Predstavljajte se kot astronavt, ki izvaja znanstvene poskuse in pikapoložene aerobatike. Radijski nadzorni radijski sprejemniki, ki bi morali v reševalna vozila evakuirati vse osebje vesoljskih postaj, ker se je na vas napotil kos smrtonosnih vesoljskih odpadkov.
Ta scenarij ni znanstvena fantastika. Junija 2011 je dr. Vesoljski časopis poročali, da je bilo "šestim članom posadke na krovu Mednarodne vesoljske postaje rečeno, da se zavetijo v ... dveh ruskih vesoljskih ladjah Soyuz." Ko se bo več satelitov končalo v svoji operativni dobi, bo v vesolju in na terenu več nesreč v vesolju, nedvomno z manj prijetnimi rezultati. Naša mlada vesoljska družba je doslej imela srečo: ISS se je lahko izognil vesoljskim smeti in nenadzorovani sateliti so hvaležno padli v oceane. Toda nekega dne bo naše sreče zmanjkalo.
Vendar upanje obstaja. Nov dokument z naslovom Odstranjevanje orbitalnih naplavin z laserji objavljeno na arXiv predlaga uporabo visokozmogljivega laserskega sistema z Zemlje za ustvarjanje plazemskih curkov na kosih vesoljskih naplavin in jih nekoliko upočasni, zaradi česar se lahko ponovno vstopijo in zgorejo v atmosferi ali padejo v ocean.
Claude Phipps in njegova ekipa iz visokotehnološkega podjetja z imenom Photonic Associates sta orisala svojo metodo, imenovano Laser Orbital Debris Removal (LODR), ki uporablja 15 let staro lasersko tehnologijo, ki je zdaj na voljo.
Skupina je spoznala, da je "petintrideset let slabega vodenja vesolja ustvarilo nekaj sto tisoč kosov vesoljskih naplavin, večjih od enega cm v ... nizkem zemeljskem krogu (LEO)." Ti se morda ne zdijo veliki predmeti, toda z energijsko gostoto dinamita lahko celo velik barvni čip povzroči veliko škodo.
Odstranjevanje naplavin je nujna naloga, ker količina odpadnih odpadkov, ki se trenutno nahajajo v vesolju, predstavlja "bežno trčno kaskado", pri čemer se predmeti med seboj trčijo, kar ustvarja še več kosov naplavin.
Poleg ustvarjanja plazemskega curka obstajajo tudi druge rešitve, ki pa so manj učinkovite in dražje. Laser bi lahko uporabili za mletje predmeta v prah, vendar bi to ustvarilo nenadzorovano staljeno razpršilo, kar bi še poslabšalo težavo.
Objemanje predmeta ali pritrditev kompleta za izstop iz orbite je lahko učinkovito. Na žalost potrebujejo veliko goriva zaradi potrebe po pospešitvi, da bi ujeli predmet, kar vodi do dražje rešitve - približno 27 milijonov dolarjev na predmet. Nazadnje obstaja jedrska možnost izpusta plina, megle ali letalnega zraka za upočasnitev predmetov, vendar bi to vplivalo na operativna in neoperativna vesoljska plovila.
V svojem prispevku Phipps in njegova ekipa pravijo, da je odstranjevanje vesoljske smeti z ustvarjanjem curka plazme dolžine nekaj sekund z laserjem najboljša rešitev, saj stane le milijon dolarjev na odstranjen velik objekt in nekaj tisoč za majhne predmete. Poleg tega je manjše predmete mogoče odložiti v samo eno orbito in v enem dnevu je mogoče obravnavati konstelacijo "167 različnih predmetov (udariti z laserjem), kar daje 4,9 let ponovnemu vstopu" v ozračje.
