Onko avaruusromu niin vaarallista? Mistä aloittaa ratojen puhdistaminen? Mitä oikeudellisia ongelmia on ratkaistava? Mitä hankkeita tarjotaan? RG: n kirjeenvaihtaja puhuu tästä V. I. -nimisen soveltavan matematiikan instituutin vanhemman tutkijan Vladimir Agapovin kanssa. M. V. Keldysh, joka on Venäjän tiedeakatemian avaruusromu -ongelmaa käsittelevä pääorganisaatio.
Niinpä johtavat avaruusvallat, sanoista avaruuden pilaantumisen vaarasta, päättivät lopulta ryhtyä toimiin. Pioneerit ovat japanilaiset, jotka testaavat tällaista puhdistusjärjestelmää helmikuussa. Mutta onko se todella niin relevanttia? Loppujen lopuksi vuodet kuluvat, paljon puhutaan roskien vaarasta, mutta vakavia onnettomuuksia ei yleensä ole tapahtunut. Ehkä antaa sen lentää, eikä sinun tarvitse käyttää paljon rahaa?
Vladimir Agapov: Selvitetään ensin, mistä itse asiassa puhumme. Mikä on avaruusromu? Asiantuntijoiden mukaan yli 650 tuhatta erilaista, yli yhden senttimetrin kokoista esinettä pyörii maapallon ympäri. Näistä seurataan tällä hetkellä vain suuria, yli 10 senttimetriä, joista noin 22 tuhatta. Muut sadat tuhannet ovat incognito, "herra X". Mutta on vielä pienempiä, noin millimetriä, niiden lukumäärän arvioidaan olevan noin 3,5 miljoonaa kohdetta.
Kaikkein epämiellyttävintä on, että tämä armada kasvaa jatkuvasti. Ei vain siksi, että avaruuteen lähetetään yhä enemmän ajoneuvoja, joista lopulta tulee myös roskia. Ongelmana on, että "lika" itsessään ei ole passiivinen. Loppujen lopuksi suurella nopeudella lentävät palaset törmäävät toisiinsa, tuhoutuvat ja synnyttävät satoja ja tuhansia uusia esineitä monien vuosien ajan. Ei ole sattumaa, että ISS ja muut avaruusalukset vetäytyvät pois todennäköisestä törmäyksestä avaruudelle yhä useammin.
Mutta kun he puhuvat törmäysten välttämisestä, puhumme vain riittävän suurista palasista, joita erityiset paikannimet ja kaukoputket seuraavat jatkuvasti. Mutta kiertoradalla on paljon enemmän pientä asettajaa, jota kukaan ei voi seurata, mutta joka on myös erittäin vaarallista. Tiedetään, että laskeutumisen jälkeen monien avaruusalusten etuikkunoista paljastui tällaisia kriittisiä mittoja sisältäviä mikrohalkeamia, joiden mukaan avaruusaluksen täydellinen paineistaminen voisi juuri tapahtua. Ymmärtäessään kaikki nämä ongelmat avaruusvallat ovat nyt voimakkaasti tehostaneet työtään avaruusromun torjumiseksi. Aikaa ei saa hukata, tilannetta ei saa viedä partaalle, kun ongelma on ylikypsä ja on liian myöhäistä.
Mutta japanilaiset ovat jo valmiita aloittamaan siivoamisen ensimmäisenä …
Vladimir Agapov: Tämä ei ole täysin totta. Kyse on vain yhden vaihtoehdon testaamisesta. On epäilemättä tärkeää kiinnittää huomiota ongelmaan, mutta pikemminkin kuitenkin. Itse asiassa ennen konkreettisten hankkeiden ottamista vakavasti on välttämätöntä kartoittaa kaikki avaruusjätteet. Minne ja mikä lentää, kuinka vaarallisia nämä esineet ovat. Tällä hetkellä meillä ei ole täydellistä kuvaa. Matalalla kiertoradalla, jopa kolmetuhatta kilometriä maanpinnan yläpuolella, noin 80 prosenttia roskista "roikkuu" korkealla ja pääasiassa geostationaarisella alueella, joka on noin 36 tuhatta kilometriä maanpinnan yläpuolella, ja elliptisillä kiertoradilla - loput 20 prosenttia.
