https://frosthead.com

Χώρος σκουπίδια: Το σκοτάδι σύννεφο πάνω

Earler αυτό το μήνα, ο αποτυχημένος διαστημικός καθετήρας της Ρωσίας Phobos-Grunt συνετρίβη στη γη, πιθανώς κάπου στον Ειρηνικό Ωκεανό. παρά τις μεγάλες αποδόσεις, εκατομμύρια άνθρωποι γύρω από τον πλανήτη ανησύχησαν ότι θα σήμαινε τη μοίρα τους. Τον περασμένο Σεπτέμβριο, παρόμοιες ανησυχίες εμφανίστηκαν σχετικά με το πού θα έφταναν τα απομεινάρια από έναν ερευνητικό δορυφόρο της NASA.

Αλλά ο μεγαλύτερος κίνδυνος, λένε οι ειδικοί, δεν είναι το περιστασιακό αδέσποτο αντικείμενο που εισέρχεται ξανά στην ατμόσφαιρα της γης. Είναι το τεράστιο σύννεφο των καρύων, των μπουλονιών, των τεμαχίων μετάλλων, των δορυφορικών θραυσμάτων και των κενών πύραυλων πυραύλων που επιπλέουν αόρατα πάνω από τον πλανήτη μας. Μετά από δεκαετίες εξερεύνησης του χώρου, υπάρχουν πλέον περισσότερα από 500.000 τεμάχια τεχνητών συντριμμάτων μεγαλύτερων από μισή ίντσα σε μέγεθος-χαλίκι που θα συνεχίσουν να τροχιά εδώ και δεκαετίες. Αυτό το σμήνος των συντριμμιών είναι μια απειλή για διαστημόπλοιο, δορυφόρους επικοινωνιών και σχεδόν οτιδήποτε άλλο θέλουμε να κάνουμε στο διάστημα.

"Είναι ακριβώς όπως η ρύπανση ενός ποταμού ή της λίμνης Erie. Εάν είναι μολυσμένο, δεν μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε », λέει ο Paul Ceruzzi, επιμελητής στο Εθνικό Μουσείο Αεροπορίας και Διαστήματος. "Υπάρχουν διαδρομές τροχιάς στο διάστημα που γεμίζουν με συντρίμμια και δεν μπορείτε πραγματικά να τις χρησιμοποιήσετε. Εάν βάζετε έναν δορυφόρο στη λωρίδα αυτή, θα χτυπήσετε μερικά από τα συντρίμμια που θα καταστρέψουν τον δορυφόρο. Αν ένα άτομο βρίσκεται σε διαστημική πτήση, θα σκοτωθεί από αυτό. "

Το σύννεφο των διαστημικών συντριμμιών προκαλεί την τεράστια σφαγή των επιστημόνων που βρήκαν οι επιστήμονες στο κέντρο του Ειρηνικού - αρκετά μακριά για να αγνοήσουν εύκολα, αλλά μια ανάρμοστη υπενθύμιση της ανικανότητας του ανθρώπου να ελέγχει τις επιπτώσεις του στο περιβάλλον. Και, όπως και το ωκεάνιο μπάλωμα σκουπιδιών, η μάζα των σκουπιδιών του χώρου άρχισε να συσσωρεύεται πριν κάποιος υποψιαστεί την ύπαρξή του.

Ξεκίνησε στις πρώτες μέρες της διαστημικής εποχής, λέει ο Nicholas L. Johnson, επικεφαλής επιστήμονας στο πρόγραμμα Orbital Debris της NASA. Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, μόνο ένα μικροσκοπικό κομμάτι των διαστημικών απορριμμάτων έχει προέλθει από τους αστροναύτες που απλώς αφήνουν εργαλεία ή άλλα αντικείμενα για να επιπλέουν στο διάστημα. "Πίσω στη δεκαετία του '60 και του '70, όταν οι χειριστές γίνονταν με τα οχήματά τους, είτε πρόκειται για διαστημόπλοια είτε για πυραύλους, συνήθως έφυγαν από το προωθητικό", λέει. "Το προωθητικό ήταν η κύρια πηγή των μεταγενέστερων εκρήξεων". Καθώς το διαστημικό σκάφος εξερράγη - λόγω της αυξανόμενης πίεσης με την πάροδο του χρόνου ή της τυχαίας ανάμειξης του προωθητικού και του οξειδωτικού, των δύο κύριων συστατικών του καυσίμου πυραύλων - έστειλαν τεράστια ποσότητα μικροσκοπικών θραυσμάτων .

