Hoe 'n lae-aarde-baan in 'n vullishoop verander

2023 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-05-24 11:30

Die vullisspoor van die mens het lank verby die planeet gestrek, ver die ruimte in. Terwyl aktiviste en politici besluit wat om met huishoudelike afval op aarde te doen, versamel tonne toerusting wat opgebruik is, in wentelbane.

Kom ons vind uit waaruit die ruimtestortings gemaak is, waar hulle geleë is en of "hemelse" rommel op ons koppe kan val (bederf: dit het reeds gebeur).

Watter soort asblik vlieg in die ruimte

Die ruimte-era het begin met die lansering van die eerste kunsmatige satelliet in 1957. Sedertdien het die mensdom baie vuurpyle gelanseer en byna 11 000 satelliete in 'n wentelbaan geplaas. In onlangse jare het die aantal ruimtesendings dramaties toegeneem. Nou word naby-aarde-ruimte nie net deur state ondersoek nie - private firmas en nie-winsgewende organisasies het by die besigheid aangesluit. Die las op die wentelbane groei.

Hoe die aantal voorwerpe in naby-aarde ruimte verander het

Satelliete, soos enige ander tegniek, breek egter af en raak verouderd. Hulle word deur nuwe toestelle vervang, en die mislukte toestelle word gedwing om hul lewens in 'n wentelbaan uit te leef in die vorm van skrootmetaal. In die nabye en verre omgewings van ons planeet het "stortings" verskyn.

Alle onwerkbare tegniese voorwerpe en hul fragmente word as ruimterommel geklassifiseer. Die meeste daarvan is bestee vuurpylverhoë, ou satelliete en hul fragmente. Ten spyte van die voortdurende bekendstellings van nuwe toestelle, is werkende satelliete in wentelbane baie minder as "afval". Volgens skattings deur die Europese Ruimte-agentskap (ESA) is daar 128 miljoen klein rommel in die naby-aarde ruimte, waarvan die grootte nie 'n sentimeter oorskry nie, 900 duisend fragmente van 1 tot 10 cm en 34 duisend - meer as 10 cm Ter vergelyking: daar is net 3 werkende satelliete, 9 duisend.

Mees aktief gebruik die mensdom 'n lae baan om die aarde (200-2000 km bo seespieël). Hierdie deel van die buitenste ruimte is die mees "digbevolkte" en terselfdertyd die "vuilste". Op 'n hoogte van 650-1000 km is die eerste "hoopterrein" geleë - ou voertuie, rommel van verskillende groottes en militêre satelliete met kerninstallasies "leef" hier. Sulke hoogtes vir die berging van potensieel gevaarlike voorwerpe is nie toevallig gekies nie: hulle kan ongeveer tweeduisend jaar lank daar wees. Die tweede amptelike "toetsterrein" is op 'n hoogte van ongeveer 36 duisend km geleë - al die satelliete wat vanaf die geostasionêre wentelbaan gedien het, word daarheen gestuur.

Ruimterommel “vlieg” egter nie net op plekke wat spesiaal daarvoor aangewys is nie.’n Botsing met puin in naby-aarde ruimte kan enige plek gebeur, want dit is byna onmoontlik om die beweging van klein deeltjies te voorspel. Maar dit is regtig moontlik om groot fragmente te ontduik – die meeste daarvan word deur die wêreldruimte-agentskappe dopgehou. As maatskappye soos SpaceX, OneWeb en Amazon in die komende jare duisende kommunikasiesatelliete oor die aarde ontplooi, sal spesialiste die beweging in wentelbane baie noukeuriger moet monitor om ongelukke te vermy.

Wie hou boek van die puin in die ruimte

Volgens ESA volg ruimtewaarnemingsnetwerke gereeld net 28 000 besonder groot puin. Die US Space Surveillance Network is een van die voorste ontledingsdienste vir ruimterommelbaan. Kenners hou 'n katalogus waar voorwerpe groter as 5-10 sentimeter vanaf 'n lae Aarde-baan en puin vanaf 30 sentimeter naby die geostasie ingebring word.

In die Verenigde State is daar ander sentrums wat data nie net oor "afval" insamel en verwerk nie, maar ook op bedryfstoestelle. Hul geoliggings word in die publieke domein op die Space Track-hulpbron gepubliseer, en vanaf Twitter van die 18de Ruimtebeheer-eskader kan jy leer oor die vernietiging van sekere voertuie. Op grond van hierdie inligting is 'n aanlyn kaart Stuff in Space geskep, wat intyds die posisie van satelliete (rooi kolletjies), vuurpylliggame (blou) en ruimterommel (grys) wys. Die kaart word elke dag bygewerk en demonstreer duidelik die noue "verwantskap" tussen bedryfstoestelle en "afval".

Die lande van Europa, Rusland en China neem ook beweging op ruimte-"spore" waar met behulp van teleskope of geostasionêre radars. Botsings in 'n wentelbaan is skaars, danksy die dienste wat die waarskynlikheid van ongelukke bereken.

Waar kom ruimterommel vandaan?

Ten spyte van die feit dat botsings in die ruimte skaars is, beïnvloed dit die groei van "hemelse stortingsterreine" ernstig. Een van die ernstigste ruimteongelukke het in 2009 plaasgevind: die Amerikaanse kommunikasiesatelliet Iridium en die onwerksame Russiese militêre apparaat "Kosmos-2251" kon nie uitmekaar dryf nie. Hul "ontmoeting" het aanleiding gegee tot 'n groot wolk van klein rommel en meer as 1, 5 duisend groot fragmente, wat tot vandag toe in naby-aarde ruimte bly.

