211service.com
Nevēlamo raķešu dzinējs varētu notīrīt kosmosa atkritumus
2009. gada 29. augustā pulksten 16:56 UTC sakaru satelīts Iridium pēkšņi apklusa. Nākamajās stundās ASV Kosmosa novērošanas tīkls ziņoja, ka tas izseko divus lielus gružu mākoņus — vienu no Iridium un otru no novecojuša Krievijas militārā pavadoņa Cosmos 2251.
Atlūzas radās ātrgaitas sadursmes rezultātā, kas ir pirmā reize, kad tā notika starp orbītā esošiem satelītiem. Trieciens radīja vairāk nekā 1000 fragmentu, kuru izmērs pārsniedza 10 centimetrus, un daudz lielāku skaitu mazāku gabalu. Šīs atlūzas izplatījās pa planētu nāvējošā mākonī.
Kosmosa atkritumi ir aktuāla problēma kosmosa kuģiem, kas riņķo ap Zemi, un tas var ievērojami pasliktināties. Kad kosmosa atlūzu blīvums sasniegs noteiktu slieksni, analītiķi prognozē, ka sadursmju izraisītā sadrumstalotība izraisīs bēguļojošu ķēdes reakciju, kas piepildīs debesis ar arvien lielāku skaitu fragmentu. Pēc dažām aplēsēm šis process jau varētu būt uzsākts.
Acīmredzams risinājums ir atrast veidu, kā noņemt šos gružus. Viena no iespējām ir sadalīt lielākos gabalus ar lāzeru, iztvaicējot tos pa daļām un liekot pārpalikumiem deorbitēt. Tomēr ar mazākiem gružu gabaliem šādā veidā nevar tikt galā, jo tos ir grūti atrast un izsekot.
Vēl viena iespēja ir nosūtīt kosmosa kuģi, kas spēj notīrīt gružus ar tīklu vai kādu citu uztveršanas procesu. Taču šīs misijas ievērojami ierobežo degvielas daudzums, ko tās var pārvadāt.
Šodien Lei Lans un draugi no Tsinghua universitātes Pekinā, Ķīnā, piedāvā citu risinājumu. Viņu ideja ir uzbūvēt dzinēju, kas kosmosa atkritumus pārvērš propelentā un tādējādi var manevrēt gandrīz bezgalīgi, slaukot atkritumus.
Viņu ideja principā ir vienkārša. Pietiekami augstā temperatūrā jebkuru elementu var pārvērst pozitīvo jonu un elektronu plazmā. To var izmantot kā degvielu, paātrinot to caur elektrisko lauku.
Tomēr detaļas ir sarežģītas. Jo īpaši uzdevums pārvērst gružus izmantojamā plazmā nav gluži vienkāršs.
Lei un kolēģi koncentrējas uz atkritumiem, kuru izmērs ir mazāks par 10 centimetriem, un tiem nav iespējams cīnīties ar lāzerablāciju. Viņu ideja ir sagūstīt gružus, izmantojot tīklu, un pēc tam pārvietot tos uz lodīšu dzirnavām. Šis ir rotējošs cilindrs, kas daļēji piepildīts ar nodilumizturīgām bumbiņām, kas sasmalcina gružus pulverī.
Šis pulveris tiek uzkarsēts un ievadīts sistēmā, kas atdala pozitīvi lādētus jonus no negatīvi lādētiem elektroniem. Pēc tam pozitīvie joni nonāk spēcīgā elektriskajā laukā, kas paātrina tos līdz lielai enerģijai, radot vilci, kad tie tiek izvadīti kā izplūdes gāze. Elektroni tiek arī izspiesti, lai kosmosa kuģis būtu elektriski neitrāls.
Protams, faktiskais vilces spēks, ko tas rada, ir atkarīgs no gružu blīvuma, tā saražotā pulvera veida, no pozitīvo jonu lieluma un tā tālāk. To visu ir grūti izmērīt.
Un, lai gan kosmosa kuģim nav nepieciešams pārvadāt degvielu, tam būs nepieciešams enerģijas avots. Nav skaidrs, no kurienes tas nāks. Lei un kolēģi apgalvo, ka ar saules un kodolenerģiju pietiks, taču tas nenovērš nopietnas bažas, ko radīs jebkurš ar kodolenerģiju darbināms kosmosa kuģis Zemes orbītā.
Tomēr darbs sniedz vielu pārdomām. Kosmosa atkritumi ir problēma, kas, šķiet, tuvākajā nākotnē ievērojami pasliktināsies. Tā ir joma, kurā ir ļoti nepieciešamas jaunas idejas, pirms nākamā lielā sadursme piepildīs Zemes orbītas ar vēl vairāk atkritumiem.
Atsauce: arxiv.org/abs/1511.07246 : Atkritumu dzinējs: potenciāls dzinējs kosmosa gružu noņemšanai