Στο δρόμο σας, η σπατάλη είναι μια ενόχληση. Αλλά στο διάστημα, θα μπορούσε να είναι θανατηφόρα. Τα κομμάτια των σκουπίδια από παρελθούσες αποστολές, οι νεκροί δορυφόροι και οι παλιοί ενισχυτές πυραύλων ανέρχονται σήμερα σε περίπου 30.000 τόνους συντριμμιών σε τροχιά, που κυμαίνονται από χαμένα καρύδια και βίδες μέχρι ολόκληρους δορυφόρους. Αυτό είναι ένα πρόβλημα για τους αστροναύτες και τα διαστημόπλοια εργασίας, επειδή ακόμη και ένα κομμάτι υλικού μεγέθους BB που κινείται σε τροχιές ταχύτητες μπορεί να γεμίσει μια γροθιά. Σύμφωνα με τη NASA, μικρά κομμάτια των συντριμμιών μπορούν να κινούνται τόσο γρήγορα όσο τα 17.500 μίλια την ώρα - σχεδόν οκτώ φορές την ταχύτητα μιας βολίδας που εκτοξεύεται από ένα στρατιωτικό όπλο.
σχετικό περιεχόμενο
- Όχι, η Tiangong-1 της Κίνας δεν θα "βυθίσει το τετηγμένο μέταλλο κάτω στη γη"
- Ζώντα κύτταρα οπλισμένα με μικροσκοπικά λέιζερ μπορεί να βοηθήσουν στην καταπολέμηση της νόσου
- Αυτό το διαστημικό σκάφος Pac-Man θα καταστρέψει έναν δορυφόρο
- Η Ιαπωνία σχεδιάζει ένα ταξίδι στη Σελήνη έως το 2018
- Το Ναυτικό θέλει να αντικαταστήσει τα συντρίμμια του χώρου με την απελευθέρωση περισσότερων συντριμμιών στο διάστημα
Προτάσεις για να απαλλαγούμε από τα σκουπίδια του χώρου περιλαμβάνουν τα δίχτυα στο διάστημα και τα ηλιακά πανιά. Το πρόβλημα με αυτές τις έννοιες είναι η ανάγκη να ταιριάζουν οι τροχιές με τα ελάττωμα-ελιγμούς για να κάνουν αυτό που απαιτεί πολλά καύσιμα ή, στην περίπτωση των ηλιακών πανιών, πολλά πιρουέτα στο διάστημα. Έτσι, ορισμένοι επιστήμονες και μηχανικοί προτείνουν κάτι απλούστερο: πυροβολούν τα πράγματα προς τα κάτω.
Αυτή την εβδομάδα, μια ομάδα με επικεφαλής τον Toshikazu Ebisuzaki του ερευνητικού ινστιτούτου RIKEN της Ιαπωνίας πρότεινε τη χρήση ενός υπεριώδους λέιζερ που βασίζεται σε διάστημα με στόχο ένα τηλεσκόπιο. Για να αποδείξουν την ιδέα, θέλουν να ξεκινήσουν ένα οπτικό λέιζερ οπτικών ινών στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και να το συνδυάσουν με ένα ήδη εγκεκριμένο και εγκεκριμένο τηλεσκόπιο, το Observatory Space Extreme Universe (EUSO), που πρόκειται να τοποθετηθεί στο ISS και προγραμματισμένο για το 2017.
"Θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε το ISS ως πλατφόρμα και δοκιμαστικό κρεβάτι", λέει η Ebisuzaki, η ομάδα της οποίας περιέγραψε την ιδέα τους τον περασμένο μήνα στην Acta Astronautica . Το EUSO σχεδιάστηκε αρχικά ως ανιχνευτής κοσμικών ακτίνων. Όταν οι ακτίνες υψηλής ενέργειας πλήξουν τη γήινη ατμόσφαιρα, δημιουργούν μια υπεριώδη ακτινοβολία και το τηλεσκόπιο είναι σε θέση να πάρει τέτοιες εκρήξεις. Η ομάδα του Ebisuzaki πιστεύει ότι θα μπορούσε να κάνει ένα είδος διπλού καθήκοντος, επειδή το όργανο έχει ένα ευρύ οπτικό πεδίο.
