Die proses van ruimteverkenning, wat feitlik in die middel van die 20ste eeu begin het, word gewoonlik aan die positiewe kant voorgestel as 'n nuwe stadium in die ontwikkeling van wetenskaplike en tegnologiese kennis. Reeds ná die lansering van die eerste satelliet het 'n heeltemal ander negatiewe proses egter parallel begin, wat verband hou met die verstopping van naby-aarde-bane. Mensgemaakte puin in die ruimte hou 'n magdom bedreigings in vir beide ruimtetuie en die aarde.
Bronne van ruimterommel
Vullis verwys in hierdie geval na afgeleides van 'n mensgemaakte aard, wat baie uiteenlopend is, maar met direkte menslike aktiwiteit geassosieer word. Natuurlike meteoroïede hou byvoorbeeld nie 'n bedreiging in nie, anders as mensgemaakte afval, wat bedreigings inhou as gevolg van sy lang verblyf in 'n lae Aarde-baan.
So, waar kom die gevaarlike rommel vandaan in die ruimte? Die meeste daarvan isgegenereer tydens satellietlanserings en lanserings van ander voertuie in 'n wentelbaan. By sulke prosesse is gepaardgaande bemande of outomatiese skepe noodwendig betrokke, wat tegniese voorwerpe en verbruiksgoedere agterlaat. Die gevaarlikste bron van besoedeling van hierdie soort is die vernietiging van satelliete en skepe in 'n wentelbaan, as gevolg waarvan onbestuurde toerusting en strukturele dele van vliegtuie in die ruimte bly. Op sigself hou die fragmente na die ineenstortings van toerusting of in die proses van die beplande vrystelling van afval nie 'n ernstige bedreiging in 'n enkele nommer in nie. Met langtermyn-akkumulasie word egter groot voorwerpe gevorm, dikwels met 'n hoë radioaktiewe potensiaal, wat dit moeilik maak om dit te vernietig.
'n Beduidende rol in die prosesse van die vorming van gevaarlike puin word gespeel deur die effek van die "ouderdom"-afbraak van puin van ruimte-voorwerpe in 'n aggressiewe omgewing. Dieselfde ophopings van puin word negatief beïnvloed deur kosmiese stof, bestraling, temperatuuruiterstes, suurstofoksidasie, ens. Dus moet 'n mens nie net te doen kry met fisiese elemente wat 'n bedreiging van botsing inhou nie, maar met onbeheerde en plofbare materiale wat die risiko verhoog. van rampe.
Monitering van ruimterommel
Die bestaande gevare wat met die teenwoordigheid van ruimterommel geassosieer word, noodsaak ook voortdurende navorsing oor wentelbane naby die Aarde. Spesiale toestelle skandeer mensgemaakte afval volgens verskeie kenmerke, insluitend grootte, massa, vorm, spoed,trajek, samestelling, ens. Afhangende van die afstand vanaf die Aarde, word sekere toerusting gebruik. Byvoorbeeld, die lae Aarde-baan van die LEO-stelsel dek konvensioneel 'n afstand van 100 tot 2000 km. Radio-ingenieurswese, radar, optiese, opto-elektroniese, laser en ander toestelle vir die waarneming van ruimterommel werk in hierdie spektrum. Terselfdertyd word spesiale algoritmes ontwikkel om die inligting wat op hierdie toestelle ontvang word, te ontleed. Om 'n stel gefragmenteerde data te kombineer, word komplekse wiskundige berekeningsmodelle gebruik, wat 'n relatief volledige prentjie gee van wat in 'n spesifieke area van waarneming gebeur.
Ondanks die gebruik van hoëtegnologie-moniteringsmetodes, is daar steeds probleme om klein deeltjies so klein soos 'n paar millimeter op te spoor. Sulke fragmente kan slegs gedeeltelik deur sensors aan boord bestudeer word, maar dit is nie genoeg om omvattende inligting, byvoorbeeld oor die chemiese samestelling van die voorwerp, te bekom nie. Een van die aanwysings vir die monitering van sulke deeltjies is die sogenaamde passiewe meting. Op 'n tyd, volgens hierdie beginsel, is die komponente van die Mir-ruimtestasie wat na die aarde teruggekeer is, bestudeer. Die essensie van hierdie tegnologie is om die impak van die bestudeerde deeltjies op die oppervlak van die apparaat in oop ruimte te registreer. In laboratoriums is verskeie tipes skade ontleed, wat dit moontlik gemaak het om bykomende inligting oor ruimterommel te bekom. Vandag werk spanne ruimtevaarders op hierdie pad van navorsing direk in 'n wentelbaan, en inspekteer die oppervlaktes van werkende ruimtetuie.