Näyttää siltä, että meidän on kiireesti otettava matalat kiertoradat, joihin leijonaosa roskia on kerääntynyt. Toisaalta geostationaarinen kiertorata ei ole meille yhtä tärkeä - sillä sillä on tällä hetkellä noin 430 ajoneuvoa, joista jokainen maksaa kymmeniä tai jopa satoja miljoonia dollareita. Heidän ansiosta meillä on Internet, satelliitti -tv ja monia muita mukavuuksia. Ja toisin kuin matalat kiertoradat, geostationaarisia on vain yksi, emmekä voi menettää tällaista ainutlaatuista luonnonvaraa.
Eli ennen kuin aloitat avaruusmopin, sinun on päätettävä prioriteeteista?
Vladimir Agapov: Tietysti. Eikä ole ollenkaan välttämätöntä aloittaa karkeasta liasta. Voi osoittautua, että se lentää sinne, missä ei ole aktiivisia laitteita. On parempi olla koskematta tällaisiin palasiin lähitulevaisuudessa, varsinkin jos ne eivät törmää toisiinsa. Mutta ei riitä, että mainitsemme vaarallisen ryhmittymän, on jo tarpeen ymmärtää siinä, mikä on vaarallisinta. Eli rakenna prioriteettipuu. Ja vasta sen jälkeen alkaa käyttää rahaa kiertoradan puhdistamiseen. Muuten kaiken tämän puhdistuksen vaikutus on niukka.
Tai ehkä maiden pitäisi samanaikaisesti sopia, etteivät he roskaisi ollenkaan? Lopetetaanko saastuminen?
Vladimir Agapov: YK: n aloitteesta on kehitetty useita tällaisia toimenpiteitä, joista eri maat ovat sopineet. Tässä on melko selviä ajatuksia. Jos esimerkiksi satelliitti- tai rakettivaihe on toiminut, ne on joko poistettava tältä kiertoradalta alemmalle kiertoradalle, josta ne laskeutuvat ja palavat ilmakehässä hidastumisen vuoksi. Tai jopa hukkua mereen. Tämä koskee suuria esineitä, mutta on paljon enemmän pieniä asioita, jotka erotetaan laitteiden käynnistämisen ja käytön aikana - kaikenlaiset mutterit, pultit jne. Ilmeinen ratkaisu on luoda malleja niin, että mitään ei eroteta.
Mutta tärkein jätteen toimittaja on räjähdykset kiertoradalla. Syyt ovat hyvin erilaisia. Useimmiten polttoaineen jäännös räjähtää. Tosiasia on, että kun satelliitti on asetettu kiertoradalle, polttoaineosat, mukaan lukien itsesyttyvät, jäävät rakettivaiheeseen. Niin kauan kuin säiliöt ovat ehjät, mitään kauheaa ei tapahdu, mutta jos esimerkiksi mikrometeoriitti murtautuu seinän läpi, tapahtuu räjähdys ja askel murtuu tuhansiksi pieniksi paloiksi. Siksi lento -ohjelman päätyttyä on suositeltavaa avata erityisventtiilit jäljellä olevan polttoaineen tyhjentämiseksi kaasujen muodossa.
Mitä hankkeita ehdotetaan tänään kertyneen roskan poistamiseksi? Kuinka tehokas menetelmä japanilaisten tulee testata?
Vladimir Agapov: Japanilainen projekti olettaa, että erikoissatelliitti laukaisee kiertoradalle ja käyttää sähködynamiikkaa. Tämä metalliverkko on 300 metriä pitkä, 30 senttimetriä leveä ja lankojen paksuus on noin 1 millimetri. Trooli liikkuu kiertoradalla muodostaen magneettikentän ja sieppaamalla osan pienistä roskista. Muutaman kuukauden kuluttua "nuotta", jonka saalis on maan magneettikentän vaikutuksen alaisena, muuttaa kiertorataansa ja tulee ilmakehän tiheisiin kerroksiin, missä se palaa.
