt nākotnes kosmosa atkritumu izvešanas misijas. Ņemot vērā to, cik nopietna kļūst kosmosa atkritumu problēma, visi jauni risinājumi šobrīd ir vairāk nekā apsveicami.

paslēpties