Το σχέδιο είναι για το τηλεσκόπιο να ψάξει για τα συντρίμμια όταν το ISS βρίσκεται στη νυχτερινή πλευρά της Γης, αλλά είναι ακόμα σε θέση να κοιτάξει πάνω από τον ορίζοντα σε πράγματα που φωτίζονται από τον ήλιο. Αυτό συμβαίνει για περίπου 5 λεπτά από κάθε τροχιά των 90 λεπτών. Μόλις το τηλεσκόπιο δει κάτι, ένας σχετικά αδύναμος παλμός λέιζερ μπορεί να πυροδοτηθεί για να ανάψει το αντικείμενο. Η δέσμη θα αντικατοπτρίζει και θα επιτρέψει στο σύστημα να πάρει μια καλύτερη ανάγνωση για το πόσο μακριά είναι και πόσο γρήγορα κινείται - βασικά, μια εκδοχή ραντάρ UV.
Σε αυτό το σημείο, το οπτικό λέιζερ θα μπορούσε να πυροδοτήσει περισσότερους παλμούς, αυτή τη φορά με περισσότερη ισχύ και στενότερη δέσμη. Κάθε παλμός θα διαρκούσε μόνο περίπου το ένα δέκατο ενός νανοδευτερόλεπτα, αλλά χιλιάδες θα πυροβόλησαν. Το λέιζερ δεν θα αποσυνθέσει τελείως τα συντρίμμια, αλλά θα εξατμίσει ένα μικρό τμήμα του. Ο ατμός τότε ενεργεί σαν ένα μικρό έγκαυμα του προωστήρα, επιβραδύνοντας τα κομμάτια αρκετά κάτω που πέφτουν στην ατμόσφαιρα και καίγονται.
Ακόμα κι αν το λέιζερ που βρίσκεται πάνω στο ISS αποδεικνύει τις δυνατότητές του, η ομάδα δεν θα πάρει την ασυδοσία. Το επόμενο βήμα θα ήταν να ξεκινήσει ένας μικρός ανεξάρτητος δορυφόρος με παρόμοιο set-up για περαιτέρω δοκιμή της έννοιας. Αυτό το "μίνι-EUSO", όπως το ονομάζει το Ebisuzaki, θα τερμάτισε στο ίδιο ύψος με το ISS και θα χρησίμευε ως μια πιο «πραγματική» επίδειξη. Αν αυτό το στάδιο είναι επιτυχές, η ομάδα θα στείλει τελικά έναν δορυφόρο πλήρους μεγέθους, ο οποίος θα ξεπερνούσε τα ISS σε περίπου 500 μίλια, ακριβώς πάνω από όπου η πυκνότητα των συντριμμιών τείνει να κορυφωθεί.
Ωστόσο, ορισμένοι επιστήμονες εξέφρασαν σκεπτικισμό σχετικά με τις λεπτομέρειες του σχεδίου του Ebisuzaki. Ο Claude Phipps, διευθύνων σύμβουλος της Photonics Associates, μιας εταιρείας Santa Fe που μελετά την πρόωση λέιζερ, πρότεινε ένα παρόμοιο σύστημα που ονομάζεται L'ADROIT το 2014. Η πρόταση του Phipps περιλαμβάνει ένα τηλεσκόπιο ορατού φωτός που θα ταξιδεύει σε πολική τροχιά (κάθετη προς τον Ισημερινό ), γιατί εκεί συμβαίνει το μεγαλύτερο μέρος των συντριμμιών.
