1957. aastal lasi Nõukogude Liit kosmosesse esimese kunstliku Maa satelliidi, avades sellega inimkonna ajaloos uue ajastu - kosmoseuuringute ajastu. Viimase 50 aasta jooksul on inimene saatnud kosmosesse tohutult erinevaid satelliite, rakette, teadusjaamu. Kõik see tõi kaasa meie planeedi ümbritseva kosmosesüsteemi süstemaatilise reostamise. NASA andmetel keerles 2011. aasta juuli seisuga Maa ümber 16 094 tehislikku päritolu objekti, sealhulgas 3396 toimivat ja juba ebaõnnestunud satelliiti, samuti 12 698 võimendusplokki, kanderakettide kulunud etappe ja nende prahti. Esitatud dokumendis märgitakse, et tehislikku päritolu objektide arvu poolest madalmulla orbiidil on esikohal Venemaa - 6075 objekti, millest 4667 on kosmoseprügi, järgnevad Ameerika Ühendriigid, Hiina, Prantsusmaa, India ja Jaapan.
Madala Maa orbiidil oleva prahi suurus varieerub üsna laialdaselt, alates mikroosakestest ja lõpetades koolibussi suurusega. Sama võib öelda ka selle prügi massi kohta. Suured killud võivad kaaluda kuni 6 tonni, väikesed osakesed aga vaid mõne grammi. Kõik need objektid liiguvad ruumis erinevatel orbiitidel ja erineva kiirusega: 10 tuhande km / h kuni 25 tuhande km / h. Veelgi enam, selliste kosmoseprügi tükkide kokkupõrke korral üksteise või vastassuunas liikuvate satelliitidega võib nende kiirus ulatuda 50 tuhande km / h -ni.
Venemaa Teaduste Akadeemia astronoomia uurimisinstituudi vanemteaduri Aleksandr Bagrovi sõnul on täna kujunemas paradoksaalne olukord. Mida rohkem sõidukeid inimkond kosmosesse laseb, seda vähem sobib see kasutamiseks. Kosmoseaparaadid ebaõnnestuvad igal aastal kadestamisväärse korrapärasusega, mille tagajärjel suureneb Maa orbiidil prahi hulk igal aastal 4%. Praegu pöörleb Maa orbiidil kuni 150 tuhat erinevat objekti suurusega 1–10 cm, samas kui osakesi, mille läbimõõt on alla 1 cm, on lihtsalt miljoneid. Samal ajal, kui madalatel orbiitidel kuni 400 km aeglustatakse kosmoseprügi planeedi atmosfääri ülemiste kihtide tõttu ja langeb teatud aja möödudes Maale, võib see olla geostatsionaarsetel orbiitidel lõpmatult kaua. aega.
Raketivõimendid, mida kasutatakse satelliitide Maa orbiidile viimiseks, aitavad kaasa kosmoseprügi suurenemisele. Nende paakidesse jääb umbes 5-10% kütusest, mis on väga lenduv ja muutub kergesti auruks, mis viib sageli üsna võimsate plahvatusteni. Pärast mitut aastat kosmoses plahvatavad oma aega teeninud raketiastmed tükkideks, puistates enda ümber omamoodi „killukesi“väikestest kildudest. Viimase paari aasta jooksul on Maa-lähedases kosmoses registreeritud umbes 182 sellist plahvatust. Nii et ainult üks India raketi etapi plahvatus põhjustas korraga 300 suure prahi tekkimist, samuti lugematu arvu väiksemaid, kuid mitte vähem ohtlikke kosmoseobjekte. Tänapäeval on maailmas juba esimesed kosmoseprügi ohvrid.
Nii 1996. aasta juulis umbes 660 km kõrgusel. põrkas Prantsuse satelliit kokku palju varem kosmosesse lastud kanderaketi Arian 3. etapi fragmendiga. Suhteline kiirus kokkupõrke hetkel oli umbes 15 km / s ehk 50 tuhat km / h. Ütlematagi selge, et prantsuse eksperdid, kes igatsesid omaenda suure objekti lähenemist, hammustavad pärast seda lugu pikka aega küünarnukke. Sellest vahejuhtumist ei saanud suurt rahvusvahelist skandaali, kuna mõlemad kosmoses kokku põrganud objektid olid prantsuse päritolu.
