Nach verschiedenen Schätzungen variiert die Menge an Weltraummüll in der Erdumlaufbahn zwischen 220 und 300.000 Objekten. Gleichzeitig machen Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 1 cm 20 bis 33% (von 60.000 bis 100.000) aller Weltraummüllteile aus. Stellen Sie sich vor, welche Auswirkungen eine "astronomische Kugel" auf ein vorbeifahrendes Raumschiff haben kann. Auf der Skala unserer Umlaufbahn scheint dies natürlich unbedeutend zu sein, aber nach Ansicht von Wissenschaftlern wird das Problem der Weltraummüll nach 2055 aufgrund der gegenseitigen Selbstzerstörung von Trümmern, die sich bereits in der Umlaufbahn befinden, zu einem ernsthaften Hindernis für den weiteren Weltraum Erkundung. Nun mehr zu dieser und anderen möglichen Konsequenzen.
Das Wesentliche des Problems
Körperliche Bedrohung
Tatsächlich ist die offensichtlichste Bedrohung durch Weltraummüll die Gefahr einer physischen Kollision. Nach dem derzeitigen Stand der technologischen Entwicklung gibt es keine Möglichkeit, Raumfahrzeuge vor einem kleinen Objekt von der Größe einer Kugel zu schützen, das sich mit einer Geschwindigkeit von 10 km / s bewegt. Nun, es besteht keine Notwendigkeit, über den Schutz vor größeren Objekten zu stottern, obwohl sich deutlich weniger davon im Orbit befinden. Neben der Gefahr der Beschädigung und Zerstörung von Objekten, die von der Erde abgefeuert werden, befindet sich eine große Anzahl verschiedener Satelliten im Orbit, die für den Betrieb verschiedener Dienste erforderlich sind. GPS, Meteorologie und viele Dinge im Allgemeinen. Durch die Zerstörung eines dieser Systeme wird nicht das gesamte System unrentabel. Angesichts einer künftig zunehmenden Müllmenge kann dies die Leistung dieser Systeme erheblich beeinträchtigen. Abgesehen von Vorhersagen für die Zukunft,In der Gegenwart und in der Vergangenheit gibt es Beispiele für Kollisionen von Raumfahrzeugen mit Trümmern:
Während der gesamten Zeit des Shuttle-Programms fanden sie etwa 170 Spuren an den Fenstern der Kollision, glücklicherweise mit Mikropartikeln (0,2 mm Durchmesser). Etwa 70 Fenster wurden ersetzt. Das Bild links zeigt einen 2,5-mm-Krater aus einem Farbpartikel.
- Im Juli 1996 kollidierte ein französischer Satellit mit der dritten Stufe der französischen arianischen Rakete, die viel früher gestartet worden war.
Französische Rakete Arian. Quelle - ESA
- Am 29. März 2006 kollidierte der Satellit Russian Express AM11 mit Weltraummüll. Infolge der Kollision wurde das Wärmekontrollsystem drucklos, der Satellit verlor seine Orientierung und begann eine unkontrollierte Rotation.
- Am 10. Februar 2009 kollidierte der 1995 stillgelegte russische Satellit Kosmos-2251 mit dem amerikanischen kommerziellen Satelliten Iridium 33.
Kollision von Cosmos-2251 und Iridium 33. Quelle - vermarushabh.blogspot.com
Um Trümmer zu kontrollieren, führen Raumfahrtagenturen geeignete Register, die relativ große Objekte (von wenigen Zentimetern) verfolgen. Beispielsweise. Basierend auf den verfügbaren Daten passt die ISS ihre Position im Orbit mehrmals im Jahr an, um eine Kollision zu vermeiden.
Kessler-Syndrom
Neben der Gefahr der physischen Zerstörung können Weltraummüll der Grund für die völlige Ungeeignetheit des Weltraums für den praktischen Gebrauch sein. Diese Theorie wird durch das sogenannte Kessler-Syndrom beschrieben, das 1978 vom NASA-Berater Donald Kessler beschrieben wurde. Das Wesen dieser Theorie liegt im "Dominoeffekt". Mit zunehmender Anzahl von Objekten in der Umlaufbahn steigt auch die Anzahl potenzieller Schmutzquellen. Die Kollision zweier großer Objekte führt zu einer großen Anzahl neuer, kleinerer Objekte. Jeder von ihnen kann wiederum mit einem anderen Objekt kollidieren. Somit entsteht eine "Kettenreaktion", die zum Auftreten von immer mehr Trümmern führt. Infolgedessen wird es bei einer ausreichend großen Anzahl von Kollisionen aufgrund der Menge der im Orbit erzeugten Trümmer unmöglich sein, diese zu verwenden.
In niedrigen Umlaufbahnen verringert die Interaktion mit der Atmosphäre jedoch allmählich die Menge an Trümmern, und dies bringt uns zur nächsten Bedrohung.
