Forsøpling er en irritasjon på gaten din. Men i verdensrommet kan det være livsfarlig. Bunker med søppel fra tidligere oppdrag, døde satellitter og gamle rakettforsterkere utgjør nå rundt 30 000 tonn rusk i bane, alt fra tapte muttere og bolter til hele nedlagte satellitter. Det er et problem for astronauter og arbeidende romfartøyer, fordi selv et stykke materiale i BB-størrelse som beveger seg i banehastigheter kan pakke en trøkk. I følge NASA kan små stykker av avfall bevege seg så raskt som 17.500 mil i timen - nesten åtte ganger hastigheten på en kule skutt fra en militær rifle.
Relatert innhold
- Nei, Kinas Tiangong-1 vil ikke "regne smeltet metall ned på jorden"
- Levende celler bevæpnet med små lasere kan bidra til å bekjempe sykdom
- Dette Pac-Man romfartøyet vil fortære en satellitt
- Japan planlegger en tur til månen innen 2018
- Navy Ønsker å avverge romrester ved å frigjøre mer romrester
Forslag om å bli kvitt romskrot inkluderer garn i verdensrommet og solseil. Problemet med disse konseptene er behovet for å matche baner med rusk - manøvrering for å gjøre det som krever mye drivstoff eller, i tilfelle av solseil, mye piruetter i verdensrommet. Så noen forskere og ingeniører foreslår noe enklere: skyte ting ned.
Denne uken foreslo et team ledet av Toshikazu Ebisuzaki fra Japans forskningsinstitutt RIKEN å bruke en rombasert ultrafiolett laser rettet mot et teleskop. For å demonstrere konseptet ønsker de å lansere en fiberoptisk laser til den internasjonale romstasjonen og sammenkoble den med et allerede budsjettert og godkjent teleskop, Extreme Universe Space Observatory (EUSO), som skal monteres på ISS og planlegges for lansering i 2017.
"Vi ønsker å bruke ISS som en plattform og testbed, " sier Ebisuzaki, hvis team beskrev ideen sin forrige måned i Acta Astronautica . EUSO ble opprinnelig designet som en kosmisk stråledetektor. Når strålene med høy energi treffer Jordens atmosfære, skaper de en UV-glød, og teleskopet er i stand til å plukke opp slike utbrudd. Ebisuzakis team tror det kan gjøre en slags dobbeltarbeid, fordi instrumentet har et bredt synsfelt.
Planen er at teleskopet skal se etter rusk når ISS befinner seg på nattsiden av Jorden, men fortsatt kan se over horisonten på ting som er opplyst av solen. Dette skjer i omtrent 5 minutter av hver 90-minutters bane. Når teleskopet ser noe, kan det skytes en relativt svak laserpuls for å lyse opp gjenstanden. Strålen vil reflektere av den og la systemet få en bedre forståelse av hvor langt den er og hvor raskt den beveger seg - i utgangspunktet en UV-versjon av radar.
På det tidspunktet kunne den fiberoptiske laseren skyte av flere pulser, denne gangen med mer kraft og en strammere stråle. Hver puls ville vare bare omtrent en tidel av et nanosekund, men tusenvis ville bli avfyrt. Laseren vil ikke disintegrere rusk direkte, men ville i stedet fordampe en liten del av det. Dampen fungerer da som en ørliten thrusterforbrenning, og bremser brikkene nok til at de faller ut i atmosfæren og brenner opp.
Selv om laseren ombord på ISS beviser potensialet sitt, vil ikke teamet bli cocky. Neste steg ville være å lansere en liten uavhengig satellitt med et lignende oppsett for å teste konseptet ytterligere. Denne "mini-EUSO", som Ebisuzaki kaller det, ville bane i samme omtrentlige høyde som ISS og ville tjene som en mer "ekte verden" demonstrasjon. Hvis dette stadiet er vellykket, vil teamet til slutt sende opp en satellitt i full størrelse for rydding av avfall, som vil gå høyere enn ISS til omtrent 500 mil, like over der avfallstettheten har en tendens til å toppe.
Noen forskere har imidlertid uttrykt skepsis rundt detaljene i Ebisuzakis plan. Claude Phipps, administrerende partner hos Photonics Associates, et Santa Fe-selskap som studerer laserfremdrift, foreslo et lignende system kalt L'ADROIT i 2014. Phipps forslag innebærer et teleskop med synlig lys som vil reise i en polar bane (vinkelrett på ekvator) ), fordi det er der det meste av søppel har en tendens til å være.
Noen av problemene med EUSO-planen involverer fysikken der ISS går i bane, noe som vil begrense prosjektets effektivitet, sier Phipps. ISS er under mye av det problematiske ruskene, og teleskopet er designet for å peke mot jorden, så det blir vanskelig å fange mål i riktig vinkel. Trykket fra fordamping kan også være i feil retning for å effektivt fjerne bane for rom-søppel - strålen vil ikke alltid treffe den fremover, og det er det du vil sende brikkene ut i atmosfæren.
Et annet problem er hvor godt de fiberoptiske laserne vil fungere utenfor laboratoriet. Slike lasere er laget av flere fibre bundet sammen, og lyset som går gjennom dem, må være nøyaktig tidsbestemt. "Hvis du har sagt, ti fibre, eller ti tusen, i en slags sirkulær gruppe, må bølgefrontene komme ut i samme øyeblikk, " sier Phipps. Det krever mye finjustering. Phipps 'idé er å bruke en mer konvensjonell enkeltstrålelaser, selv om Ebisuzaki sier at det fiberoptiske systemet gir mulighet for bedre varmeavledning.
En god del av Ebisuzakis ide er likevel den iscenesatte tilnærmingen, som lar dem vise hva som fungerer når de skalerer opp, sier Phipps. "[Ebisuzaki] har også et ganske smart design for teleskopet, " legger han til.
Å fjerne romrester med slike systemer gir større interesse - Phipps skal til et ekspertmøte i Frankrike neste uke for å diskutere nettopp dette emnet. Foruten å minske faren for astronauter, ville gamle satellitter ut av verdifulle eiendommer i eiendom være en økonomisk velsignelse, siden de ikke-fungerende hulene kommer i veien. Og faren for at en satellitt med lav jordbane som de som er i GPS-systemet vil bli knust av en bortkommen metallbukk eller til og med en annen satellitt er veldig reell. Det skjedde en gang i 2009, da en Iridium-kommunikasjonssatellitt og en eldre russisk sonde kolliderte, og spredte enda mer rusk vidt og bredt.
Med ideer og forslag som hoper seg, håper Phipps at romfartsbyråer vil begynne å bevege seg raskere og implementere en plan før romskran tar en dødelig toll. "Jeg er redd for at det kommer til å ta en dødelighet, " sier Phipps. "Men jeg håper ikke det."
