Según diversas estimaciones, la cantidad de desechos espaciales en la órbita de la Tierra varía de 220 a 300 mil objetos. Al mismo tiempo, los objetos con un diámetro de más de 1 cm constituyen del 20 al 33% (de 60 mil a 100 mil) de todos los desechos espaciales. Imagínense qué efecto puede tener una "bala astronómica" en una nave espacial que pasa. Por supuesto, en la escala de nuestra órbita, esto parece insignificante, pero de acuerdo a los científicos, después de 2055, como resultado de la mutua destrucción de los residuos ya en órbita, el problema de los desechos espaciales se convertirá en un serio obstáculo para más espacio exploración. Ahora más sobre esta y otras posibles consecuencias.
La esencia del problema
Amenaza fisica
En realidad, la amenaza más obvia de los desechos espaciales es la amenaza de una colisión física. En el nivel actual de desarrollo tecnológico, no hay forma de proteger la nave espacial de un objeto pequeño, del tamaño de una bala, que se mueve a una velocidad de 10 km / s. Bueno, no hay necesidad de tartamudear sobre la protección de objetos más grandes, aunque hay muchos menos en órbita. Además de la amenaza de daño y destrucción de objetos lanzados desde la Tierra, hay una gran cantidad de satélites diferentes en órbita, que son necesarios para el funcionamiento de varios servicios. GPS, meteorología y muchas cosas en general. Destruir uno de ellos no hará inviable todo el sistema, pero ante un aumento en la cantidad de basura en el futuro, esto puede afectar seriamente el rendimiento de estos sistemas. Aparte de las predicciones para el futuro,en el presente y en el pasado hay ejemplos de colisiones de naves espaciales con escombros:
Durante todo el tiempo que duró el programa del transbordador, encontraron alrededor de 170 rastros en las ventanas de la colisión, afortunadamente con micropartículas (0,2 mm de diámetro). Se reemplazaron alrededor de 70 ventanas. La imagen de la izquierda muestra un cráter de 2,5 mm de una partícula de pintura.
- En julio de 1996, un satélite francés chocó con la tercera etapa del cohete francés Arian, lanzado mucho antes;
Cohete francés Arian. Fuente - ESA
- El 29 de marzo de 2006, el satélite Russian Express AM11 chocó con los desechos espaciales. Como resultado de la colisión, el sistema de control térmico se despresurizó, el satélite perdió su orientación y comenzó una rotación descontrolada.
- El 10 de febrero de 2009, el satélite ruso Kosmos-2251, dado de baja en 1995, chocó con el satélite comercial estadounidense Iridium 33.
Colisión de Cosmos-2251 e Iridium 33. Fuente - vermarushabh.blogspot.com
Para controlar los escombros, las agencias espaciales mantienen registros apropiados que rastrean objetos relativamente grandes (de unos pocos centímetros). Por ejemplo. Según los datos disponibles, la ISS ajusta su posición en órbita varias veces al año para evitar una colisión.
Síndrome de Kessler
Además de la amenaza de destrucción física, los desechos espaciales pueden ser la razón de la total inadecuación del espacio cercano para un uso práctico. Esta teoría es descrita por el llamado síndrome de Kessler, descrito por el consultor de la NASA Donald Kessler en 1978. La esencia de esta teoría radica en el "efecto dominó". A medida que aumenta el número de objetos en órbita, también lo hace el número de posibles fuentes de desechos. La colisión de dos objetos grandes dará como resultado una gran cantidad de objetos nuevos y más pequeños. A su vez, cada uno de ellos puede chocar con otro objeto. Por lo tanto, surge una "reacción en cadena" que conduce a la aparición de más y más desechos. Como resultado, con un número suficientemente grande de colisiones, la cantidad de escombros generados en órbita hará imposible su uso.
Sin embargo, en órbitas bajas, la interacción con la atmósfera reduce gradualmente la cantidad de escombros, y esto nos lleva a la siguiente amenaza.
La caída de los desechos espaciales a la Tierra
Los objetos en órbita baja todavía están bajo la influencia de la atmósfera terrestre y se ralentizan gradualmente, como resultado, después de un tiempo, comienzan a declinar y entran en las capas más densas de la atmósfera. Muchos objetos se queman en la atmósfera, pero también hay aquellos que llegan a la superficie del planeta. Entonces, según la NASA, casi todos los años, fragmentos separados de naves espaciales llegan a la superficie de la Tierra.