Ο αποτυχημένος διαστημικός καθετήρας της Ρωσίας, Φόβος-Γκούντ, συντρίφθηκε πρόσφατα στη γη. (Wikimedia Commons) Μετά από δεκαετίες εξερεύνησης του χώρου, υπάρχουν πλέον περισσότερα από 500.000 τεμάχια τεχνητών συντριμμάτων με μέγεθος μεγαλύτερη από μισή ίντσα. (Ευγενική παραχώρηση του Γραφείου του προγράμματος Orbital Debris του NASA) Τον περασμένο Σεπτέμβριο, εκφράστηκαν ανησυχίες για το πού θα έφευγαν τα απομεινάρια από αυτό το πτώμα ερευνητικής δορυφόρου της NASA. (NASA)

Παρόλο που η NASA εντόπισε το πρόβλημα στις αρχές της δεκαετίας του 1980 και κατάφερε να πείσει με επιτυχία τη διεθνή διαστημική κοινότητα να "παγιδεύσει" - να αφαιρέσει όλα τα υπολείμματα καυσίμων από ένα διαστημόπλοιο μετά την ολοκλήρωσή της - δύο πρόσφατα γεγονότα συνέβαλαν σημαντικά στο πρόβλημα των διαστημικών απορριμμάτων. "Το πρώτο γεγονός ήταν η κινεζική δοκιμή κατά των δορυφόρων τον Ιανουάριο του 2007", λέει ο Johnson. "Αυτό ήταν μια σκόπιμη δράση - οι Κινέζοι έστειλαν μια συσκευή για να επηρεάσουν έναν παλαιό δορυφόρο καιρού με πολύ μεγάλη ταχύτητα". Το άλλο γεγονός, το 2009, ήταν μια τυχαία σύγκρουση μεταξύ δορυφόρου επικοινωνίας που ανήκε στις ΗΠΑ και εγκαταλελειμμένου ρωσικού δορυφόρου. Τα δύο περιστατικά που δημιουργήθηκαν μαζί δημιούργησαν περίπου 5.000 κομμάτια ταξινομημένων συντριμμιών (αντικείμενα μεγαλύτερα των τεσσάρων ιντσών) - περίπου το ένα τρίτο του συνόλου στην τροχιά.

Το Υπουργείο Άμυνας υπολογίζει καθημερινά τις μεμονωμένες τροχιές για τα περίπου 16.000 καταγεγραμμένα κομμάτια των συντριμμιών, ενώ το γραφείο της Johnson χρησιμοποιεί τηλεσκόπια, ραντάρ και στατιστικά προγράμματα για την παρακολούθηση μικρότερων αντικειμένων. Η πλειοψηφία των κομματιών βρίσκεται σε τροχιά χαμηλής γης, σε απόσταση 1.200 μιλίων από τη γη. Ο χρόνος που ένα μόνο κομμάτι συντρίμματος παραμένει σε τροχιά εξαρτάται από το υψόμετρο του, μεταξύ άλλων παραγόντων: τα αντικείμενα με χαμηλότερη τροχιά αυξάνουν την οπισθέλκουσα από την ατμόσφαιρα και κατεβαίνουν πιο γρήγορα, μέσα σε μήνες ή χρόνια. Τα αντικείμενα υψηλότερου υψομέτρου μπορούν να παραμείνουν σε τροχιά για δεκαετίες ή και αιώνες.

Η NASA έχει οδηγήσει το δρόμο για τη θέσπιση διεθνών κανόνων που απαιτούν ασφαλή σχέδια ανάκτησης για όλους τους δορυφόρους που ξεκίνησαν, αλλά τα συντρίμμια που βρίσκονται ήδη σε τροχιά δημιουργούν ένα συνεχιζόμενο πρόβλημα, λέει ο Greg Allen, ανώτερος αναλυτής της Avascent, μιας ομάδας παροχής συμβουλών για την αεροδιαστημική. "Το γεγονός είναι ότι μπορείτε να έχετε ένα μικρό ατύχημα - όπως ένα κομμάτι συντριμμιών που χτυπά ένα δορυφόρο - που θα μπορούσε να προκαλέσει ένα τεράστιο πρόβλημα", λέει. "Αν σκεφτείς κάτι μικρό που σου χτυπάει, σαν γαλλικό κλειδί, σε χαμηλή γη-τροχιά, το χτύπημα σε 17.000 μίλια ανά ώρα. "Τον περασμένο Ιούλιο, το πλήρωμα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού αναγκάστηκε να καταφύγει σε λοβούς εκκένωσης όταν ένα κομμάτι από συντρίμμια πέρασε επικίνδυνα κοντά σε 1.100 πόδια από το σταθμό στα 29.000 μίλια ανά ώρα.