Ορισμένα από τα προβλήματα με το σχέδιο EUSO περιλαμβάνουν τη φυσική της τροχιάς του ISS, η οποία θα περιορίσει την αποτελεσματικότητα του έργου, λέει ο Phipps. Το ISS βρίσκεται κάτω από ένα μεγάλο μέρος των προβληματικών συντριμμιών και το τηλεσκόπιο έχει σχεδιαστεί για να δείχνει προς τη Γη, έτσι ώστε οι στόχοι να πιάνουν στη σωστή γωνία θα είναι σκληροί. Επίσης, η ώθηση από την εξάτμιση μπορεί να είναι προς τη λανθασμένη κατεύθυνση, ώστε να αποφορτιστεί αποτελεσματικά ο χώρος με το σκουπίδια - η δοκός δεν θα χτυπούσε πάντα την κεφαλή, κάτι που θέλετε να στείλετε τα κομμάτια στην ατμόσφαιρα.
Ένα άλλο ζήτημα είναι πόσο καλά θα λειτουργούσαν τα λέιζερ οπτικών ινών εκτός του εργαστηρίου. Τέτοια λέιζερ είναι κατασκευασμένα από πολλαπλές ίνες συσσωρευμένες μεταξύ τους και το φως που διέρχεται διαμέσου αυτών θα πρέπει να είναι χρονικά ακριβές. "Αν λέτε, δέκα ίνες ή δέκα χιλιάδες, σε κάποιο είδος κυκλικού πίνακα, τα μέτωπα των κυμάτων πρέπει να βγουν την ίδια στιγμή", λέει ο Phipps. Αυτό απαιτεί πολύ λεπτό συντονισμό. Η ιδέα του Phipps είναι να χρησιμοποιήσει ένα πιο συμβατικό λέιζερ μονής δέσμης, αν και το Ebisuzaki λέει ότι το οπτικό σύστημα επιτρέπει την καλύτερη διάχυση της θερμότητας.
Ωστόσο, ένα μεγάλο μέρος της ιδέας του Ebisuzaki είναι η σταδιακή προσέγγιση, η οποία τους επιτρέπει να δείξουν τι λειτουργεί καθώς μεγαλώνουν, λέει ο Phipps. "Το [Ebisuzaki] έχει επίσης ένα πολύ έξυπνο σχέδιο για το τηλεσκόπιο", προσθέτει.
Η κατάργηση των συντριμμιών με τέτοια συστήματα συγκεντρώνει μεγαλύτερο ενδιαφέρον - η Phipps πρόκειται να συναντηθεί με ειδικούς στη Γαλλία την επόμενη εβδομάδα για να συζητήσει αυτό το θέμα. Εκτός από τον περιορισμό του κινδύνου για τους αστροναύτες, η απομάκρυνση των παλαιών δορυφόρων από τα πολύτιμα τροχιακά ακίνητα θα αποτελούσε οικονομικό όφελος, καθώς αυτοί οι μη λειτουργούντες κύβοι παρεμποδίζονται. Και ο κίνδυνος ότι ένας δορυφόρος με χαμηλή γη, όπως αυτά του συστήματος GPS, θα θρυμματιστεί από ένα αδέσποτο μεταλλικό ή ακόμα και άλλο δορυφόρο είναι πολύ πραγματικό. Αυτό συνέβη μία φορά το 2009, όταν συγκρούστηκε ένας δορυφόρος επικοινωνίας Iridium και ένας παλαιότερος ρωσικός καθετήρας, εξαπλώνοντας ακόμη περισσότερα θραύσματα σε βάθος.
Με τις ιδέες και τις προτάσεις να συσσωρεύονται, η Phipps ελπίζει ότι οι διαστημικοί οργανισμοί θα αρχίσουν να κινούνται ταχύτερα και θα εφαρμόσουν ένα σχέδιο πριν το σκουπίδια του χώρου λάβει ένα θανατηφόρο φόρο. "Φοβάμαι ότι πρόκειται να πάρει ένα θανάσιμο", λέει ο Phipps. "Αλλά ελπίζω όχι."
