Kung paano nagiging tambak ng basura ang low-earth orbit

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ang trash trail ng tao ay matagal nang lumampas sa planeta, malayo sa kalawakan. Habang ang mga aktibista at pulitiko ay nagpapasya kung ano ang gagawin sa mga basura ng sambahayan sa Earth, tone-toneladang kagamitan na naubos ang naiipon sa mga orbit.

Alamin natin kung saan ginawa ang mga space dump, kung saan matatagpuan ang mga ito at kung ang mga "makalangit na" debris ay maaaring mahulog sa ating mga ulo (spoiler: nangyari na ito).

Anong uri ng basura ang lumilipad sa kalawakan

Ang edad ng kalawakan ay nagsimula sa paglulunsad ng unang artipisyal na satellite noong 1957. Simula noon, ang sangkatauhan ay naglunsad ng maraming rocket at naglagay ng halos 11,000 satellite sa orbit. Sa mga nagdaang taon, ang bilang ng mga misyon sa kalawakan ay tumaas nang husto. Ngayon ang near-earth space ay ginalugad hindi lamang ng mga estado - ang mga pribadong kumpanya at non-profit na organisasyon ay sumali sa negosyo. Ang pagkarga sa mga orbit ay lumalaki.

Paano nagbago ang bilang ng mga bagay sa near-earth space

Gayunpaman, ang mga satellite, tulad ng anumang iba pang pamamaraan, ay nasisira at nagiging lipas na. Ang mga ito ay pinalitan ng mga bagong device, at ang mga nabigong device ay napipilitang isabuhay ang kanilang buhay sa orbit sa anyo ng scrap metal. Sa malapit at malalayong kapaligiran ng ating planeta, lumitaw ang mga "dump".

Ang lahat ng hindi nagagamit na mga teknikal na bagay at ang kanilang mga fragment ay inuri bilang space debris. Karamihan sa mga ito ay ginugol sa mga yugto ng rocket, mga lumang satellite at ang kanilang mga fragment. Sa kabila ng patuloy na paglulunsad ng mga bagong device, ang mga gumaganang satellite sa mga orbit ay mas mababa kaysa sa "basura". Ayon sa mga pagtatantya ng European Space Agency (ESA), mayroong 128 milyong maliliit na labi sa malapit sa lupa, ang laki nito ay hindi lalampas sa isang sentimetro, 900 libong mga fragment mula 1 hanggang 10 cm at 34 libo - higit sa 10 cm Para sa paghahambing: mayroon lamang 3 gumaganang satellite, 9 thousands.

Karamihan sa aktibong tao ay gumagamit ng mababang orbit ng lupa (200-2000 km sa itaas ng antas ng dagat). Ang bahaging ito ng kalawakan ay ang pinaka "makapal ang populasyon" at kasabay nito ang "pinaka marumi". Sa taas na 650-1000 km, ang unang "dump" ay matatagpuan - mga lumang sasakyan, iba't ibang laki ng mga labi at mga satellite ng militar na may mga pag-install ng nukleyar na "live" dito. Ang ganitong mga taas para sa pag-iimbak ng mga potensyal na mapanganib na bagay ay hindi pinili ng pagkakataon: maaari silang naroroon nang halos dalawang libong taon. Ang pangalawang opisyal na "site ng pagsubok" ay matatagpuan sa taas na halos 36 libong km - lahat ng mga satellite na nagsilbi mula sa geostationary orbit ay ipinadala doon.

Gayunpaman, ang mga labi ng espasyo ay "lumilipad" hindi lamang sa mga lugar na espesyal na itinalaga para dito. Ang isang banggaan sa mga labi sa malapit sa lupa na espasyo ay maaaring mangyari kahit saan, dahil halos imposibleng mahulaan ang paggalaw ng maliliit na particle. Ngunit talagang posible na iwasan ang malalaking fragment - karamihan sa kanila ay pinapanood ng mga ahensya ng kalawakan sa mundo. Kung sa mga darating na taon ang mga kumpanya tulad ng SpaceX, OneWeb at Amazon ay mag-deploy ng libu-libong satellite ng komunikasyon sa ibabaw ng Earth, kakailanganing subaybayan ng mga espesyalista ang paggalaw sa mga orbit nang mas maingat upang maiwasan ang mga aksidente.