Der Fall von Weltraummüll auf die Erde
Objekte in niedriger Umlaufbahn stehen immer noch unter dem Einfluss der Erdatmosphäre und verlangsamen sich allmählich. Infolgedessen beginnen sie nach einiger Zeit abzunehmen und in die dichteren Schichten der Atmosphäre einzudringen. Viele Objekte verbrennen in der Atmosphäre, aber es gibt auch solche, die die Oberfläche des Planeten erreichen. Laut NASA erreichen fast jedes Jahr einzelne Fragmente von Raumfahrzeugen die Erdoberfläche.
Quelle - oyla.xyz
Raumschiff Friedhof
Punkt Nemo ist am weitesten vom Land der Erde entfernt und wird auch als ozeanischer Pol der Unzugänglichkeit bezeichnet. Der Pol der Unzugänglichkeit ist aufgrund seiner Abgelegenheit, normalerweise von der Küste entfernt, der am schwierigsten zu erreichende Ort. Das nächstgelegene Land ist 2688 Kilometer von Point Nemo entfernt, und der nächstgelegene besiedelte Ort ist in regelmäßigen Abständen die ISS, deren Umlaufbahn über diesen Ort verläuft. Sein niedriger Nährstoffgehalt (der südpazifische Zyklus verhindert, dass Nährstoffe in das Gebiet gelangen) und seine Entfernung zu den Küstengewässern machen den Ort praktisch leblos, was Point Nemo zu einem idealen Begräbnisort für Raumfahrzeuge macht. Von Zeit zu Zeit wird dieses Gebiet als Friedhof der Raumschiffe bezeichnet. Einige russischsprachige Quellen nennen diesen Bereich für die Navigation geschlossen.Gemessen am Fehlen normativer Dokumente und Vorschriften zum Bestattungsverfahren (über die etwas weiter unten berichtet wird) ist dieses Verbot empfehlenswerter Natur. Chile und Neuseeland teilen sich die Verantwortung für den Schiffsverkehr in dieser Region. Einige Tage vor dem Abstieg des Raumfahrzeugs warnen Raumfahrtagenturen die Dienste dieser Länder, die wiederum den Piloten und Schiffskapitänen entsprechende Warnungen übermitteln, um dieses Gebiet zu meiden.die wiederum geeignete Warnungen übermitteln, um Piloten und Seekapitänen das Gebiet zu meiden.die wiederum geeignete Warnungen übermitteln, um Piloten und Seekapitänen das Gebiet zu meiden.
— gizmodo.com
Wie bei jedem anderen Weltraumbetrieb erfordert die Entsorgung eines Raumfahrzeugs eine angemessene Vorbereitung. Nachdem die erforderlichen Berechnungen durchgeführt und die örtlichen Behörden gewarnt wurden, beginnt das Gerät zu bremsen, nachdem es den erforderlichen Ort erreicht hat. Wie oben erwähnt, erreichen kleine und kompakte Satelliten in der Regel nicht die Erdoberfläche und werden durch Reibung verbrannt. Verschiedene feuerfeste Strukturen erreichen die Wasseroberfläche. Dieser Abschnitt wird beispielsweise vom russischen Missionskontrollzentrum für die Entsorgung unbemannter Raumfahrzeuge der Progress-Serie verwendet. Übrigens können Teile des Raumfahrzeugs infolge der Bestattung großflächig verstreut sein. So sind beispielsweise die Überreste der 2001 überfluteten Mir-Station auf einer Strecke von 3.000 Kilometern verstreut.Ein ähnliches Merkmal wurde mehrmals zur Ursache des Notfalls. 1979 fiel ein Teil der amerikanischen Skylab-Station auf das Territorium Australiens, 1991 fiel das Wrack der Salyut-7-Station auf das Territorium Argentiniens. Ebenfalls 1997 fiel ein unverbrannter Teil einer Rakete auf eine Frau in Oklahoma. Glücklicherweise ereigneten sich alle diese Fälle ohne Verluste. Jetzt finden jedes Jahr mehrere Dutzend Schiffe ihre letzte Zuflucht auf dem Friedhof der Raumschiffe, die im Orbit eine größere Bedrohung darstellen.Jedes Jahr finden mehrere Dutzend Schiffe ihre letzte Zuflucht auf dem Friedhof der Raumschiffe, die sich im Orbit befinden und eine größere Bedrohung darstellen.Jedes Jahr finden mehrere Dutzend Schiffe ihre letzte Zuflucht auf dem Friedhof der Raumschiffe, die sich im Orbit befinden und eine größere Bedrohung darstellen.
TASS-Infografiken. Quelle - tass.ru
Grabbahn
Neben dem Bodenfriedhof gibt es auch eine Umlaufbahn, in die bereits verbrauchte Raumschiffe geschickt werden, um die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen mit noch arbeitenden Personen zu verringern. Es gibt zwei offizielle Entsorgungsbahnen: für Raumfahrzeuge in einer geostationären Umlaufbahn und für atomgetriebene militärische Aufklärungssatelliten.
