Pada tahun 1957, Kesatuan Soviet melancarkan satelit Bumi buatan pertama ke angkasa, sehingga membuka era baru dalam sejarah umat manusia - era penerokaan angkasa lepas. Sejak 50 tahun yang lalu sejak itu, manusia telah menghantar sejumlah besar satelit, roket, stesen sains ke angkasa. Semua ini membawa kepada pencemaran sistem angkasa lepas di sekitar planet kita. Menurut maklumat NASA, pada bulan Juli 2011, 16 094 objek asal buatan "berputar" di sekitar Bumi, termasuk 3 396 satelit yang berfungsi dan sudah gagal, serta 12 698 blok pendorong, menghabiskan masa melancarkan kenderaan dan puing-puingnya. Dokumen yang dibentangkan menyatakan bahawa dari segi jumlah objek asal buatan di orbit bumi rendah, Rusia berada di tempat pertama - 6075 objek, di mana 4667 adalah serpihan ruang, diikuti oleh Amerika Syarikat, China, Perancis, India dan Jepun.
Ukuran serpihan yang berada di orbit Bumi rendah berbeza-beza, dari mikropartikel hingga ukuran bas sekolah. Perkara yang sama boleh dikatakan untuk jisim sampah ini. Serpihan besar boleh menimbang hingga 6 tan, sementara partikel kecil beratnya hanya beberapa gram. Semua objek ini bergerak di angkasa dalam orbit yang berbeza dan dengan kelajuan yang berbeza: dari 10 ribu km / j hingga 25 ribu km / j. Lebih-lebih lagi, sekiranya berlakunya serpihan ruang serpihan antara satu sama lain atau dengan satelit yang bergerak ke arah yang bertentangan, kelajuannya dapat mencapai 50 ribu km / jam.
Menurut Alexander Bagrov, penyelidik kanan di Institut Penyelidikan Astronomi Akademi Sains Rusia, keadaan paradoks muncul hari ini. Semakin banyak kenderaan dilancarkan ke angkasa, semakin tidak sesuai digunakan. Kapal angkasa gagal setiap tahun dengan keteraturan yang dapat dicemburui, hasilnya ialah jumlah serpihan di orbit Bumi meningkat sebanyak 4% setiap tahun. Pada masa ini, sehingga 150 ribu objek yang berbeza dengan ukuran dari 1 hingga 10 cm berputar di orbit bumi, sementara zarah-zarah, yang ukurannya kurang dari 1 cm, hanya berjuta-juta. Pada masa yang sama, jika dalam orbit rendah hingga 400 km, serpihan ruang diperlahankan oleh lapisan atas atmosfer planet dan setelah waktu tertentu jatuh ke Bumi, maka ia dapat berada di orbit geostasioner untuk jumlah yang sangat panjang masa.
Penguat roket, yang digunakan untuk melancarkan satelit ke orbit Bumi, menyumbang kepada peningkatan serpihan angkasa. Kira-kira 5-10% bahan bakar kekal di dalam tangki mereka, yang sangat mudah menguap dan mudah berubah menjadi wap, yang sering menyebabkan letupan yang cukup kuat. Setelah bertahun-tahun di ruang angkasa, pentas roket yang meluangkan masa mereka meletup, berpecah-pecah di sekeliling mereka semacam "serpihan" serpihan kecil. Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, kira-kira 182 letupan telah direkodkan di ruang dekat Bumi. Oleh itu, hanya satu letupan pentas roket India yang menyebabkan pembentukan 300 puing-puing besar sekaligus, serta jumlah objek ruang yang lebih kecil tetapi tidak kurang berbahaya. Hari ini, dunia sudah mempunyai mangsa runtuhan angkasa pertama.
Jadi pada bulan Julai 1996 pada ketinggian kira-kira 660 km. satelit Perancis bertabrakan dengan serpihan kenderaan pelancaran Arian Perancis tahap 3, yang dilancarkan ke angkasa jauh lebih awal. Kelajuan relatif pada saat perlanggaran adalah sekitar 15 km / s atau 50 ribu km / j. Tidak perlu dikatakan, pakar Perancis, yang terlepas dari pendekatan objek besar mereka sendiri, menggigit siku mereka lama setelah cerita ini. Kejadian ini tidak berubah menjadi skandal antarabangsa, kerana kedua-dua benda yang bertembung di angkasa itu berasal dari Perancis.
