Na vašoj ulici smeće je neugodno. Ali u svemiru bi moglo biti smrtonosno. Komadići smeća iz prošlih misija, mrtvih satelita i starih raketnih potisnika danas iznose oko 30 000 tona krhotina u orbiti, u rasponu od izgubljenih matica i vijaka do cijelih neispravnih satelita. To je problem astronautima i radnim svemirskim brodovima, jer čak i komad materijala veličine BB, koji se kreće u orbitalnoj brzini, može spakirati udarac. Prema NASA-i, mali komadi otpada mogu se kretati brzinom od 17.500 milja na sat - gotovo osam puta veća od brzine metka ispaljenog iz vojne puške.
Povezani sadržaj
- Ne, kineski Tiangong-1 neće "kišiti rastopljeni metal dolje na zemlju"
- Žive ćelije naoružane malim laserima mogu pomoći u borbi protiv bolesti
- Ovaj svemirski brod Pac-Man proždrijet će satelit
- Japan planira putovanje na Mjesec do 2018. godine
- Mornarica želi ukloniti svemirske krhotine ispuštanjem više svemirskog krhotina
Prijedlozi da se riješe svemirske smeće uključuju mreže u svemirskim i solarnim jedrima. Problem s tim konceptima je potreba da se orbita uskladi s otpadom - manevriranje za to zahtijeva mnogo goriva ili, u slučaju solarnih jedra, puno piroueta u svemiru. Tako neki znanstvenici i inženjeri predlažu nešto jednostavnije: srušite stvari.
Ovog tjedna, tim predvođen Toshikazu Ebisuzakijem iz japanskog istraživačkog instituta RIKEN predložio je korištenje svemirskog ultraljubičastog lasera usmjerenog teleskopom. Kako bi pokazali koncept, žele lansirati optički laser na Međunarodnu svemirsku stanicu i upariti ga s već predviđenim i odobrenim teleskopom, Ekstremnim svemirskim opservatorijom (EUSO), koji će biti postavljen na ISS i predviđen za lansiranje u 2017. godini.
"Želimo koristiti ISS kao platformu i testni ležaj", kaže Ebisuzaki, čiji je tim svoju ideju prošlog mjeseca opisao u Acta Astronautici . EUSO je prvobitno zamišljen kao detektor kosmičkih zraka. Kad visokoenergetske zrake pogode Zemljinu atmosferu, stvaraju UV sjaj, a teleskop je u stanju da primi takve praske. Ebisuzakijev tim smatra da bi to mogao učiniti dvostruku dužnost, jer instrument ima široko vidno polje.
Plan je da teleskop potraži krhotine kad se ISS nalazi na noćnoj strani Zemlje, ali još uvijek je u mogućnosti gledati preko horizonta na stvari osvijetljene suncem. To se događa za otprilike 5 minuta svake orbite od 90 minuta. Jednom kada teleskop nešto vidi, relativno slab laserski impuls može se upaliti za osvjetljavanje objekta. Zrcalo bi se odbijalo od nje i omogućilo sustavu da bolje očita koliko je daleko i koliko brzo se kreće - u osnovi, UV verzija radara.
U tom trenutku, optički laser mogao bi aktivirati više impulsa, ovaj put s više snage i čvršćim snopom. Svaki bi impuls trajao samo oko desetine nanosekunde, ali tisuće bi se ispucalo. Laser ne bi raspadao krhotine izravno, već bi upario maleni dio. Para tada djeluje poput sitnog izgaranja potiskivača, usporavajući komade dovoljno da padnu u atmosferu i izgori.
Čak i ako laser na brodu ISS dokaže svoj potencijal, tim neće ostati lukav. Sljedeći bi korak bio pokretanje malog neovisnog satelita sa sličnom postavom radi daljnjeg testiranja koncepta. Ovaj „mini-EUSO“, kako ga naziva Ebisuzaki, popeo bi se na istu približnu visinu kao i ISS i poslužio kao demonstracija iz „stvarnijeg svijeta“. Ako bi ta faza bila uspješna, tim bi napokon poslao satelit za uklanjanje otpada u punoj veličini, koji bi bio viši od ISS-a na oko 500 milja, točno iznad mjesta gdje gustoća krhotina ima svoj vrhunac.
Neki su znanstvenici, međutim, izrazili sumnju u pojedinosti Ebisuzakijevog plana. Claude Phipps, upravljački partner u Photonics Associates, Santa Santa kompaniji koja proučava laserski pogon, predložio je sličan sustav zvan L'ADROIT 2014. 2014. Phippsov prijedlog uključuje teleskop vidljivog svjetla koji bi putovao u polarnu orbitu (okomito na ekvator ), jer tamo je većina smeća.
Neki od problema s EUSO-ovim planom uključuju i fiziku gdje se orbituje ISS, što će ograničiti učinkovitost projekta, kaže Phipps. ISS je ispod većine problematičnih krhotina, a teleskop je dizajniran da usmjerava prema Zemlji, tako da će biti teško uhvatiti ciljeve pod pravim kutom. Isto tako, pritisak isparavanja mogao bi biti u krivom smjeru za učinkovito debitovanje svemirske smeće - greda ne bi uvijek udarala njime glavom, što želite da komade pošaljete u atmosferu.
Drugo je pitanje koliko će dobro optički laseri raditi izvan laboratorija. Takvi su laseri izrađeni od više vlakana povezanih zajedno, a svjetlost koja prolazi kroz njih morat će se precizno odvojiti. "Ako kažete, deset vlakana ili deset tisuća, u nekakvom kružnom nizu, valne fronte moraju izaći istog trenutka", kaže Phipps. To zahtijeva mnogo preciznog prilagođavanja. Phipps-ova ideja je koristiti konvencionalniji laser s jednim snopom, iako Ebisuzaki kaže da vlakno-optički sustav omogućuje bolje rasipanje topline.
Ipak, dobar dio Ebisuzakijeve ideje jest postupni pristup koji im omogućava da pokažu što djeluje kako se povećavaju, kaže Phipps. "[Ebisuzaki] također ima prilično pametan dizajn za teleskop", dodaje.
Uklanjanje svemirskih krhotina takvim sustavima prikuplja više interesa - Phipps će idući tjedan na sastanak stručnjaka u Francuskoj kako bi razgovarali o toj temi. Osim što će smanjiti opasnost za astronaute, izvlačenje starih satelita iz vrijednih orbitalnih nekretnina predstavljalo bi ekonomsku blagodat, jer se tim nefunkcionalnim grbovima sprečavaju. A opasnost da će satelit iz orbite niske Zemlje, poput onih u GPS sustavu, razbiti zalutali metal ili čak neki drugi satelit, vrlo je stvarna. Dogodilo se jednom 2009. godine, kad su se sudarili komunikacijski satelit Iridium i starija ruska sonda, šireći još više krhotina daleko i šire.
Sa gomilanjem ideja i prijedloga, Phipps se nada da će se svemirske agencije početi brže kretati i provoditi plan prije nego što svemirski smeti oduzmu smrtnu štetu. "Bojim se da će to smrtno stradati", kaže Phipps. "Ali nadam se da neću."
