Kadullasi roskaaminen on ärsyttävää. Mutta avaruudessa se voi olla tappava. Aiempien matkojen roskien, kuolleiden satelliittien ja vanhojen rakettivahvistimien määrät kiertoradalla ovat nyt noin 30 000 tonnia roskia, kadonneista muttereista ja pultteista kokonaisiin turmeltuneisiin satelliitteihin. Se on astronautien ja työskentelevien avaruusalusten ongelma, koska jopa BB-koon materiaali, joka liikkuu kiertoradalla nopeudella, voi pakata lävistimen. NASA: n mukaan pienet roskat voivat liikkua jopa 17 500 mailia tunnissa - melkein kahdeksan kertaa nopeampi kuin armeijan kiväärin ampuma.
Asiaan liittyvä sisältö
- Ei, Kiinan Tiangong-1 ei "sataa sulaa metallia maan päälle"
- Pienillä lasereilla varustetut elävät solut voivat auttaa torjumaan tautia
- Tämä Pac-Man-avaruusalusta vie satelliitin
- Japani suunnittelee matkan kuuhun vuoteen 2018 mennessä
- Laivasto haluaa estää avaruusjätteet vapauttamalla enemmän avaruusjätteitä
Ehdotuksia eroon avaruusromuista sisältävät avaruusverkot ja aurinkopurjet. Näiden käsitteiden ongelmana on tarve sovittaa kiertoradat roskien kanssa. Suorittaminen vaatii paljon polttoainetta tai auringon purjeiden tapauksessa paljon piruetteja avaruudessa. Joten jotkut tutkijat ja insinöörit ehdottavat jotain yksinkertaisempaa: ampua tavarat alas.
Tällä viikolla Japanin RIKEN-tutkimuslaitoksen Toshikazu Ebisuzakin johtama ryhmä ehdotti avaruuspohjaisen ultraviolettilaserin käyttöä kaukoputken avulla. Konseptin osoittamiseksi he haluavat laukaista kuituoptisen laserin kansainväliselle avaruusasemalle ja parittaa sen jo budjetoidun ja hyväksytyn kaukoputken, Extreme Universe Space Observatory (EUSO) kanssa, joka on tarkoitus asentaa ISS: ään ja jonka on tarkoitus lanseeraus vuonna 2017.
"Haluamme käyttää ISS: ää alustana ja testialueena", sanoo Ebisuzaki, jonka tiimi kuvasi ideansa viime kuussa Acta Astronauticassa . EUSO suunniteltiin alun perin kosmisen säteilijäksi. Kun korkeaenergiset säteet osuvat maapallon ilmakehään, ne luovat UV-hehkua, ja kaukoputki pystyy ottamaan sellaisia purskeita. Ebisuzakin joukkueen mielestä se voisi tehdä eräänlaisen kaksinkertaisen velvollisuuden, koska soittimella on laaja näkökenttä.
Suunnitelmana on, että kaukoputki etsii roskia, kun ISS on maan yön puolella, mutta pystyy silti katsomaan horisontin yli esineitä, joita aurinko valaisee. Tämä tapahtuu noin 5 minuutin ajan joka 90 minuutin kiertoradalla. Kun kaukoputki näkee jotain, suhteellisen heikko laserpulssi voidaan laukaista esineen valaistamiseksi. Säde heijastaa sen ja antaa järjestelmän saada paremmin lukea kuinka kaukana se on ja kuinka nopeasti se liikkuu - pohjimmiltaan tutkan UV-versio.
Tässä vaiheessa kuituoptiset laserit voivat laukaista enemmän pulsseja, tällä kertaa enemmän tehoa ja tiukempaa sädettä. Jokainen pulssi kestäisi vain noin kymmenesosa nanosekunnista, mutta tuhannet laukaisivat. Laser ei hajottaisi roskia suoraan, vaan höyrystyisi sen sijaan pieni osa siitä. Höyry toimii sitten kuin pieni puristinpoltto, hidastaen paloja riittävästi, jotta ne putoavat ilmakehään ja palavat.
