29. januarja sta se dva trka satelita skoraj trčila in njuni tesni klici (predmeti so se zgrešili za približno 154 čevljev ali 47 metrov) so znova opozorili na naraščajočo težavo daleč nad Zemljo: oblak vesoljskega smeti.
Milijoni predmetov sestavljajo to krožišče, kjer drobci lahko dosežejo hitrost skoraj 18.000 km (19.000 km / h), približno sedemkrat večjo od hitrosti metka, poroča NASA. Približno 500.000 kosov naplavin je najmanj velikosti marmorja, približno 20.000 predmetov pa je velikosti softball ali več, je leta 2013 poročala NASA.
Neredu doda še širjenje miniaturnih satelitov, imenovanih kubeti. Te 4-palčne (10 centimetrske) kocke tehtajo le 3 kilograme. (1,4 kilograma) in stroški izstrelitve se začnejo pri 40 000 USD; zasebna podjetja jih na tisoče naročijo za zbiranje podatkov in zagotavljanje internetnih in radijskih storitev, poroča Nacionalni laboratorij Los Alamos.
S tem kopičenjem vesoljske gneče letalski inženirji vesolje razvijajo tehnologije in sisteme, ki lahko preprečijo trke, da bi zaščitili delovne satelite, prihodnje vesoljske misije ter ljudi in premoženje na terenu, so za Live Science povedali strokovnjaki iz Los Alamosa.
Približno 5.000 satelitov prenaša tovor v orbito okoli našega planeta, le približno 2000 pa je aktivnih in komunicira z Zemljo, je povedal David Palmer, vesoljski in daljinski zaznavalec.
"Trenutno, ko se nekaj sproži - in izstrelitev lahko sprosti 100 ali več satelitov - morajo upravljavci in ljudje za nadzor vesolja spremljati vsak kos vesoljske strojne opreme, ki ga sprosti raketa, in posamezno določiti, kateri kos je," je dejal Živa znanost
Palmer je glavni preiskovalec projekta, ki razvija vrsto elektronskih registrskih tablic za satelite. To bo orbiterjem omogočilo oddajanje lastnikov in položajev, dokler so v vesolju, tudi potem, ko satelit preneha delovati.
Samostojno in lasersko pulzirajoče
Tako imenovana registrska tablica je približno velikosti ploščice Scrabble, dovolj majhne, da jo lahko nosijo še tako drobni kocke. Poimenovan z izjemno nizkim virom optičnega identifikatorja ali ELROI, ustvari edinstveno identifikacijsko kodo - satelitsko licenčno številko - z laserjem, ki utripa 1000 krat na sekundo. Vzorci, ki jih ustvarijo utripa, se pretvorijo v serijske kode, ki jih teleskopi lahko preberejo na terenu in identificirajo lastnika satelita in koordinate.
Ker ELROI poganja lastna sončna celica, lahko še naprej "govori" z Zemljo po koncu življenjske dobe satelita. In ker je ELROI majhen in lahek ter ne potrebuje zunanje moči, ga je mogoče enostavno pritrditi na kose vesoljske strojne opreme, ki nimajo radijskih oddajnikov, na primer rakete, ki v vesolje izstreljujejo satelite in se vejejo kot prosto plavajoči smeti.
Z zagotavljanjem sledljivih podatkov za posamezne predmete v vedno večjem oblaku vesoljskih naplavin bi lahko ELROI igral ključno vlogo pri preprečevanju trkov. Lahko bi celo spremljal radijske prenose v delujočih satelitih in opozarjal operaterje, ko je komunikacija motena, je dejal Palmer.
"Poleg svoje identifikacijske funkcije se lahko uporablja tudi kot diagnostična funkcija z majhno pasovno širino. Tako bo tudi pripomorelo k zmanjšanju količine pokvarjenih satelitov v vesolju," je dodal. "Tehnologija registrskih tablic je le del rešitve - vendar je pomemben del."
Raketna znanost
Ko rakete izstrelijo satelite v orbito, običajno izgorijo vse svoje gorivo naenkrat. Vendar pa bi lahko polnjenje raket z vrsto goriva, ki jih je mogoče večkrat ponovno dati na trg, še eno možnost za zaščito satelitov pred vesoljskimi nesrečami, je za Live Science povedal raziskovalni inženir Los Alamosa Nick Dallmann.
"To, kar smo delali tukaj v Los Alamosu, je izdelava trdne rakete, kjer jo lahko zaženete, zaustavite in nato znova zaženete," je dejal Dallmann, vodja projekta za razvoj te nove metode. Sposobnost ponovnega zagona raketnega goriva tudi potem, ko satelit doseže orbito, bi lahko omogočila vesoljski strojni opremi, da bi premaknila smer, da bi se izognili morebitnemu trku, je pojasnil.
"Zoreli smo po konceptu, v katerem je naša raketa koristna obremenitev, integrirana v satelit," je dejal Dallmann. "Potencialno, mnogo let po tem, ko se je satelit ločil od zgornje stopnje izstrelitvenega vozila, bo lahko naša uporabna obremenitev izvedena v nujnem manevru izogibanja orbitalnim naplavinam."
Znanstveniki že od šestdesetih let prejšnjega stoletja vedo, da lahko hitro razstavljanje zgorevalne komore v raketo s trdnim gorivom ugasne opekline po vžigu. Za Dallmanna in njegove sodelavce je bil izziv ustvariti sistem vžiga za večkratno uporabo v kombinaciji z mehanizmom za hitro dekompresijo komore za gorivo.
Drugi izziv je bil, kako ponovno vžgati gorivo, saj se vžigalniki običajno uničijo s prvim izgorevanjem. Da bi to rešili, so se znanstveniki odločili, da ne bodo uporabljali običajnega pirotehničnega vžigalnika. Namesto tega so eksperimentirali z ločevanjem vode na vodik in kisik znotraj zgorevalne komore in jih nato vžgali s pomočjo elektrode, da bi ustvarili iskro. Nato so raziskovalci opekline pogasili z dekompresijo.
"To smo lahko razvili do te mere, da lahko v majhni raketi zaporedno izvajamo več opeklin," je dejal Dallmann. Naslednji koraki bodo vključevali teste v orbiti, "kjer bi na krovu izvedli več opeklin", je dejal Dallmann.