Sino ang sumusubaybay sa mga labi sa kalawakan

Ayon sa ESA, regular na sinusubaybayan ng mga network ng pagmamasid sa kalawakan ang 28,000 partikular na malalaking labi. Ang US Space Surveillance Network ay isa sa mga nangungunang serbisyo sa pagsusuri ng trajectory ng space debris. Ang mga eksperto ay nagtatago ng isang katalogo kung saan dinadala ang mga bagay na mas malaki sa 5-10 sentimetro mula sa mababang orbit ng Earth at mga debris na nagsisimula sa 30 sentimetro na matatagpuan malapit sa geostationary.

Sa Estados Unidos, may iba pang mga sentro na nangongolekta at nagpoproseso ng data hindi lamang sa "basura", kundi pati na rin sa mga operating device. Ang kanilang mga geolocation ay na-publish sa pampublikong domain sa mapagkukunan ng Space Track, at mula sa Twitter ng 18th Space Control Squadron, maaari mong malaman ang tungkol sa pagkasira ng ilang mga sasakyan. Batay sa impormasyong ito, isang online na mapa na Stuff in Space ang ginawa, na nagpapakita sa real time ng posisyon ng mga satellite (pulang tuldok), rocket body (asul) at space debris (grey). Ang mapa ay ina-update araw-araw at malinaw na ipinapakita ang malapit na "ugnayan" sa pagitan ng mga operating device at "basura".

Ang mga bansa ng Europe, Russia at China ay nagmamasid din sa paggalaw sa mga "track" ng kalawakan gamit ang mga teleskopyo o geostationary radar. Ang mga banggaan sa orbit ay bihira, salamat sa mga serbisyong kinakalkula ang posibilidad ng mga pag-crash.

Saan nagmula ang mga space debris?

Sa kabila ng katotohanan na ang mga banggaan sa kalawakan ay bihira, sila ay seryosong nakakaapekto sa paglaki ng "makalangit na mga dump". Ang isa sa mga pinaka-seryosong aksidente sa kalawakan ay naganap noong 2009: ang American communications satellite na Iridium at ang inoperative na kagamitang militar ng Russia na "Kosmos-2251" ay hindi makapaghiwa-hiwalay. Ang kanilang "pagpupulong" ay nagbigay ng isang malaking ulap ng maliliit na labi at higit sa 1, 5 libong malalaking fragment, na hanggang sa araw na ito ay nananatili sa kalawakan na malapit sa lupa.

Tinatawag ng mga mananaliksik ang mga pagsabog na pangunahing dahilan ng pagbuo ng mga labi ng kalawakan. Kadalasan ang mga ito ay nangyayari dahil sa pagtagas o pag-init ng gasolina, na nananatili sa mga tangke ng na ginugol na sa itaas na mga yugto, ang mga huling yugto ng mga rocket at satellite. Ang mga kagamitan ay sumasabog dahil sa mga bahid ng disenyo o ang epekto ng malupit na kapaligiran sa espasyo. Halimbawa, noong 2018 ang upper stage ng Russian at American na "Fregat" at "Centaur" ay bumagsak sa orbit, noong 2012 ang aming "Briz-M" ay nagkalat sa mga fragment. Noong Marso 2021, sumabog ang isang lumang meteorolohiko satellite ng US, at isang taon na ang nakalipas isang yugto ng Soviet Cyclone-3 rocket, na nasa malapit sa Earth space sa loob ng 29 na taon, ay naging 75 drifting fragment.

Ang mga pagsubok ng mga anti-satellite na armas ay nag-iiwan ng malaking bakas ng mga labi. Noong 2007, sinira ng China ang sarili nitong Fengyun-1C na may medium-range missile sa taas na 865 km. Nabuo ang tungkol sa 3, 5 libong malalaking bagay at isang hindi mabilang na bilang ng mga fragment hanggang sa 5 sentimetro. Noong 2019, nagpaputok din ang India ng rocket sa satellite nito - humigit-kumulang 400 debris na nakakalat sa mga orbit mula 200 hanggang 1600 km.

Sinuri ng mga espesyalista sa ESA ang higit sa 560 kaso ng pagkasira ng device. Tulad ng napansin nila, may iba pang mga dahilan para sa pagbuo ng mga labi ng espasyo sa mga orbit. Kadalasan, ang ilan sa mga bahagi nito ay na-disconnect mula sa apparatus, nawasak ito dahil sa mga di-kasakdalan sa istraktura o nabigo kapag nakikipag-ugnayan sa kapaligiran ng Earth.

Mga dahilan para sa pagkasira ng spacecraft

Noong 2020, sinuri ng mga espesyalista mula sa RS Components kung alin sa mga kapangyarihan ng espasyo ang nakakalat sa espasyo nang mas malakas kaysa sa iba. Ito ay lumabas na ang pinakamalaking bahagi ng wreckage na sinusubaybayan ngayon ay pag-aari ng Russia at mga bansa ng CIS - 14,403 na mga fragment. Sa pangalawang lugar ay ang Estados Unidos (8734), sa pangatlo - China (4688).

