Vuonna 1957 Neuvostoliitto laukaisi avaruuteen ensimmäisen keinotekoisen Maasatelliitin, mikä avasi uuden aikakauden ihmiskunnan historiassa - avaruustutkimuksen aikakauden. Viimeisten 50 vuoden aikana ihminen on lähettänyt avaruuteen valtavan määrän satelliitteja, raketteja, tieteellisiä asemia. Kaikki tämä johti järjestelmälliseen ulkoavaruuden saastuttamiseen planeettamme ympärillä. NASAn tietojen mukaan heinäkuussa 2011 16 094 keinotekoista alkuperää olevaa objektia "pyörii" maapallon ympäri, mukaan lukien 3396 toimivaa ja jo epäonnistunutta satelliittia, sekä 12 698 tehostinlohkoa, kantorakettien käytettyjä vaiheita ja niiden roskia. Esitetyssä asiakirjassa todetaan, että keinotekoista alkuperää olevien kohteiden lukumäärän suhteen matalan maan kiertoradalla Venäjä on ensimmäisellä sijalla - 6075 kohdetta, joista 4667 on avaruusromua, ja sen jälkeen Yhdysvallat, Kiina, Ranska, Intia ja Japani.
Matalan maan kiertoradalla olevien roskien koko vaihtelee melko laajalti mikropartikkeleista koulubussin kokoon. Samaa voidaan sanoa tämän roskan massasta. Suuret palaset voivat painaa jopa 6 tonnia, kun taas pienet hiukkaset painavat vain muutaman gramman. Kaikki nämä esineet liikkuvat avaruudessa eri kiertoradilla ja eri nopeuksilla: 10 000 km / h - 25 000 km / h. Lisäksi, jos tällaiset avaruusromun kappaleet törmäävät toisiinsa tai vastakkaiseen suuntaan liikkuviin satelliitteihin, niiden nopeus voi nousta 50 tuhanteen kilometriin tunnissa.
Venäjän tiedeakatemian tähtitieteen tutkimuslaitoksen vanhemman tutkijan Alexander Bagrovin mukaan tänään on syntymässä paradoksaalinen tilanne. Mitä enemmän ajoneuvoja ihmiskunta laukaisee avaruuteen, sitä vähemmän se soveltuu käytettäväksi. Avaruusalukset epäonnistuvat joka vuosi kadehdittavalla säännöllisyydellä, minkä seurauksena roskien määrä maapallon kiertoradalla kasvaa 4% vuosittain. Tällä hetkellä maapallon kiertoradalla pyörii jopa 150 tuhatta erilaista esinettä, joiden koko on 1–10 cm, kun taas hiukkaset, joiden koko on alle 1 cm, ovat yksinkertaisesti miljoonia. Samaan aikaan, jos planeetan ilmakehän ylemmät kerrokset hidastavat avaruusjäteitä matalilla kiertoradoilla jopa 400 km: iin saakka ja laskevat tietyn ajan kuluttua maahan, se voi olla geostaationaarisilla kiertoradilla äärettömän pitkän ajan aika.
Rakettivahvistimet, joita käytetään satelliittien laukaisemiseen Maan kiertoradalle, lisäävät avaruusromun määrää. Noin 5-10% polttoaineesta jää niiden säiliöihin, mikä on erittäin haihtuvaa ja muuttuu helposti höyryksi, mikä johtaa usein melko voimakkaisiin räjähdyksiin. Useiden avaruudessa vietettyjen vuosien jälkeen aikansa paljastaneet rakettivaiheet räjähtävät palasiksi ja hajottavat ympärilleen eräänlaisen "sirpaleen" pienistä palasista. Viime vuosien aikana noin 182 tällaista räjähdystä on kirjattu maanläheiseen avaruuteen. Joten vain yksi intialaisen raketin vaiheen räjähdys aiheutti 300 suuren roskan muodostumisen kerralla sekä lukemattomat määrät pienempiä, mutta ei vähemmän vaarallisia avaruusobjekteja. Nykyään maailmassa on jo ensimmäiset avaruusromun uhrit.
Joten heinäkuussa 1996 noin 660 km: n korkeudessa. Ranskan satelliitti törmäsi fragmenttiin Ranskan Arian -kantoraketin 3. vaiheesta, joka laukaistiin avaruuteen paljon aikaisemmin. Suhteellinen nopeus törmäyshetkellä oli noin 15 km / s tai 50 tuhatta km / h. Tarpeetonta sanoa, että ranskalaiset asiantuntijat, jotka kaipasivat oman suuren esineensä lähestymistä, purevat kyynärpäätään pitkään tämän tarinan jälkeen. Tapauksesta ei tullut suurta kansainvälistä skandaalia, koska molemmat avaruudessa törmänneet esineet olivat ranskalaista alkuperää.