Navorsers noem ontploffings die hoofrede vir die vorming van ruimterommel. Meestal kom dit voor as gevolg van lekkasie of verhitting van brandstof, wat in die tenks van reeds bestee boonste stadiums, die laaste stadiums van vuurpyle en satelliete, bly. Toerusting ontplof as gevolg van ontwerpfoute of die impak van die harde ruimte-omgewing. Byvoorbeeld, in 2018 het Russiese en Amerikaanse boonste stadiums "Fregat" en "Centaur" in 'n wentelbaan neergestort, in 2012 was ons "Briz-M" in fragmente verstrooi. In Maart 2021 het 'n ou Amerikaanse meteorologiese satelliet ontplof, en 'n jaar gelede het 'n stadium van die Sowjet Cyclone-3-vuurpyl, wat 29 jaar lank in die naby-Aarde-ruimte was, in 75 dryffragmente verander.

Toetse van anti-satelliet wapens laat 'n groot spoor van puin. In 2007 het China sy eie Fengyun-1C met 'n mediumafstandmissiel op 'n hoogte van 865 km vernietig. Gevorm ongeveer 3, 5 duisend groot voorwerpe en 'n ontelbare aantal fragmente tot 5 sentimeter. In 2019 het Indië ook 'n vuurpyl op sy satelliet afgevuur - ongeveer 400 rommel wat in wentelbane van 200 tot 1600 km versprei is.

ESA-spesialiste het meer as 560 gevalle van toestelvernietiging ontleed. Soos hulle opmerk, is daar ander redes vir die vorming van ruimterommel in wentelbane. Dikwels word sommige van sy dele van die apparaat ontkoppel, dit word vernietig as gevolg van onvolmaakthede in die struktuur of misluk wanneer dit met die Aarde se atmosfeer in wisselwerking tree.

Redes vir die vernietiging van ruimtetuie

In 2020 het spesialiste van RS Components ontleed watter van die ruimtemagte die ruimte sterker besaai het as ander. Dit het geblyk dat die grootste deel van die wrakstukke wat vandag opgespoor word, aan Rusland en die GOS-lande behoort – 14 403 fragmente. In die tweede plek is die Verenigde State (8734), in die derde plek - China (4688).

Waarom ruimtestortings gevaarlik is

Moderne satelliete is toegerus met beskerming teen mikrometeoriete en ruimterommel, maar "wapenrusting" red nie altyd nie. Die puin van die ontploffing gaan voort om teen 'n aanvanklike spoed te beweeg. Aangesien daar geen waarneembare wrywingskrag in die ruimte is nie en die gewone swaartekrag nie werk nie, vertraag hulle feitlik nie.

Hul spoed kan 8-10 km/s bereik, wat amper sewe keer vinniger as 'n koeël is. Die houe van die stadiger fragmente kan ook noodlottig wees. Stukke groter as 10 cm is in staat om vliegtuie heeltemal te vernietig. Botsings met fragmente van meer as 1 cm ontwrig die werking van die ruimtetuig of veroorsaak ontploffings van onwerksame voorwerpe. Millimeterdeeltjies laat in die meeste gevalle krake en skyfies op omhulsels.

In 2016 het 'n klein rommel so groot soos 'n stofkol 'n duik van 7 mm op die ISS-vensterglas gelaat. Botsings met enige stukkies rommel is gevaarlik vir die ruimtestasie, want dit beweeg in 'n wentelbaan teen 'n spoed van meer as 7,6 km/s. Die ISS voer gereeld ontwykingsmaneuvers uit en korrigeer sy wentelbaan: anti-meteorietpanele is nie in staat om die bemanning in 'n botsing met groot puin te beskerm nie. Soms word ruimtevaarders gedwing om die stasie te ontruim en die oomblik van 'n gevaarlike benadering tot ruimterommel in die Sojoes-ruimtetuig uit te wag, om die "sinkende skip" vinnig te verlaat indien nodig.

Die meeste van die ruimtetuig-maneuvers word gedoen om "ontmoetings" met puin te vermy. Hierdie aksies is duur. Kenners spandeer ure om risiko's te bereken en 'n nuwe trajek te beplan. Op die oomblik van die maneuver word brandstof verbruik, wat jy "in reserwe" moet saamneem, en die toestelle "staan ledig" - hulle stuur nie die data wat nodig is vir die navorsers nie.

Vir diegene op aarde hou ruimterommel nie 'n ernstige bedreiging in nie. Klein toestelle slaag daarin om in die atmosfeer op te brand, terwyl groot uitgeputte dele van vuurpyle of satelliete as 'n reël langs 'n gegewe trajek tot in die Stille Oseaan of in onbewoonde gebiede in Kasakstan laat sak word. Slegs een keer het mensgemaakte ruimterommel 'n persoon getref. In 1997 het 'n wrak van 'n Amerikaanse Delta II-lanseringsvoertuig op die inwoner van Oklahoma, Lottie Williams, geval. Die meisie was teleurgesteld om te hoor dat dit nie 'n stuk van 'n ster was wat op haar skouer geval het nie, maar 'n fragment van 'n brandstoftenk.

NASA se wetenskaplike konsultant Donald Kessler het in 1978 'n onaangename voorspelling gemaak. Daarna is die verskynsel wat deur hom beskryf is, "Kessler se sindroom" genoem. Volgens die astrofisikus sal die konsentrasie van "afval" in die ruimte eendag so toeneem dat die aantal ongelukke onbeheerbaar sal begin groei. Puin sal in vliegtuie neerstort, en dit sal in stukke geskeur word en ander voorwerpe "aanval". Stapels skrootmetaal sal die onderste wentelbane onbruikbaar maak, en 'n vullisgordel sal om die Aarde verskyn, wat aan die ringe van Saturnus herinner. Sommige kenners meen dat die kritieke konsentrasie van mensgemaakte voorwerpe in 'n wentelbaan reeds bereik is.