Bakit mapanganib ang mga space dump

Ang mga modernong satellite ay nilagyan ng proteksyon mula sa micrometeorites at space debris, ngunit ang "armor" ay hindi palaging nakakatipid. Ang mga labi mula sa pagsabog ay patuloy na gumagalaw sa paunang bilis. Dahil walang nakikitang puwersa ng friction sa kalawakan at ang karaniwang gravity ay hindi kumikilos, halos hindi sila bumabagal.

Ang kanilang bilis ay maaaring umabot sa 8-10 km / s, na halos pitong beses na mas mabilis kaysa sa isang bala. Ang mga suntok ng mas mabagal na mga fragment ay maaari ding nakamamatay. Ang mga piraso na higit sa 10 cm ang laki ay may kakayahang ganap na sirain ang sasakyang panghimpapawid. Ang mga banggaan na may mga fragment na higit sa 1 cm ay nakakagambala sa operasyon ng spacecraft o nagdudulot ng mga pagsabog ng mga bagay na hindi gumagana. Ang mga particle ng milimetro sa karamihan ng mga kaso ay nag-iiwan ng mga bitak at mga chips sa mga housing.

Noong 2016, isang maliit na debris na kasinglaki ng dust ang nag-iwan ng 7mm dent sa ISS window glass. Ang mga banggaan sa anumang mga fragment ng mga labi ay mapanganib para sa istasyon ng kalawakan, dahil gumagalaw ito sa orbit sa bilis na higit sa 7.6 km / s. Regular na nagsasagawa ang ISS ng mga umiiwas na maniobra at itinatama ang orbit nito: hindi kayang protektahan ng mga anti-meteorite panel ang crew sa isang banggaan ng malalaking debris. Minsan ang mga kosmonaut ay napipilitang lumikas sa istasyon at hintayin ang sandali ng isang mapanganib na diskarte sa mga labi ng espasyo sa Soyuz spacecraft, upang mabilis na umalis sa "lubog na barko" kung kinakailangan.

Karamihan sa mga maniobra ng spacecraft ay ginagawa upang maiwasan ang "makatagpo" na may mga labi. Ang mga pagkilos na ito ay magastos. Ang mga eksperto ay gumugugol ng mga oras sa pagkalkula ng mga panganib at pagpaplano ng isang bagong tilapon. Sa sandali ng pagmamaniobra, ang gasolina ay natupok, na kailangan mong dalhin sa iyo "sa reserba", at ang mga aparato ay "nakatigil" - hindi sila nagpapadala ng data na kinakailangan para sa mga mananaliksik.

Para sa mga nasa Earth, ang mga labi ng kalawakan ay hindi nagdudulot ng seryosong banta. Ang mga maliliit na aparato ay namamahala sa pagsunog sa atmospera, habang ang malalaking bahagi ng mga rocket o satellite, bilang panuntunan, ay ibinababa sa isang tiyak na tilapon sa Karagatang Pasipiko o sa mga hindi nakatirang teritoryo sa Kazakhstan. Minsan lang natamaan ng man-made space debris ang isang tao. Noong 1997, isang wreck ng isang American Delta II launch vehicle ang nahulog sa residente ng Oklahoma na si Lottie Williams. Nabigo ang batang babae nang malaman na hindi isang piraso ng bituin ang nahulog sa kanyang balikat, ngunit isang piraso ng tangke ng gasolina.

Ang siyentipikong consultant ng NASA na si Donald Kessler ay gumawa ng hindi kasiya-siyang hula noong 1978. Kasunod nito, ang hindi pangkaraniwang bagay na inilarawan sa kanya ay tinawag na "Kessler's syndrome." Ayon sa astrophysicist, isang araw ang konsentrasyon ng "basura" sa kalawakan ay tataas nang labis na ang bilang ng mga aksidente ay magsisimulang lumaki nang hindi mapigilan. Ang mga labi ay babagsak sa sasakyang panghimpapawid, at ang mga iyon ay mapupunit at "aatake" sa iba pang mga bagay. Ang mga tambak ng scrap metal ay gagawing hindi na magagamit ang mga mas mababang orbit, at lilitaw ang isang garbage belt sa paligid ng Earth, na nakapagpapaalaala sa mga singsing ng Saturn. Naniniwala ang ilang eksperto na ang kritikal na konsentrasyon ng mga bagay na gawa ng tao sa orbit ay naabot na.