Vseh 167 predmetov je treba skrbno slediti, da ne bi spremenili svojih poti usode na slabše; vendar je možno s sistemom prilagoditi orbite vesoljske smeti. Kot rečeno, trenutne ravni sledenja odpadkov v vesolju niso primerne za izvajanje LODR, vendar obstaja dvojna prednost lažjega odstranjevanja in boljšega izogibanja z izboljšanim sledenjem naplavin. Boljše sledenje bo omogočilo boljši nadzor nad točko ponovnega vstopa in spremembo orbite z LODR, če bo potrebno.
Kako lahko svetlobni potisk z laserja spremeni orbito? Medtem ko laser ne razplamti odpadkov iz zraka, je zaradi narave orbitalne mehanike še vedno učinkovit.
Predstavljajte si kockat, ki ga je treba odložiti v nizko, popolnoma krožno orbito. Pipa z močnega laserja in ustvarjen plazemski curek bi potisnili kubezat daleč stran od Zemlje (višje v višino) in v bolj eliptično orbito.
To se morda zdi grozljiva ideja v času, ko se kubezat preživi na večji nadmorski višini, toda ko pride do polovice kroga, atmosfero zaskoči na nižji nadmorski višini, saj se elipsa zaradi laserja prilagodi. Ker majhna višina ustreza večjemu povleku, se kocke počasi upočasni in zaklene v nižjo orbito. Zato se izrazito eliptične orbite imenujejo prenosne orbite, saj spreminjajo vozne poti na vesoljski avtocesti. Zdaj, ko je prenosna orbita popolna, je kubeta dovolj upočasnjena, da njene orbite ne more več doseči kubezat. Kockat nato pade z neba.
Raziskava LODR se ukvarja z atmosfero, saj lahko laser postane neokusen, če atmosferske turbulencije ne bodo obravnavane. LODR je zapleten, ker turbulenca v ozračju povzroča izkrivljanja, kot so tista, ki jih vidite vročega poletnega dne nad cesto ali kot tista, ki jih vidite, ko pogledate skozi stekleno steklenico. Ta zaplet je poleg cilja, ki je potreben za dosego cilja, tako kot je treba ciljati naprej, ki je potreben za zadetek tekačega igralca v dodgeballu.
Turbulenca lahko prekličeta na dva načina. Prvič, lahko nekdo sveti laser na znanem mestu v atmosferi in na tem mestu vzbudi natrijeve atome. Če pozna višino te pike na nebu, lahko sistem nato zrcali zrcalo, tako da se tačka v trenutek usmeri v piko. Nato lahko prosto strelja.
Drugi način vključuje uporabo ogledala Phase Conjugate (PC), sicer znanega kot odsevnik, ki lahko samodejno razveljavi turbulenco s pošiljanjem svetlobe, ki je spreminjala fazo. To pomeni, da bo poslal nazaj "nasprotno popačen" laserski žarek, katerega izkrivljanje ne naredi atmosfera, kar ustvari oster laserski žarek.
LODR ni srebrna krogla. Žično poroča, da bi "glavna kritika takšnega projekta prišla od mednarodne skupnosti, ki se lahko boji, da bi bil dovolj močan laser uporabljen v vojaške namene, kot je na primer napad na sovražnikove satelite." Žično nato opravil intervju s Kesslerjem; Nasin nekdanji višji znanstvenik za raziskovanje orbitalnih razbitin, ki je zaradi vpletene politike dejal, da je "vsak laserski predlog ob prihodu mrtev." Vendar Phipps trdi, da Žičnoda "če bomo dosegli pravo mednarodno sodelovanje, nihče ne bi verjel, da je laser orožje v ovčjih oblačilih."
Še vedno obstajajo težave, ki niso bile obravnavane, kot poudarja Kessler, če bi zadetek v napačni del vesoljskega objekta imel katastrofalne rezultate. "Lahko udarite v napačen del satelita ali ga lahko dovolj izparevate, da bi eksplodiral." Kljub temu bi se s skrbnim proučevanjem predmeta lahko izognili kakršni koli nevarnosti.