Ο άνθρωπος έχει εξερευνήσει χώρο για πάνω από 50 χρόνια. Έχουμε πολύ πίσω. Μια νέα 3D ταινία παίρνει τους θεατές σε ένα ταξίδι μέσα από αυτό το περιστρεφόμενο σύννεφο των σκουπιδιών

Το πρόγραμμα Orbital Debris της NASA εργάζεται για την ελαχιστοποίηση των δυνητικών ατυχημάτων, προβλέποντάς τα. "Κάνουμε μια εκτίμηση για κάθε επιχειρησιακό δορυφόρο, ψάχνοντας συνήθως τρεις μέρες στο μέλλον, και εάν πιστεύουμε ότι κάποιο άλλο αντικείμενο πρόκειται να πλησιάσει το χτύπημα, ειδοποιούμε τον ιδιοκτήτη-χειριστή", λέει ο Johnson. "Τότε εναπόκειται στον ιδιοκτήτη-χειριστή να κάνει κάτι." Κατά μέσο όρο, λέει, υπάρχει ένας ελιγμός αποφυγής σύγκρουσης ανά εβδομάδα.

Το μεγαλύτερο ζήτημα, ωστόσο, είναι αυτό που θα συμβεί να καταστρέψει δορυφόρους και άλλα μεγάλα αντικείμενα που δεν μπορούν να μετακινηθούν. "Μόνο περίπου το 5% αυτών των μεγάλων αντικειμένων είναι λειτουργικά διαστημικά σκάφη. Τα άλλα 95% είναι ανεξέλεγκτα ", λέει ο Johnson.

Αυτές οι συνεχείς συγκρούσεις παράγουν όλο και περισσότερα κομμάτια από συντρίμμια, τα οποία στη συνέχεια οδηγούν σε ακόμη περισσότερες συγκρούσεις. Ως αποτέλεσμα, ο αριθμός των αντικειμένων σε τροχιά μπορεί πράγματι να συνεχίσει να αυξάνεται, ακόμη και αν σταματήσουμε να παράγουμε τα συντρίμμια εντελώς. Το 1978, ο επιστήμονας NASA Donald J. Kessler υποθέτει ότι αν η πυκνότητα των αντικειμένων στην τροχιά χαμηλής γης χτύπησε ένα σημείο ανατροπής, θα προκαλούσε μια τέτοια αλυσιδωτή αντίδραση. Αυτό το φαινόμενο είναι πλέον γνωστό ως το σύνδρομο Kessler και μια έκθεση που κυκλοφόρησε από την Εθνική Ακαδημία Επιστημών τον Σεπτέμβριο δείχνει ότι ίσως έχουμε περάσει ήδη το σημείο μη επιστροφής για σκουπίδια.

Αυτό ώθησε ορισμένους να εξετάσουν ένα δραστικό βήμα: να καθαρίσουν ενεργά την τροχιά της γης. Μια σειρά σχεδίων - από την πρακτική έως την φαινομενικά αχρείαστη - έχουν προταθεί για να επιτύχουν αυτό το κατόρθωμα. "Υπάρχει η κλασική τεχνική, όπου απλά έχετε ένα όχημα, ανεβαίνει, γίνεται ραντεβού με ένα εγκαταλελειμμένο αντικείμενο και το κλειδώνει επάνω του", λέει ο Johnson. "Μόλις το συλλάβετε, το μεταφέρετε σε χαμηλότερο υψόμετρο ή σε όλη τη γη της ατμόσφαιρας της γης." Αυτή η προσέγγιση θα ήταν πιθανώς απαγορευτικά δαπανηρή, όμως, τόσο περισσότερα καινοτόμα σχήματα αφθονούν. Οι προτάσεις περιλαμβάνουν λέιζερ εδάφους, μη επανδρωμένα οχήματα καθαρισμού σε τροχιά, δίκτυα ματιών που αναστέλλονται από φουσκωτούς βραχίονες, κολλητικά πηκτώματα και ακόμη και "πανιά" που μπορούν να προσκολληθούν σε κομμάτια από συντρίμμια και να αυξήσουν αρκετά την έλξη τους για να τα μειώσουν.

Αυτά τα σχέδια είναι επί του παρόντος το υλικό της επιστημονικής φαντασίας - οι τεχνολογίες δεν είναι καθόλου κοντά σε αρκετά προχωρημένες για να συλλάβουν μικροσκοπικά κομμάτια σκουπίδια που κινούνται στα 17.000 μίλια ανά ώρα ή περισσότερο. Με τόσο πολλά διακυβεύματα, ωστόσο, είναι επιτακτική ανάγκη οι επιστήμονες να βρουν μια λύση. "Ορισμένες πραγματικά πολύτιμες τροχιές - όπως ίσως μια δορυφορική τροχιά ήρού ή μια δορυφορική τροχιά κατασκοπείας - θα μπορούσαν απλώς να είναι εκτός ορίων, επειδή είναι τόσο συμφυομένες", λέει ο Allen. "Ο χώρος είναι εξαιρετικά πολύτιμος, οπότε δεν θέλουμε πραγματικά να τον χάσουμε".

Χώρος σκουπίδια: Το σκοτάδι σύννεφο πάνω