Eine geostationäre Umlaufbahn ist eine Umlaufbahn oberhalb des Erdäquators, in der ein künstlicher Satellit die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie die Erde hat, d.h. ist immer über dem gleichen Ort auf der Erde. Diese Umlaufbahn dient zur Aufnahme von Kommunikations- und Fernsehsatelliten und befindet sich auf einer Höhe von 35.786 Kilometern über dem Meeresspiegel. Nach dem Abarbeiten ist der Satellit ungefähr 200 km lang (für jeden Satelliten wird die Entfernung einzeln berechnet).
Zunahme der Anzahl künstlicher Erdsatelliten. Quelle - Europäische Weltraumorganisation.
Eine weitere Grabbahn befindet sich auf einer Höhe von 600 bis 1000 Kilometern. Militärsatelliten mit einem Kernkraftwerk werden in diese Umlaufbahn geschickt. Diese Satelliten werden sich vorläufig etwa zweitausend Jahre lang in der Umlaufbahn befinden. Danach wird sie durch die Schwerkraft der Erde eingezogen.
Lösungen
Im Allgemeinen unterscheidet sich die Suche nach Möglichkeiten zur Lösung dieses Problems nicht von der Lösung des Problems der kreativen Unordnung auf Ihrem Schreibtisch. Nur der Maßstab des ersteren ist etwas größer. Es gibt zwei Möglichkeiten: weniger Müll erstellen oder den alten aufräumen.
Reduzierter Abfall
Wie das Sprichwort sagt: "Es ist sauber, nicht wo sie aufräumen, sondern wo sie nicht wegwerfen!" Eigentlich ist das der Punkt. Die Hauptrichtungen zur Reduzierung des erzeugten Abfalls umfassen die folgenden Maßnahmen:
- Reduzierung der Masse des Trägerraketen:
Weniger Gewicht bedeutet weniger Abfall. Es ist einfach.
- Erhöhung der Lebensdauer von Raumfahrzeugen:
Je länger Satelliten fliegen, desto weniger Ersatzflüge werden durchgeführt.
- Minimierung der Anzahl der im Weltraum verbleibenden Teile des Raumfahrzeugs:
Entsorgung verbrauchter Teile und des Raumfahrzeugs selbst oder Rückgabe von Teilen zur Erde.
Wie Sie sehen können, kreuzen sich die ersten beiden Punkte mit den allgemeinen Richtungen der Entwicklung der Astronautik. Der letzte Punkt führt auch einige Anpassungen beim Bau von Raketen ein. Wie ordne ich die Entsorgung gebrauchter Teile richtig? Eine der Entwicklungsrichtungen ist die Verwendung von Materialien, mit denen Trägerraketen das Gerät in die Umlaufbahn bringen und dann in der Atmosphäre verbrennen können. Jene. Ein solches Material muss allen Startlasten standhalten und darf gleichzeitig nicht hochfest sein, um aufgrund von Reibung in der Atmosphäre auszubrennen. Klingt nach einer Art Paradoxon. Im Moment gibt es keine derartigen Materialien in der Raketentechnik.
Der zweite Weg ist die Rückkehr der Teile des Raumfahrzeugs zur Erde. Die offensichtlichsten Beispiele sind die wiederverwendbaren Stufen von SpaceX und das Space-Shuttle-Programm.
Entsorgung von vorhandenem Müll
Im Gegensatz zu Fahrzeugen, die mit der Idee des Recyclings konstruiert wurden, können sich die Trümmer im Orbit nicht selbst nutzen. Alle aktuellen Projekte zur "Säuberung" von Weltraummüll befinden sich entweder in der Entwicklung oder in Form einer Idee. Es wurden viele Ideen geäußert, die wie folgt klassifiziert werden können:
- Laser
Die Quintessenz ist, Trümmer mit einem Laser zu zerstören. Das klingt fantastisch.
- Erfassung
Nehmen Sie Trümmer mit einem Hochleistungsnetz auf und senden Sie sie in die Atmosphäre. Übrigens konnte der britische Apparat RemoveDebris 2019 ein Fragment des Satelliten erfassen.
- Luftballons
Eine große Kugel sollte sich um die Trümmer wickeln, ihren Widerstand erhöhen und den Prozess des Eintritts in die dichten Schichten der Atmosphäre beschleunigen.
- Sonnensegelschlepper
Ein Sonnensegel ist ein Gerät, das den Lichtdruck nutzt, um ein Raumschiff anzutreiben. Wie geplant wird ein solches Gerät an Trümmern haften und diese aus der Umlaufbahn bringen.
- Wolframwolke
Wie geplant wird die Wolframwolke langsam zur Erde hinabsteigen und gleichzeitig die Trümmer verlangsamen.
- Selbstmordmaschinen
Ein solches Gerät sollte buchstäblich gefährliche Gegenstände in die Atmosphäre drücken und gleichzeitig auch die Umlaufbahn verlassen.
- Orbital Müllwagen
Das Gerät sammelt Schmutz im Orbit und verarbeitet ihn.
Ein russischer Weltraummüllsammler, der Weltraummüll in Treibstoff umwandelt. Quelle - russianspacesystems.ru
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