Vaikka ISS: n aluksella oleva laser osoittaisi potentiaalinsa, joukkue ei saa kokkaamaan. Seuraava askel olisi käynnistää pieni riippumaton satelliitti, jolla on samanlainen kokoonpano konseptin edelleen testaamiseksi. Tämä "mini-EUSO", kuten Ebisuzaki kutsuu, kiertäisi samalla likimääräisellä korkeudella kuin ISS ja toimisi "todellisemman maailman" mielenosoituksena. Jos tämä vaihe onnistuu, joukkue lähettää vihdoin täysikokoisen roskien tyhjennyssatelliitin, joka menisi ISS: n yläpuolelle noin 500 mailiin, juuri sen yläpuolelle, jonne roskien tiheys yleensä huipussaan.
Jotkut tutkijat ovat kuitenkin ilmaisseet epäilynsä Ebisuzakin suunnitelman yksityiskohdista. Laserkäyttöä tutkivan Santa Fe -yrityksen Photonics Associates -yrityksen johtava kumppani Claude Phipps ehdotti samanlaista järjestelmää nimeltä L'ADROIT vuonna 2014. Phippsin ehdotus käsittää näkyvän valon kaukoputken, joka kulkisi polaarisella kiertoradalla (kohtisuorassa päiväntasaajan kanssa). ), koska siellä suurin osa roskista yleensä on.
Jotkut EUSO-suunnitelman ongelmista liittyvät fysiikkaan missä ISS kiertää, mikä rajoittaa projektin tehokkuutta, Phipps sanoo. ISS on suurimman osan ongelmallisista roskista alle, ja kaukoputki on suunniteltu osoittamaan kohti maata, joten kohtisuorassa kohteissa on vaikeaa. Lisäksi höyrystyksen aiheuttama hyökkäys voi olla väärässä suunnassa, jotta avaruusromu tehokkaasti poistuu kiertoradalta - palkki ei aina lyö sitä päähän päin, minkä haluat palata kappaleisiin ilmakehään.
Toinen kysymys on, kuinka hyvin kuituoptiset laserit toimisivat laboratorion ulkopuolella. Tällaiset laserit on valmistettu useista toisiinsa kytketyistä kuiduista, ja niiden läpi kulkevan valon on oltava ajoitettu tarkasti. "Jos sanot, että kymmenen kuitua tai kymmenentuhatta on jonkinlaisessa pyöreässä ryhmässä, aallonrintamien on tultava esiin samaan aikaan", Phipps sanoo. Se vaatii paljon hienosäätöä. Phippsin idea on käyttää tavanomaisempaa yksisätelaseria, vaikka Ebisuzakin mukaan kuituoptinen järjestelmä sallii paremman lämmönpoiston.
Hyvä osa Ebisuzakin ideaa on silti lavastettu lähestymistapa, jonka avulla he voivat näyttää, mikä toimii mittakaavassa, Phipps sanoo. "[Ebisuzaki] on myös melko fiksu muotoilu teleskoopille", hän lisää.
Avaruusjätteiden poistaminen tällaisilla järjestelmillä on kiinnostuneempaa - Phipps menee asiantuntijakokoukseen Ranskassa ensi viikolla keskustelemaan juuri tästä aiheesta. Sen lisäksi, että vähennetään astronautteihin kohdistuvaa vaaraa, vanhojen satelliittien saaminen pois arvokkaista kiertoradalla olevista kiinteistöistä olisi taloudellista hyötyä, koska nämä toimimattomat holkit ovat tiellä. Ja vaara, että GPS-järjestelmän kaltaisen maapallon kiertoradan satelliitti hajosi metallin kulkuneen kimpaleen tai jopa toisen satelliitin kautta, on erittäin todellinen. Se tapahtui kerran vuonna 2009, kun Iridium-tietoliikennesatelliitti ja vanhempi venäläinen koetin törmäsivät levittäen vielä enemmän roskia kauas ja leveästi.
Ideoiden ja ehdotusten kasaantiessa Phipps toivoo, että avaruusjärjestöt alkavat liikkua nopeammin ja toteuttaa suunnitelman ennen kuin avaruusromu tulee tappavalta. "Pelkään, että se vie kuolemantapauksen", Phipps sanoo. "Mutta toivottavasti ei."