Hanke on varsin ilmeinen, mutta kysymys kuuluu, kerääkö tällainen trooli paljon roskaa? Itse asiassa avaruusaluksissa ei käytetä niin paljon magnetoituja materiaaleja, pääasiassa ei-magneettisia alumiiniseoksia, erilaisia dielektrisiä kalvoja ja äskettäin komposiittimateriaaleja. Monia muita hankkeita harkitaan tänään. Esimerkiksi ehdotetaan laserien käyttöä. Mutta tämä vaihtoehto herättää heti monia kysymyksiä. Kuinka suunnata säde pieneen esineeseen, jota kukaan ei näe? Ei ole selvää. He sanovat, että taistelemme näkyvää vastaan. Sanotaan, että ohjaamalla siihen lasersädettä työntämme esinettä. Mutta missä? Kuka voi ennustaa minne hän lentää, jos hän ei tiedä esineen muotoa, massaa, materiaalia? Tällaisen iskun seurauksena esineestä voi tulla vielä vaarallisempi ja törmätä jonkinlaiseen työlaitteeseen.
Mielestäni yksi mielenkiintoisimmista ideoista on erilaisten jarrujärjestelmien käyttö. Esimerkiksi käyttöiän päätyttyä satelliitti heittää "purjeen", "laskuvarjo" tai yksinkertaisesti suuren ilmapalloa, joka on täytetty kaasulla. Tämän seurauksena koko rakenteen pinta -ala kasvaa jyrkästi, mikä estää sitä suuresti. Laite laskee nopeasti lentokorkeutta, pääsee ilmakehän tiheisiin kerroksiin ja palaa.
Scifi -elokuvissa kiertoradalla on jo pitkään toiminut erilaisia manipulaattoreita, jotka poistavat ja asentavat satelliitteja ja muita laitteita. Onko tiedemiehillä tällaisia hankkeita?
Vladimir Agapov: Tietysti. Mutta ne ovat teknisesti ehkä vaikeimpia. Loppujen lopuksi suuren roska -esineen massa on jopa useita tonneja ja se pyörii monimutkaisesti, se ei ole hallittavissa. On valtava vauhti. Kuinka kaapata se eikä tuhota manipulaattoria tai itse avaruusalusta, johon manipulaattori on asennettu? Monimutkaiset tekniset ongelmat on ratkaistava täällä.
Maan ympäri pyörii 3,5 miljoonaa erilaista avaruusromua
Mutta puhtaasti tieteellisten ja teknisten ongelmien lisäksi on muitakin ongelmia. Loppujen lopuksi tällä tavalla voit poistaa paitsi roskat myös muiden ihmisten avaruusalukset, jopa toimivat. Tämä tarkoittaa pohjimmiltaan kaksikäyttöjärjestelmiä - siviili- ja sotilaskäyttöä. Siksi avaruusromun torjunnassa on tärkeä oikeudellinen näkökohta. Toisaalta avaruusromu lentää kiertoradalla, mutta toisaalta jopa "kuolleet" esineet, jotka ovat vanhentuneet, ovat jonkun omistuksessa. Ja yhden maan yritys, jopa parhain tarkoituksin, poistaa jonkun toisen esineen, voi johtaa erittäin vakaviin konflikteihin. Tämä tarkoittaa, että tällaiset toimet on suoritettava koordinoidusti kaikkien osallistujien kanssa, jotta lisäriskejä ei synny. Maailman yhteisö työskentelee näiden asioiden parissa tänään, koska kaikki ymmärtävät, että äkilliset liikkeet voivat johtaa epämiellyttäviin seurauksiin kaikille. Muuten, vaikka lopettaisimme yhtäkkiä avaruuteen lentämisen, roskien määrä kasvaa edelleen. Arviot osoittavat, että vain jo lentävien sirpaleiden keskinäisten törmäysten vuoksi 20–30 vuoden kuluttua roskien kasvu ylittää sen häviämisen, joka johtuu luonnollisista yläilmakehän hidastumisprosesseista ja kiertoradasta.
viite
Nykyään avaruusromun kokonaismassa kiertoradalla on noin 6700 tonnia. Sen tiheys 800-1000 kilometrin korkeudessa on saavuttanut kriittisen tason. Yhteentörmäyksen vuoksi todennäköisyys menettää avaruusalus 10-15 vuoden ajaksi on jo suurempi kuin todennäköisyys menettää avaruusalus aluksen järjestelmien vian vuoksi. Kahden suuren kohteen törmäyksen todennäköisyys matalilla kiertoradilla arvioidaan yhdeksi tapahtumaksi 15 vuoden aikana. Vielä 10 vuotta sitten tämä luku on 4 kertaa pienempi.
