29 січня два зірвані супутники майже зіткнулися, і їх близький дзвінок (об'єкти пропустили один одного приблизно за 154 фути або 47 метрів) поновив увагу на зростаючій проблемі далеко над Землею: хмара космічного сміття.
Мільйони предметів складають цей орбітальний звалище, де уламки, що наносяться, можуть досягти швидкості майже 18 000 миль / год (19000 км / год), приблизно в сім разів швидше, ніж швидкість кулі, повідомляє NASA. Близько 500 000 штук сміття мають розмір принаймні мармурового розміру, а приблизно 20 000 предметів розміром із софтбол чи більше, повідомляє NASA у 2013 році.
Додасть утрудненість - це поширення мініатюрних супутників, званих кубатами. Ці кубики завдовжки 10 сантиметрів важать всього 3 фунти. (1,4 кілограми), а вартість запуску починається від $ 40 000; Згідно з даними Національної лабораторії в Лос-Аламосі, приватні компанії доручають їх тисячам збирати дані та надавати послуги Інтернет та радіо.
Завдяки цьому накопиченню космічних заторів, аерокосмічні інженери намагаються розробити технології та системи, які можуть запобігти аваріям, щоб захистити робочі супутники, майбутні космічні місії, а також людей та майно на місцях, розповіли Live Science експерти Лос-Аламосу.
Приблизно 5000 супутників несуть корисну навантаження на орбіту навколо нашої планети, але лише близько 2 000 активних і спілкуються з Землею, - сказав Девід Палмер, вчений з космічного та дистанційного зондування в Лос-Аламосі.
"В даний час, коли щось запущено - і запуск може випустити 100 і більше супутників - оператори та люди з космічного спостереження повинні відстежувати кожен шматок космічного обладнання, який випускається ракетою, і визначати окремо, яка частина є", - сказав він Жива наука
Палмер - головний дослідник проекту, що розробляє тип електронних номерних знаків для супутників. Це дозволить орбітатам транслювати своїх власників і позиції протягом тих пір, поки вони перебувають у космосі, навіть після того, як супутник перестане функціонувати.
Самостійне живлення та лазерний імпульс
Так званий номерний знак має розмір плитки Scrabble, достатньо невеликий, щоб переносити навіть крихітні кубики. Отриманий як надзвичайно низький ресурс оптичного ідентифікатора, або ELROI, він створює унікальний ідентифікаційний код - номер супутникової ліцензії - з лазером, який блимає 1000 разів на секунду. Шаблони, створені миготливими перекладами, перетворюються на серійні коди, які можна зчитувати телескопами на землі, визначаючи власника супутника та координати.
Оскільки ELROI працює від власної сонячної батареї, вона може продовжувати «говорити» із Землею після закінчення тривалості життя супутника. А оскільки ELROI невеликий і легкий і не вимагає зовнішнього живлення, його можна легко приєднати до частини космічного обладнання, що не має радіопередавачів, наприклад, ракети, які запускають супутники в космос і заводяться як вільно плаваючі сміття.
Надаючи відстежувані дані для окремих об’єктів у постійно зростаючій хмарі космічного сміття, ELROI може зіграти вирішальну роль у запобіганні зіткнень. Він навіть міг відслідковувати радіопередачі в працюючих супутниках та оповіщати операторів, коли зв’язок порушений, сказав Палмер.
"Крім своєї функції ідентифікації, він також може використовуватися як діагностична функція з низькою пропускною здатністю. Це також допоможе зменшити кількість зламаних супутників у просторі", - додав він. "Технологія номерних знаків є лише частиною рішення - але це важлива частина."
Ракетна наука
Коли ракети виводять супутники на орбіту, вони зазвичай спалюють все своє паливо відразу. Однак, наповнення ракет типом палива, яке може бути повторно передано, може дати ще одним наземним операторам можливість зберегти супутники в безпеці від космічних аварій, заявив науковий інженер Лос-Аламосу Нік Даллманн Live Science.
"Те, над чим ми працювали тут, в Лос-Аламосі, - це зробити суцільну ракету, де ви можете її запустити, зупинити і знову перезапустити", - сказав Далманн, керівник проекту з розробки цього нового методу. Будучи спроможним перезарядити пальне ракети навіть після того, як супутник вийде на орбіту, це дозволить космічному обладнанням змінити хід, щоб уникнути потенційного зіткнення, пояснив він.
"Ми визрівали концепцію, в якій наша ракета - це корисна навантаження, інтегрована в супутник", - сказав Далманн. "Потенційно, через багато років після того, як супутник відокремився від верхнього ступеня ракети-носія, наш корисний вантаж може бути закликаний здійснити аварійний маневр уникнення орбітального сміття".
З 60-х років вченим відомо, що швидка декомпресія камери згоряння в ракету на твердому паливі може гасити опік після займання. Для Далмана та його колег викликом було створити систему запалювання багаторазового використання, поєднану з механізмом для швидкого декомпресії паливної камери.
Іншим завданням було те, як знову підпалити паливо, оскільки запалювачі, як правило, знищуються при першому опіку. Щоб вирішити це, вчені вирішили не використовувати звичайний піротехнічний запалювач. Натомість вони експериментували з розділенням води на водень та кисень у камері згоряння, а потім запалювали їх, використовуючи електрод, щоб генерувати іскру. Потім дослідники гасили опік шляхом декомпресії.
"Нам вдалося розробити це до того моменту, коли ми можемо робити невеликі опіки послідовно невеликою ракетою", - сказав Далманн. Наступні кроки включатимуть випробування на орбіті, "де ми виконували б декілька опіків на кубику", - сказав Далманн.
