En 1957, la Unión Soviética lanzó el primer satélite terrestre artificial al espacio, abriendo así una nueva era en la historia de la humanidad: la era de la exploración espacial. Durante los últimos 50 años desde entonces, el hombre ha enviado al espacio una gran variedad de satélites, cohetes y estaciones científicas. Todo esto condujo a la contaminación sistemática del espacio exterior alrededor de nuestro planeta. Según información de la NASA, a julio de 2011, 16 094 objetos de origen artificial “giraban” alrededor de la Tierra, incluidos 3 396 satélites en funcionamiento y ya fallados, así como 12 698 bloques impulsores, etapas gastadas de vehículos de lanzamiento y sus escombros. El documento presentado establece que en términos de la cantidad de objetos de origen artificial en órbita terrestre baja, Rusia ocupa el primer lugar: 6075 objetos, de los cuales 4667 son desechos espaciales, seguida de Estados Unidos, China, Francia, India y Japón..
El tamaño de los escombros que se encuentran en la órbita terrestre baja varía bastante, desde micropartículas hasta el tamaño de un autobús escolar. Lo mismo puede decirse de la masa de esta basura. Los fragmentos grandes pueden pesar hasta 6 toneladas, mientras que las partículas pequeñas pesan solo unos pocos gramos. Todos estos objetos se mueven en el espacio en diferentes órbitas y a diferentes velocidades: desde 10 mil km / ha 25 mil km / h. Además, en el caso de una colisión de tales piezas de desechos espaciales entre sí o con cualquier satélite que se mueva en direcciones opuestas, su velocidad puede alcanzar los 50 mil km / h.
Según Alexander Bagrov, investigador principal del Instituto de Investigación de Astronomía de la Academia de Ciencias de Rusia, hoy está surgiendo una situación paradójica. Cuantos más vehículos lanza la humanidad al espacio, menos adecuado se vuelve para su uso. Las naves espaciales fallan cada año con una regularidad envidiable, cuyo resultado es que la cantidad de escombros en la órbita de la Tierra aumenta en un 4% anual. En la actualidad, hasta 150 mil objetos diferentes con tamaños de 1 a 10 cm giran en la órbita terrestre, mientras que las partículas, cuyo tamaño es inferior a 1 cm de diámetro, son simplemente millones. Al mismo tiempo, si en órbitas bajas de hasta 400 km, los desechos espaciales se ralentizan por las capas superiores de la atmósfera del planeta y después de un cierto tiempo cae a la Tierra, entonces puede estar en órbitas geoestacionarias durante una cantidad infinitamente larga de tiempo.
Los propulsores de cohetes, que se utilizan para lanzar satélites a la órbita de la Tierra, contribuyen al aumento de los desechos espaciales. Alrededor del 5-10% del combustible permanece en sus tanques, que es muy volátil y se convierte fácilmente en vapor, lo que a menudo conduce a explosiones bastante poderosas. Después de varios años en el espacio, las etapas de los cohetes que han cumplido su tiempo explotan en pedazos, esparciendo a su alrededor una especie de "metralla" de pequeños fragmentos. En los últimos años, se han registrado alrededor de 182 explosiones de este tipo en el espacio cercano a la Tierra. Entonces, solo una explosión de una etapa de un cohete indio causó la formación de 300 grandes escombros a la vez, así como innumerables cantidades de objetos espaciales más pequeños, pero no menos peligrosos. Hoy, el mundo ya tiene las primeras víctimas de los desechos espaciales.
Así que en julio de 1996 a una altitud de unos 660 km. el satélite francés chocó con un fragmento de la tercera etapa del vehículo lanzador francés Arian, que fue lanzado al espacio mucho antes. La velocidad relativa en el momento de la colisión era de unos 15 km / so 50 mil km / h. No hace falta decir que los expertos franceses, que se perdieron el acercamiento de su propio objeto grande, se muerden los codos durante mucho tiempo después de esta historia. Este incidente no se convirtió en un gran escándalo internacional, ya que ambos objetos que colisionaron en el espacio eran de origen francés.
Es por eso que el problema de los desechos espaciales hoy en día no necesita una exageración adicional. Solo debe tener en cuenta el hecho de que al ritmo actual, en un futuro cercano, una parte significativa de la órbita de la Tierra no será el lugar más seguro para las naves espaciales. Al darse cuenta de esto, el investigador Jonathan Missel, que se encuentra en la Universidad Agrícola de Texas, cree que todos los métodos existentes para limpiar los desechos espaciales tienen al menos una de dos enfermedades comunes. O implican llevar a cabo misiones "Un pedazo de basura espacial - un carroñero" (que es muy caro), o implican la creación de tecnologías, que tardarán más de una década en perfeccionarse. Mientras tanto, el número de víctimas de los desechos espaciales solo está creciendo.
Al darse cuenta de esto, Jonathan Missel propone actualizar el concepto One Piece of Space Junk - One Scavenger a reutilizable. La barredora espacial TAMU con el satélite Sling-Sat, que él y sus colegas han desarrollado, está equipada con "brazos" especiales personalizables. Tal satélite, después de su aproximación a los desechos espaciales, los captura con un manipulador especial. Al mismo tiempo, debido a diferentes vectores de movimiento, el Sling-Sat comienza a girar, pero gracias a la inclinación ajustable y la longitud de los "brazos", esta maniobra está completamente controlada, lo que permite, rotar como un balón de fútbol, de manera significativa. cambiar su propia trayectoria, enviando un "satélite de honda" hacia las siguientes piezas de escombros espaciales.
En el momento en que el satélite se encuentra en la trayectoria hacia el segundo objeto espacial, el primer elemento de desechos espaciales es liberado por él durante la rotación. Además, esto sucederá en un ángulo tal que se garantiza que una muestra de desechos espaciales chocará contra la atmósfera de nuestro planeta, ardiendo en ella. Habiendo alcanzado el segundo objeto de los desechos espaciales, este satélite repetirá la operación realizada y lo hará cada vez, mientras recibe una carga adicional de energía cinética de los desechos espaciales y al mismo tiempo, la envía de regreso a la Tierra al planeta que dio levántate.
Vale la pena señalar que este concepto recuerda un poco el método de los antiguos saltadores de longitud griegos, que lo hacían soltando mancuernas (para una aceleración adicional). Es cierto que en este caso particular, los objetos de basura espacial tendrán que ser atrapados y lanzados sobre la marcha, si TAMU Space Sweeper se las arreglará con esto es una pregunta abierta.
Barredora espacial TAMU
La simulación por computadora realizada muestra que el esquema propuesto tiene una alta eficiencia de combustible teórica. Y esto es comprensible: en el caso de un "satélite honda", se supone que la energía se toma de piezas de satélites y cohetes ya acelerados a la 1ª velocidad cósmica, y no del combustible que tendría que ser entregado a nuestra basura. coleccionista de la Tierra.
Por supuesto, el concepto presentado por Missel tiene algunos cuellos de botella. Vale la pena señalar que ninguna de las piezas de desechos espaciales, naturalmente, es adecuada para una trampa de manipulador y, lo que es más importante, para altas aceleraciones durante una rotación intensa. En el caso de que la pieza sea demasiado grande y pesada, su energía durante la rotación puede ser suficiente para destruirse a sí misma, así como al manipulador. Al mismo tiempo, es poco probable que la creación de un gran número de otros en lugar de un solo objeto de desechos espaciales conduzca a una mejora de la situación en el espacio en órbitas terrestres bajas. Al mismo tiempo, por supuesto, la idea se considera interesante y, en el caso de una implementación técnica adecuada, eficaz.
