Doi sateliți defunctați aproape că s-au ciocnit pe 29 ianuarie, iar apelul lor apropiat (obiectele ratate reciproc de aproximativ 154 de metri sau 47 de metri) a reînnoit atenția pentru o problemă în creștere aflată mult deasupra Pământului: un nor de spațiu.
Milioane de obiecte alcătuiesc această curenă orbitantă, în care fragmentele dureroase pot atinge viteze de aproape 18.000 mph (19.000 km / h), de aproximativ șapte ori mai rapid decât viteza unui glonț, potrivit NASA. Aproximativ 500.000 de bucăți de moloz au cel puțin dimensiuni de marmură, iar aproximativ 20.000 de obiecte sunt de dimensiunea unui softball sau mai mare, a raportat NASA în 2013.
Adăugarea la dezordine este proliferarea sateliților în miniatură numiți cubesats. Aceste cuburi de 10 cm lungime (10 centimetri) cântăresc doar 3 kg. (1,4 kilograme) și costurile de lansare încep de la 40 000 USD; companiile private le comandă cu mii de oameni pentru a colecta date și a furniza servicii de internet și radio, potrivit Laboratorului Național Los Alamos.
Cu această acumulare de congestie spațială, inginerii aerospațiali sunt în curs de dezvoltare pentru a dezvolta tehnologii și sisteme care pot preveni prăbușirile pentru a proteja sateliții de lucru, misiunile spațiale viitoare și oamenii și proprietățile pe teren, au spus experții Los Alamos pentru Live Science.
Aproximativ 5.000 de sateliți transportă sarcini utile pe orbită în jurul planetei noastre, dar numai în jur de 2.000 sunt activi și comunică cu Pământul, a spus David Palmer, un om de știință din Los Alamos și teledetecție.
"În prezent, când ceva este lansat - și o lansare poate elibera 100 sau mai mulți sateliți - operatorii și oamenii de supraveghere spațială trebuie să urmărească fiecare bucată de hardware spațial care este eliberat de rachetă și să determine individual ce piesă este", a spus el Știința în direct
Palmer este investigatorul principal pentru un proiect care dezvoltă un tip de placă de înmatriculare electronică pentru sateliți. Acest lucru le va permite orbiterilor să își difuzeze proprietarii și pozițiile atât timp cât sunt în spațiu, chiar și după ce satelitul nu va mai funcționa.
Auto-alimentat și cu impulsuri laser
Așa-numita plăcuță de înmatriculare are aproximativ dimensiunea unei plăci Scrabble, suficient de mică pentru a fi transportată chiar și de cuburi mici. Numit identificatorul optic extrem de scăzut, sau ELROI, produce un cod de identificare unic - un număr de licență prin satelit - cu un laser care clipește de 1.000 de ori pe secundă. Modelele create de clipuri se traduc în coduri seriale care pot fi citite de telescoape la sol, identificând proprietarul și coordonatele unui satelit.
Deoarece ELROI este alimentat de propria sa celulă solară, ea poate continua să vorbească cu Pământul după sfârșitul duratei de viață a satelitului. Și pentru că ELROI este mic și ușor și nu necesită energie externă, acesta poate fi atașat cu ușurință la piese de hardware spațiale care nu au emițătoare radio, cum ar fi rachetele care lansează sateliții în spațiu și se extrag ca junk plutitor liber.
Prin furnizarea de date care pot fi urmărite pentru obiectele individuale din norul din ce în ce mai mare de resturi spațiale, ELROI ar putea juca un rol esențial în eliminarea coliziunilor. Ar putea monitoriza chiar și transmisiile radio în sateliții de lucru și operatorii de alertă atunci când comunicarea este perturbată, a spus Palmer.
"Dincolo de funcția sa de identificare, poate fi folosit și ca o funcție de diagnostic cu lățime de bandă mică. Deci, aceasta va ajuta, de asemenea, la reducerea cantității de sateliți ruși în spațiu", a adăugat el. "Tehnologia plăcilor de înmatriculare este doar o parte a soluției - dar este o parte importantă."
Știința rachetelor
Când rachetele lansează sateliți pe orbită, de obicei, își ard tot combustibilul simultan. Cu toate acestea, umplerea rachetelor cu un tip de combustibil care poate fi reînnoit în mod repetat ar putea oferi operatorilor de la sol încă o opțiune pentru păstrarea în siguranță a sateliților împotriva prăbușirilor spațiale, a spus inginerul de cercetare Los Alamos Nick Dallmann pentru Live Science.
„Ceea ce am lucrat aici la Los Alamos este să facem o rachetă solidă, unde să o puteți porni, opri și apoi să o reporniți”, a spus Dallmann, lider de proiect pentru dezvoltarea acestei metode noi. A fi capabil să reînnoiască combustibilul unei rachete chiar și după ce un satelit atinge orbita ar putea permite hardware-ului spațial să schimbe cursul pentru a evita o posibilă coliziune, a explicat el.
"Am maturizat conceptul în care racheta noastră este o sarcină utilă integrată într-un satelit", a spus Dallmann. "Potențial, la mulți ani după ce satelitul s-a separat de faza superioară a vehiculului de lansare, sarcina noastră utilă poate fi solicitată pentru a efectua o manevră de evitare a deșeurilor orbitale".
Începând cu anii 1960, oamenii de știință au știut că decomprimarea rapidă a camerei de ardere într-o rachetă cu combustibil solid ar putea stinge arsura după aprindere. Pentru Dallmann și colegii săi, provocarea a fost crearea unui sistem de aprindere reutilizabil combinat cu un mecanism de decomprimare rapidă a camerei de combustibil.
O altă provocare a fost modul de regenerare a combustibilului, deoarece aprinsele sunt de obicei distruse de prima arsură. Pentru a rezolva asta, oamenii de știință au decis să nu folosească aprinderea pirotehnică convențională. În schimb, au experimentat separarea apei în hidrogen și oxigen în camera de ardere și apoi le-au aprins folosind un electrod pentru a genera o scânteie. Apoi, cercetătorii au stins arsura prin decompresie.
„Am reușit să dezvoltăm acest lucru până la punctul în care putem efectua mai multe arsuri secvențial într-o rachetă mică”, a spus Dallmann. Următorii pași vor include teste pe orbită, „unde am efectua mai multe arsuri la bordul unui cubesat”, a spus Dallmann.
