Космічне сміття давайте поговоримо про науку
Резюме Поділитися на:
Навряд чи дивно побачити в сусідньому парку табличку із написом "Без відходів". Але чи не сподівались ви побачити його в космосі? Кількість космічного сміття зростає, і це зростає небезпека. Давайте подивимося, що це таке, які ризики вони несуть і що вчені, інженери та політики можуть зробити для вирішення проблеми.
Що таке космічне сміття?
Деякі об’єкти мають своє місце в космосі, наприклад, функціональні супутники та орбітальні станції. Але інші вважаються відходами. Важко оцінити точну кількість цього сміття, що обертається навколо Землі, але Європейське космічне агентство підрахувало, що в 2019 році його було вже понад 8500 тонн. Склавши всі разом, ми отримаємо еквівалент приблизно 100 космічних човників!
NASA роками займається цим космічним сміттям. У 2013 році він відстежив понад 500 000 об'єктів - від шматків мармурового розміру до цілих несправних супутників - які рухались зі швидкістю до 28 000 км/год.!
Але з чого саме складається цей шар сміття? Багато різноманітних речей ... Сюди входять підсилювачі, які розгубилися при запуску човника, а також залишки випадкових або передбачуваних вибухів. Існує навіть дивна колекція предметів, втрачених космонавтами: рукавичка, фотоапарат, інструменти, мішки для сміття тощо.
Ти знав?
Одним з найбільших космічних уламків, які зараз перебувають на орбіті, є розбитий супутник Envisat, який важить вісім тонн і може продовжувати кружляти Землю протягом 150 років.!
Але найнебезпечнішими речами часто є крихітні фрагменти, які NASA не може відстежити. Більшість космічного сміття, яке турбує вчених, знаходиться в регіоні, який називається "низькою орбітою" Землі. Саме в цьому регіоні циркулює Міжнародна космічна станція (МКС) та більшість функціональних супутників, оскільки для переміщення потрібно менше енергії, ніж на більш віддалених орбітах, і легше спостерігати за поверхнею Землі з (відносно) поблизу . Він розташований на висоті від 180 до 2000 км над земною поверхнею.
Чим ближче ви знаходитесь на орбіті навколо Землі, тим швидше зростає швидкість - об’єкти на низькій орбіті рухаються зі швидкістю майже 28 000 км/год і щогодини обертаються навколо Землі приблизно на 3/4 (і, зіткнувшись, вони часто рухаються в протилежних напрямках). При такій швидкості навіть така маленька частинка, як фарба, може завдати дивовижної шкоди.!
Наскільки великою може бути ця проблема насправді?
Пощастило нам, землянам, місця справді досить! У середньому вам доведеться подорожувати на низькій орбіті близько 125 км, відстань між Торонто і Ніагарським водоспадом, перш ніж проїхати космічне сміття, достатньо велике, щоб NASA його відстежувало.
Ти знав?
В середньому щодня протягом останніх 50 років космічний сміття потрапляв назад в атмосферу Землі.
Але це не означає, що ви не повинні хвилюватися! Фільм 2013 року «Гравітація» показав, що астронавти стикаються з цілком можливим сценарієм, який називається «синдром Кесслера». Цей сценарій полягає в тому, що ви можете досягти критичної точки, де космічне сміття настільки щільне, що зіткнення може призвести до його все більше і більше, створюючи ланцюгову реакцію, яка може знищити все, що знаходиться там.!
Така подія була б справді катастрофічною, оскільки ми стали дуже залежними від супутників, які ми вивели на орбіту. Вони допомагають нам у багатьох сферах, таких як комунікації та навігація, наприклад. Ось чому всі, від NASA до технологічних компаній до урядів, шукають шляхи, як позбутися сміття, яке вже засмічує космос.!
Ти знав?
В даний час не існує міжнародних законів чи нормативних актів, які б мінімізували космічне сміття, але космічні агенції працюють над цим питанням спільно.
Як позбутися космічного сміття?
Одним з найпростіших способів позбутися космічного сміття є зміна його орбіти таким чином, щоб воно знову потрапляло в земну атмосферу і там споживалося. Однак це можна зробити двома способами:
- За допомогою ракет. Невеликі ракети на пошкоджених супутниках можуть самі виштовхнути їх на нижчу орбіту.
- За допомогою лазерів. Вчені можуть лазерно націлити космічне сміття, щоб відштовхнути його в будь-якому напрямку. Цей промінь може навіть виходити з земної поверхні, якщо лазер побудований досить точно.!
На даний момент вчені використовують лише ракетний розчин. Лазери ще не використовуються, оскільки уряди турбуються про небезпеку, яку вони несуть у космосі. Зрештою, вони можуть пошкодити предмети, що не входять до сміття.
Деякі компанії пропонують відправити гігантський космічний корабель або мережу, які можуть фізично витягнути космічне сміття на орбіти, що падають. Таким чином вони могли або згоріти, або потрапити на "орбітальне кладовище", далеко від діючих супутників.
Остання ідея НАСА полягає у використанні нового типу "космічних липучок", які можуть захоплювати сміття. Цю ідею надихнули гекони! Їхні пальці дійсно можуть прилипати до стін завдяки невеликим смужкам, які створюють статичну електрику. Це те саме, що відбувається, коли ви натираєте повітряну кулю по волоссю, щоб утворився статичний заряд, який дозволяє кульці прилипати до поверхонь. Астронавти випробували цю ідею на Міжнародній космічній станції в 2017 році.
Що в майбутньому?
У міру того, як люди розсувають межі освоєння космосу і відправляють дедалі більше людей за межі Землі, проблема космічного сміття стає все більш важливою. На щастя, деякі з найкращих вчених та інженерів на планеті працюють. Хто знає? Ми могли побачити народження цілком нової галузі: вивезення космічного сміття!
Відправні точки
Вчи більше
Чи могли б ми зупинити астероїд, який прямував до нас? Давайте поговоримо Наука пояснює небезпеку такого зіткнення із Землею. І рішення (можливо) уникнути найгірших!
60 років космічного сміття навколо Землі за одну хвилину (2016) Huffington Post - Три візуальні матеріали, включаючи відео та пояснювальний текст, що демонструють, як кількість космічного сміття з часом зросла
Космічне сміття: де ми? (2017) Національний центр космічних досліджень - обговорює деякі міжнародні керівні принципи, що регулюють управління космічним сміттям, роль Французького космічного агентства та технічні методи, запропоновані для вирішення цієї проблеми.
Космічне сміття, як ви прибираєте простір? (2017) Euronews - одне відео англійською мовою, синхронізоване французькою мовою (8:30), з коротким текстом французькою мовою та два інші коротші пов’язані відео (англійською мовою).
Космічне сміття: невидима загроза (2017) Les Echos, газетна стаття, що описує проблеми, обговорені на 7-му випуску Європейської конференції з космічного сміття
Список літератури
Кесслер Д., Кур-Пале, Б. (1978). Частота зіткнень штучних супутників: Створення уламкового поясу. Журнал геофізичних досліджень, 83 (A6), 2637. DOI: 10.1029/ja083ia06p02637
Jiang, H., Hawkes, E., Fuller, C., Estrada, M., Suresh, S., & Abcouwer, N. et al. (2017). Робототехнічний пристрій, що використовує клеї на основі геккона, може захоплювати та маніпулювати великими предметами в умовах мікрогравітації. Science Robotics, 2 (7). DOI: 10.1126/scirobotics.aan4545
Національна наукова рада. (1995). Орбітальне сміття: Технічна оцінка. Преса Національних академій.