Verspreiding van puin in naby-Aarde-ruimte
Monitering van die buitenste ruimte dui op 'n ongelyke verspreiding van rommel van verskillende tipes in wentelbane. Die grootste trosse word in die lae-baan-gebied waargeneem - veral, in vergelyking met hoë wentelbane, kan die verskil in digtheid duisendvoudig wees. Terselfdertyd is daar 'n verband tussen die digtheid van trosse en deeltjiegroottes. Die ruimtelike digtheid van mediumgrootte puin is gewoonlik laer in hoë wentelbane as in lae wentelbane in 'n kleiner verhouding in vergelyking met grofkorrelige elemente.
Die kenmerke van die verspreiding van ruimterommel om die Aarde word deur 'n aantal faktore beïnvloed, waaronder die kenmerke van oorsprong. Byvoorbeeld, klein fragmente wat gevorm word as gevolg van die vernietiging van dele van die stasie of satelliete het onstabiele snelheidsvektore. Wat groot puin betref, kan dit as gevolg van sy hoë dinamika hoë hoogtes tot 20 000 km bereik, en ook in die geostasionêre ring versprei. Op die 2000 km-vlak is daar 'n ongelyke verspreiding met punte van digtheid wat veral by 1000 en 1500 km toeneem. Terloops, die geostasionêre wentelbaan is die mees verstopte, en in sy gebied word 'n hoë neiging van puin om te dryf aangeteken.
Ruimterommel-ontwikkelingstendense
Ruimtewetenskaplikes is meer bekommerd oor potensiële eerder as huidige bedreigingspuin in wentelbane om die aarde. Op die oomblik dui studies op 'n toename in die tempo van besoedeling met 4-5% per jaar. Boonop is die rol van ruimtetuiglanserings nog nie betroubaar beoordeel in terme van die groei van die bevolking van vreemde liggame in verskillende bane nie. Groot voorwerpe is vatbaar vir voorspelling, maar, soos reeds opgemerk, laat die beperkte inligting oor klein puin selfs in nabye ruimte ons nie toe om met 'n hoë mate van objektiwiteit oor die kenmerke van massa-afval te praat nie. Ten spyte hiervan maak wetenskaplikes twee ondubbelsinnige gevolgtrekkings oor klein puin:
- Die volume klein deeltjies wat as gevolg van vernietiging gevorm word, neem geleidelik toe met die toename in die aantal botsings. Beide in laboratoriumtoestande en in teoretiese studies is getoon dat klein fragmente 'n beduidende deel van elemente uitmaak wat geskei word van voorwerpe van vernietiging.
- Baie klein deeltjies in die vorm van dieselfde botsingsprodukte is meer vatbaar vir die negatiewe uitwerking van eksterne kragte. Die effek van agteruitgang wanneer puin vir 'n lang tyd in aggressiewe toestande is, verminder die waarskynlikheid van 'n betroubare beoordeling van die toekoms van sulke ophopings.
Natuurlik sal die probleme om puin in die ruimte te vind net erger word, wat die aanneming van toepaslike maatreëls vereis. Maar selfs met 'n volledige sluiting van ruimteverwante projekte, sal die Aarde se wentelbaan steeds verstop raak as gevolg van die botsing van bestaande besoedelingselemente met natuurlike deeltjies. Deur traagheid sal hierdie proses vir ten minste nog 100 voortduurjaar.
Tipe gevolge van ruimtebesoedeling
Die gevaarlikste negatiewe gevolge van die invloed van ruimterommel sluit die volgende in:
- Ekologiese skade aan die aarde. Op sigself behels die teenwoordigheid van tegnogene puin in die naby-aarde-baan 'n verandering in die ekologiese agtergrond en skend die oorspronklike suiwerheid van die omgewing. Volgens sterrekundiges-waarnemers vorder die proses om die deursigtigheid van naby-Aarde-ruimte reeds te verminder, wat ook die teenwoordigheid van inmenging met die werking van radiotoerusting verklaar. Direk vir die Aarde kan 'n mens let op die gevaar van vallende komponente met brandstofmateriaal wat die werking van straalmotors verseker.
- Puin val aarde toe. Selfs sonder 'n radioaktiewe effek kan die val van mensgemaakte afval uit die nabye ruimte tot katastrofiese gevolge lei. Tot op datum het die grootste geland voorwerpe 'n massa van nie meer as 100 ton gehad nie, maar dit het nie 'n ernstige bedreiging vir die planeet ingehou nie. Aan die ander kant, soos die intensiteit van die obstruksie van die Aarde se wentelbaan toeneem, sal hierdie scenario al hoe donkerder word.
- Ruimtebotsingsgevaar. Moenie die skade van ruimterommel vir die toerusting wat in vlugondersteuning gebruik word, onderskat nie. Dieselfde impak van groot en klein deeltjies kan lei tot aansienlike ontwrigtings in die werking van toestelle, en groot ongelukke stel die vooruitsigte vir die implementering van duur ambisieuse projekte in gevaar.
