Kaksi turmeltumatonta satelliittia törmäsivät melkein 29. tammikuuta, ja heidän läheinen kutsu (esineet menettivät toisiaan arviolta 154 jalkaa eli 47 metriä) toistivat huomion kasvavaan ongelmaan kaukana maan yläpuolella: avaruusprosessin pilvestä.
Miljoonat esineet muodostavat tämän kiertävän roskapallin, jossa haavoittuvat fragmentit voivat saavuttaa lähes 18 000 mph (19 000 km / h) nopeuden, noin seitsemän kertaa nopeammin kuin luodin nopeus, NASA: n mukaan. Noin 500 000 kappaletta on ainakin marmorikokoisia ja noin 20 000 esine on pehmeän pallon kokoinen tai suurempi, NASA raportoi vuonna 2013.
Sotkua lisäämällä on pienimuotoisten satelliittien, joita kutsutaan kuutiosaa, lisääntyminen. Nämä 4 tuumaa (10 senttimetriä) kuutiot painavat vain 3 paunaa. (1,4 kiloa) ja lanseerauskustannukset alkavat 40 000 dollarista; Los Alamosin kansallisen laboratorion mukaan yksityiset yritykset tilaavat heiltä tuhansia keräämään tietoja ja tarjoamaan Internet- ja radiopalveluita.
Tämän avaruusruuhkan muodostumisen myötä ilmailu- ja avaruustekniikan suunnittelijat kilpailevat kehittääkseen tekniikoita ja järjestelmiä, jotka voivat estää onnettomuuksia, jotta voidaan suojata toimivia satelliitteja, tulevia avaruusoperaatioita sekä maassa olevia ihmisiä ja omaisuutta, Los Alamosin asiantuntijat kertoivat Live Science -sivustolle.
Noin 5000 satelliittia kuljettaa hyötykuormia kiertoradalla planeettamme ympärillä, mutta vain noin 2000 on aktiivisia ja kommunikoi maan kanssa, sanoi Los Palmosin avaruus- ja kaukokartoitustutkija David Palmer.
"Tällä hetkellä kun jokin laukaistaan - ja laukaisu voi vapauttaa 100 tai enemmän satelliittia - operaattorien ja avaruusvalvontahenkilöiden on seurattava jokaista raketin vapauttamaa avaruuslaitteistoa ja määritettävä erikseen mikä kappale on", hän kertoi. Elävä tiede
Palmer on päätutkija hankkeelle, joka kehittää tietyn tyyppisen satelliittien elektronisen rekisterikilven. Tämän avulla kiertäjät voivat lähettää omistajansa ja sijaintinsa niin kauan kuin he ovat avaruudessa, jopa satelliitin lopettamisen jälkeen.
Itsevoimainen ja laser sykkivä
Niin kutsuttu rekisterikilpi on suunnilleen Scrabble-laatan kokoinen, tarpeeksi pieni kannettavaksi jopa pienet kuutiot. Äärimmäisen vähän resursseja omaavaksi optiseksi tunnisteeksi (ELROI) se tuottaa ainutlaatuisen tunnistuskoodin - satelliittilisenssinumero - laserilla, joka vilkkuu 1000 kertaa sekunnissa. Vilkkumisen luomat kuviot muuntuvat sarjakoodeiksi, jotka voidaan lukea maan kaukoputkilla, tunnistaen satelliitin omistajan ja koordinaatit.
Koska ELROI saa virtansa omasta aurinkokennosta, se voi pitää "puhuvan" Maan kanssa satelliitin elinkaaren päättymisen jälkeen. Ja koska ELROI on pieni ja kevyt eikä vaadi ulkoista virtaa, se voidaan helposti kiinnittää avaruuslaitteiden kappaleisiin, joissa ei ole radiolähettimiä, kuten raketteihin, jotka laukaisevat satelliitit avaruuteen ja kääntyvät vapaasti kelluvaksi roskaksi.
Antamalla jäljitettäviä tietoja jatkuvasti kasvavassa avaruusjätteen pilvessä olevien yksittäisten esineiden kohdalla, ELROI: lla voisi olla kriittinen rooli törmäysten ohjaamisessa. Se voisi jopa seurata toimivien satelliittien radiolähetyksiä ja hälytysoperaattoreita, kun viestintä on häiriintynyt, Palmer sanoi.
"Tunnistustoiminnon lisäksi sitä voidaan käyttää myös matalan kaistanleveyden diagnostiikkatoimintoina. Joten se auttaa myös vähentämään avaruudessa rikkoutuneiden satelliittien määrää", hän lisäsi. "Rekisterikilven tekniikka on vain osa ratkaisua - mutta se on tärkeä osa."
Rakettitiede
Kun raketit lähettävät satelliitteja kiertoradalle, ne polttavat yleensä kaiken polttoaineensa kerralla. Rakettien täyttäminen sellaisella polttoaineella, joka voidaan toistaa uudelleen, voisi antaa maapallon käyttäjille vielä yhden vaihtoehdon satelliittien suojaamiseksi avaruuskatastrofeilta, Los Alamosin tutkimusinsinööri Nick Dallmann kertoi Live Sciencelle.
"Olemme työskennelleet täällä Los Alamosissa tekemällä vankan raketin, josta voit käynnistää sen, pysäyttää sen ja käynnistää sen sitten uudelleen", kertoi Dallmann, tämän uuden menetelmän kehittämisprojektin vetäjä. Hän selitti, että kyky uudelleenvalvoa raketin polttoainetta jopa satelliitin saavuttua kiertoradalle voisi auttaa avaruuslaitteita siirtämään kurssia mahdollisen törmäyksen välttämiseksi.
"Olemme kypsyttäneet konseptin, jossa rakettimme on satelliittiin integroitu hyötykuorma", Dallmann sanoi. "Mahdollisesti, monen vuoden kuluttua siitä, kun satelliitti on eronnut kantoraketin ylemmästä vaiheesta, hyötykuormaamme voidaan kutsua suorittamaan hätäväyläorjuntaohjeet kiertoradan jätteiden välttämiseksi."
1960-luvulta lähtien tutkijat ovat tiedneet, että polttokammion nopea purkaminen kiinteän polttoaineen raketissa voi sammuttaa palamisen syttymisen jälkeen. Dallmannille ja hänen kollegoilleen haasteena oli luoda uudelleenkäytettävä sytytysjärjestelmä yhdistettynä mekanismiin polttoainekammion nopean puristamiseksi.
Toinen haaste oli polttoaineen uudelleenvalinta, koska sytyttimet tuhoutuvat yleensä ensimmäisen palamisen yhteydessä. Tämän ratkaisemiseksi tutkijat päättivät olla käyttämättä tavanomaista pyroteknistä sytytystä. Sen sijaan he kokeilivat veden erottamista vedyksi ja hapeksi palamiskammion sisällä ja sytyttivät sitten ne elektrodilla kipinän muodostamiseksi. Sitten tutkijat sammuttivat palon dekompression avulla.
"Olemme pystyneet kehittämään tämän pisteeseen, jossa voimme suorittaa useita palovammoja peräkkäin pienessä raketissa", Dallmann sanoi. Seuraavat vaiheet sisältävät testit kiertoradalla, "missä suorittaisimme useita palovammoja kuutiomaisella laivalla", Dallmann sanoi.