Itulah sebabnya mengapa masalah dengan serpihan ruang pada masa ini tidak memerlukan keterlaluan tambahan. Anda hanya perlu ingat hakikat bahawa pada kadar semasa, dalam masa terdekat, sebahagian besar orbit bumi tidak akan menjadi tempat paling selamat untuk kapal angkasa. Menyedari hal ini, penyelidik Jonathan Missel, yang berada di Universiti Pertanian Texas, percaya bahawa semua kaedah yang ada untuk membersihkan serpihan ruang mempunyai sekurang-kurangnya satu daripada dua penyakit biasa. Mereka sama ada menjalankan misi "Satu kepingan ruang - satu pemulung" (yang sangat mahal), atau mereka menyiratkan penciptaan teknologi, yang akan memerlukan lebih dari satu dekad untuk memperbaikinya. Sementara itu, jumlah mangsa runtuhan ruang angkasa hanya bertambah.
Menyedari hal ini, Jonathan Missel mencadangkan untuk meningkatkan konsep One Piece of Space Junk - One Scavenger agar dapat digunakan semula. Penyapu Angkasa TAMU dengan satelit Sling-Sat, yang dia dan rakannya kembangkan, dilengkapi dengan "senjata" khusus yang dapat disesuaikan. Satelit seperti itu, setelah menghampiri serpihan angkasa, menangkapnya dengan manipulator khas. Pada masa yang sama, kerana vektor gerakan yang berbeza, Sling-Sat mula berputar, tetapi berkat kecenderungan yang dapat disesuaikan dan panjang "lengan", manuver ini dikendalikan sepenuhnya, yang memungkinkan, berputar seperti bola sepak, bermakna menukar lintasannya sendiri, menghantar "sling satelit" ke serpihan ruang kepingan berikutnya.
Pada masa ketika satelit berada di lintasan menuju objek angkasa kedua, unsur pertama puing ruang dilepaskan olehnya semasa putaran. Lebih-lebih lagi, ini akan berlaku pada sudut yang sedemikian rupa sehingga sampel serpihan ruang dijamin akan menghancurkan atmosfer planet kita, terbakar di dalamnya. Setelah mencapai objek kedua puing ruang, satelit ini akan mengulangi operasi yang dilakukan dan akan melakukannya setiap kali, sambil menerima cas tenaga kinetik tambahan dari serpihan ruang dan pada masa yang sama, mengirimkannya kembali ke Bumi ke planet yang memberi naik ke sana.
Perlu diingat bahawa konsep ini agak mengingatkan kepada kaedah penerjun panjang Yunani kuno, yang melakukan ini dengan menurunkan dumbbell (untuk pecutan tambahan). Benar, dalam kes ini, objek serpihan ruang harus ditangkap dan dilempar dengan cepat, adakah TAMU Space Sweeper akan mengatasi ini adalah pertanyaan terbuka.
Penyapu Angkasa TAMU
Simulasi komputer yang dilakukan menunjukkan bahawa skema yang dicadangkan mempunyai kecekapan bahan bakar teori yang tinggi. Dan ini dapat dimengerti: dalam hal "sling satelit", tenaga tersebut seharusnya diambil dari kepingan satelit dan roket yang sudah dipercepat ke kecepatan kosmik pertama, dan bukan dari bahan bakar yang harus dihantar ke sampah kita pemungut dari Bumi.
Sudah tentu, konsep yang dikemukakan oleh Missel mempunyai beberapa halangan. Perlu diingat bahawa tidak ada kepingan ruang yang semestinya sesuai untuk perangkap manipulator dan, yang paling penting, untuk pecutan tinggi semasa putaran yang sengit. Sekiranya bahagian itu terlalu besar dan berat, tenaganya semasa putaran mungkin mencukupi untuk memusnahkan dirinya sendiri, begitu juga manipulatornya. Pada masa yang sama, penciptaan sebilangan besar yang lain dan bukannya satu objek serpihan ruang tidak mungkin menyebabkan peningkatan keadaan di angkasa di orbit Bumi rendah. Pada masa yang sama, tentu saja, idea itu dilihat menarik, dan sekiranya pelaksanaan teknikal yang mencukupi - berkesan.