Ongevalskade-assesseringstelselsgemors
In die eerste plek word die reeds gevestigde praktyk om die uitwerking op die oppervlak van ruimtetuie te ontleed deur eksterne ondersoek deur die ruimtevaarders self toegepas. Soos hierbo genoem, kan die resultate van sulke studies verder gebruik word om die eienskappe van vullis te bepaal. Die mees akkurate analitiese inligting word egter slegs verskaf deur laboratoriumtoetse waarin die teikenmateriaal kunsmatig aangetas word. 'n Nabootsing van 'n botsing van toerusting met puin in die ruimte word gerealiseer deur ultrahoëspoed-impakte. Verder, deur middel van rekenaar- en digitale modellering, word die verkryde data verwerk met 'n ontleding van die kenmerke van die skade en die meganika van die impak op die teikenvoorwerp. Onder die hoofaanwysers is eienskappe soos sterkte, behoud van funksionaliteit, oorlewingbaarheid van individuele komponente, die mate van fragmentasie, ens.
Bepaal die bedreigingsvlak van ruimterommel
Selfs by die ontwerpstadiums van wentelstasies en ruimtekomplekse word die moontlikheid van botsing met verskeie soorte rommel in ag geneem. Om die optimale ontwerpbetroubaarheid te bereken, word data gebruik oor die spesifieke omgewing waar die toestel gebruik gaan word. Terselfdertyd is die onakkuraatheid van eksperimentele en analitiese metodes vir die beoordeling van bedreigings steeds 'n wesenlike probleem. Puin in die ruimte kan slegs tot 'n sekere mate van aannames ondersoek word, wat dit moeilik maak vir ontwerpers om voertuie behoorlik voor te berei vir hoëspoedbotsings. VirVir 'n benaderde bedreigingsbepaling word die konsep van algemene vloei van ruimterommel gebruik, wat moontlik op die pad van die ruimtetuig teëgekom kan word. Verdere data word vertoon oor die vloeddigtheid, spoed, aanvalshoeke en die aantal verwagte impakte.
Maniere om bedreigings van puin in die ruimte te verminder
Die relatief lae vlak van monitering en karakterisering van ruimterommel met sy voorspelling is slegs deel van die probleem. Op die huidige stadium word spesialiste gekonfronteer met 'n aantal kwessies wat verband hou met die vermindering van die risiko's van die negatiewe impak van mensgemaakte afval in die buitenste ruimte. Vandag word twee rigtings oorweeg om hierdie probleem op te los. Eerstens is dit 'n algemene vermindering in vlugte, sowel as die minimalisering van tegnologiese prosesse wat lei tot verstopping van wentelbane op verskillende vlakke. Tweedens kan ons praat oor die strukturele optimalisering van voertuie met die vermindering van onderdele wat moontlik ruimterommel kan word. Spesiale aandag in ruimtebeheerstelsels word vandag aan kontaminasie met radioaktiewe stowwe gewy. Dit gaan oor die minimalisering van enjinuitlaatprodukte tot by die oorgang na fundamenteel nuwe brandstofbronne.
Vooruitsigte vir die stryd teen puin in die nabye ruimte
Aktiewe werk vir die regulering van ruimteaktiwiteite op wêreldvlak gee gronde vir optimisme in die beoordeling van die ontwikkeling van die situasie in die toekoms. Versigtige houding teenoor die netheid van orbitale omgewings is ingesluit in die konsepte van strategiese programme van die grootste state, wat bydradie grootste bydrae tot die stryd teen puin in die ruimte. Skoonmaak en verwydering van klein en groot deeltjies na veelhoekbane is een van die sleutelareas in die skoonmaak van ruimte van mensgemaakte besoedeling, maar daar is nog geen effektiewe metodes om hierdie konsep te implementeer nie. Dit is 'n tegnologies moeilike taak, so die hoofklem val op die oomblik steeds op maniere om menslike aktiwiteite in die ruimte te optimaliseer.
Gevolgtrekking
Een van die radikale maniere om ruimterommelprobleme op te los, is om heeltemal op te hou om wentelbaanstasies en satelliete te lanseer totdat nuwe en meer bekostigbare maniere verskyn om die naby-Aarde-omgewing skoon te maak. Maar hierdie rigting is ook utopies weens 'n aantal ekonomiese en tegnologiese redes. Nietemin is daar voorvereistes om die situasie ten goede te verander. Selfs as jy 'n paar dekades terugkyk, kan jy fundamentele veranderinge in die houding van die persoon self tot hierdie probleem opmerk. Dus, as tydens die werking van die Mir-ruimtestasie die gewone praktyk die direkte vrystelling van die bemanning se afvalprodukte was, dan is dit vandag onmoontlik om dit voor te stel. Al hoe strenger reëls word ingestel om die prosesse van om in die buitenste ruimte te wees, te reguleer. Dit word ook bewys deur internasionale konvensies, waarvolgens lande wat aan ruimteaktiwiteite deelneem, verplig is om te voldoen aan die beginsels om die negatiewe impak op die ekologiese situasie in die naby-Aarde-omgewing te verminder.