Siksi avaruusromun ongelma tänään ei vaadi liioittelua. Sinun on vain pidettävä mielessä se tosiasia, että nykyisellä vauhdilla lähitulevaisuudessa merkittävä osa maapallon kiertoradasta ei ole turvallisin paikka avaruusaluksille. Tämän ymmärtäessään tutkija Jonathan Missel, joka on Texasin maatalousyliopistossa, uskoo, että kaikilla nykyisillä avaruusromun puhdistustavoilla on vähintään yksi kahdesta yleisestä sairaudesta. Ne sisältävät joko tehtävän "Yksi pala avaruusromua - yksi raivaaja" (mikä on erittäin kallista) tai ne edellyttävät sellaisten teknologioiden luomista, joiden hienosäätö kestää yli kymmenen vuotta. Samaan aikaan avaruusromun uhrien määrä vain kasvaa.
Tämän ymmärtäessään Jonathan Missel ehdottaa One Piece of Space Junk - One Scavenger -konseptin päivittämistä uudelleenkäytettäväksi. Hän ja hänen kollegansa kehittämä TAMU Space Sweeper, jossa on Sling-Sat-satelliitti, on varustettu erityisillä muokattavilla "aseilla". Tällainen satelliitti, kun se lähestyy avaruusromuja, kaappaa sen erityisellä manipulaattorilla. Samaan aikaan Sling-Sat alkaa pyöriä eri liikevektoreiden vuoksi, mutta säädettävän kaltevuuden ja "käsivarsien" pituuden ansiosta tätä liikettä hallitaan täysin, mikä mahdollistaa pyörimisen kuin jalkapallo, mielekkäästi muuttaa omaa kehityssuuntaansa lähettämällä "rintasatelliitin" kohti seuraavia avaruusromuja.
Tällä hetkellä, kun satelliitti on radalla kohti toista avaruusobjektia, se vapauttaa avaruusromun ensimmäisen elementin pyörimisen aikana. Lisäksi tämä tapahtuu sellaisessa kulmassa, että näyte avaruusromuista taatusti törmää planeettamme ilmakehään ja palaa siinä. Saavuttuaan toiseen avaruusromun kohteeseen tämä satelliitti toistaa suoritetun operaation ja tekee sen joka kerta, samalla kun se saa lisävarauksen kineettisestä energiasta avaruusromuista ja samalla lähettää sen takaisin Maalle planeetalle, joka antoi nousta siihen.
On syytä huomata, että tämä käsite muistuttaa jonkin verran muinaisen kreikkalaisen pituushyppääjän menetelmää, joka teki tämän pudottamalla käsipainot (lisää kiihdytystä varten). Totta, tässä tapauksessa avaruusromun esineet on otettava kiinni ja heitettävä lennossa, selviääkö TAMU Space Sweeper tästä, on avoin kysymys.
TAMU Space Sweeper
Suoritettu tietokonesimulaatio osoittaa, että ehdotetulla järjestelmällä on korkea teoreettinen polttoainetehokkuus. Ja tämä on ymmärrettävää: "rintareppisatelliitin" tapauksessa energia on tarkoitus ottaa satelliittien ja rakettien kappaleista, jotka on jo kiihdytetty ensimmäiselle kosmiselle nopeudelle, eikä polttoaineesta, joka olisi toimitettava roskaamme keräilijä Maasta.
Tietenkin Misselin esittämässä konseptissa on pullonkauloja. On syytä huomata, että mikään avaruusromun kappaleista ei luonnollisesti sovellu manipulaattorilukkoon ja mikä tärkeintä, suuriin kiihtyvyyksiin voimakkaan pyörimisen aikana. Jos pala on liian suuri ja raskas, sen energia pyörimisen aikana voi riittää tuhoamaan itsensä ja manipulaattorin. Samaan aikaan suuren määrän muiden luominen yhden avaruusromun kohteen sijasta ei todennäköisesti paranna tilannetta avaruudessa matalalla maapallon kiertoradalla. Samaan aikaan ajatus nähdään tietysti mielenkiintoisena ja riittävän teknisen toteutuksen tapauksessa tehokkaana.