Seetõttu ei vaja täna kosmoseprügi probleem täiendavat liialdust. Peate lihtsalt meeles pidama asjaolu, et praeguses tempos ei ole lähitulevikus märkimisväärne osa Maa orbiidist kosmoselaevade jaoks kõige turvalisem koht. Seda teadvustades usub Texase põllumajandusülikoolis töötav teadlane Jonathan Missel, et kõigil olemasolevatel kosmoseprügi puhastamise meetoditel on vähemalt üks kahest tavalisest haigusest. Need hõlmavad kas missioonide "Üks tükk kosmoseprügi - üks koristaja" läbiviimist (mis on väga kallis) või viitavad tehnoloogiate loomisele, mille peenhäälestamine võtab aega üle kümne aasta. Vahepeal kosmoseprügi ohvrite arv ainult kasvab.
Sellest aru saades teeb Jonathan Missel ettepaneku ajakohastada One Piece of Space Junk - One Scavenger kontseptsioon korduvkasutatavaks. Tema ja tema kolleegide välja töötatud satelliidiga Sling-Sat TAMU Space Sweeper on varustatud spetsiaalsete kohandatavate "relvadega". Selline satelliit jäädvustab pärast lähenemist kosmoseprügile selle spetsiaalse manipulaatoriga. Samal ajal hakkab Sling-Sat erinevate liikumisvektorite tõttu pöörlema, kuid tänu reguleeritavale kaldenurgale ja "käte" pikkusele on see manööver täielikult kontrollitud, mis võimaldab, jalgpallipallina pöörlemist, sisukalt muuta oma trajektoori, saates "pilduma satelliidi" järgmiste tükkide poole kosmoseprügi.
Hetkel, kui satelliit on trajektooril teise kosmoseobjekti suunas, vabastab see pöörlemise käigus kosmoseprügi esimese elemendi. Pealegi juhtub see sellise nurga all, et kosmoseprügi proov satub kindlasti põlema meie planeedi atmosfääri. Kosmoseprügi teise objekti juurde jõudes kordab see satelliit tehtud toimingut ja teeb seda iga kord, saades samal ajal kosmoseprügist täiendava kineetilise energia laengu ja saates samal ajal selle tagasi Maale planeedile, mis andis tõuse selle juurde.
Väärib märkimist, et see kontseptsioon meenutab mõnevõrra Vana -Kreeka kaugushüppajate meetodit, kes tegid seda hantlite kukutamisega (täiendava kiirenduse jaoks). Tõsi, sel konkreetsel juhul tuleb kosmoseprügi objektid lendu püüda ja visata, kas TAMU Space Sweeper saab sellega hakkama, on lahtine küsimus.
TAMU kosmosepühkija
Läbiviidud arvutisimulatsioon näitab, et kavandatud skeemil on kõrge teoreetiline kütusesäästlikkus. Ja see on arusaadav: "troppide satelliidi" puhul eeldatakse, et energia võetakse satelliitide ja rakettide tükkidest, mis on juba kiirendatud 1. kosmilisele kiirusele, mitte kütusest, mis tuleks meie prügikasti toimetada. koguja Maalt.
Muidugi on Misseli esitatud kontseptsioonil mõningaid kitsaskohti. Väärib märkimist, et ükski kosmoseprügi tükkidest ei sobi loomulikult manipulaatoripüüduriks ja mis kõige tähtsam - suureks kiirendamiseks intensiivse pöörlemise ajal. Juhul kui tükk on liiga suur ja raske, võib selle pöörlemisel tekkiv energia olla piisav nii enda kui ka manipulaatori hävitamiseks. Samas suure hulga teiste loomine ühe kosmoseprügi objekti asemele ei too tõenäoliselt kaasa olukorra paranemist kosmoses madalatel Maa orbiitidel. Samas peetakse ideed muidugi huvitavaks ja piisava tehnilise teostuse korral tõhusaks.