Fuente - oyla.xyz
Cementerio de naves espaciales
Point Nemo es el más alejado de la tierra en la Tierra, también llamado polo oceánico de inaccesibilidad. El Polo de la Inaccesibilidad es el lugar más difícil de alcanzar debido a su lejanía, generalmente desde la costa. La tierra más cercana está a 2688 kilómetros de Point Nemo, y el lugar poblado más cercano es periódicamente la ISS, cuya órbita pasa sobre este lugar. Su bajo contenido de nutrientes (el ciclo del Pacífico Sur impide que los nutrientes lleguen al área) y su distancia de las aguas costeras hacen que el sitio sea prácticamente sin vida, lo que convierte a Point Nemo en un lugar de enterramiento ideal para naves espaciales. De vez en cuando, esta zona se llama cementerio de naves espaciales. Algunas fuentes de habla rusa llaman a esta área cerrada a la navegación,pero a juzgar por la falta de documentos normativos y reglamentos sobre el procedimiento de entierro (de los cuales un poco más abajo), esta prohibición tiene carácter recomendatorio. Chile y Nueva Zelanda comparten la responsabilidad del movimiento de barcos en esta región. Unos días antes del descenso de la nave espacial, las agencias espaciales advierten a los servicios de estos países, que, a su vez, transmiten los avisos oportunos para evitar esta zona a los pilotos y capitanes de las naves.los cuales, a su vez, transmiten los avisos oportunos para evitar la zona a los prácticos y capitanes de navegación.los cuales, a su vez, transmiten los avisos oportunos para evitar la zona a los prácticos y capitanes de navegación.
— gizmodo.com
Como ocurre con cualquier otra operación espacial, la eliminación de una nave espacial requiere una preparación adecuada. Después de realizar los cálculos necesarios y advertir a las autoridades locales, el dispositivo, habiendo alcanzado la ubicación requerida, comienza a frenar. Como se mencionó anteriormente, los satélites pequeños y compactos, por regla general, no alcanzan la superficie de la tierra y se queman por la fricción. Varias estructuras refractarias llegan a la superficie del agua. Por ejemplo, esta sección es utilizada por el Centro de Control de Misión Ruso para la eliminación de camiones espaciales no tripulados de la serie Progress. Por cierto, como resultado del entierro, partes de la nave espacial pueden esparcirse en un área grande. Así, por ejemplo, los restos de la estación Mir, inundada en 2001, se encuentran dispersos en un tramo de 3.000 kilómetros.Una característica similar se convirtió en varias ocasiones en la causa de la emergencia. En 1979, parte de la estación estadounidense Skylab cayó sobre el territorio de Australia, en 1991 los restos de la estación Salyut-7 cayeron sobre el territorio de Argentina. También en 1997, una parte no quemada de un cohete cayó sobre una mujer en Oklahoma. Afortunadamente, todos estos casos ocurrieron sin víctimas. Ahora, cada año, varias decenas de naves encuentran su último refugio en el cementerio de naves espaciales, que, al estar en órbita, son una fuente de mayor amenaza.Cada año, varias decenas de naves encuentran su último refugio en el cementerio de naves espaciales, que, al estar en órbita, son una fuente de mayor amenaza.Cada año, varias decenas de naves encuentran su último refugio en el cementerio de naves espaciales, que, al estar en órbita, son una fuente de mayor amenaza.
Infografía TASS. Fuente - tass.ru
Órbita de entierro
Además del cementerio terrestre, también hay una órbita a la que se envían naves espaciales ya gastadas para reducir la probabilidad de colisiones con las que aún están trabajando. Hay dos órbitas de eliminación oficiales: para naves espaciales en órbita geoestacionaria y para satélites de reconocimiento militar de propulsión nuclear.
Una órbita geoestacionaria es una órbita ubicada sobre el ecuador de la Tierra, en la que un satélite artificial tiene la misma velocidad angular que la Tierra, es decir, siempre está en el mismo lugar de la Tierra. Esta órbita se utiliza para acomodar satélites de comunicación y transmisión de televisión y se encuentra a una altitud de 35.786 kilómetros sobre el nivel del mar. Después de trabajar, el satélite está a unos 200 km (para cada satélite la distancia se calcula individualmente).
Aumento del número de satélites terrestres artificiales. Fuente: Agencia Espacial Europea.
Otra órbita de enterramiento se encuentra a una altitud de 600 a 1000 kilómetros. Los satélites militares con una planta de energía nuclear se envían a esta órbita. Tentativamente, estos satélites estarán en órbita durante unos 2 mil años, después de lo cual la gravedad de la Tierra los atraerá.
Soluciones
En general, encontrar formas de resolver este problema no es diferente de resolver el problema del desorden creativo en su escritorio, solo que la escala del primero es un poco mayor. Hay dos formas: crear menos basura o limpiar la vieja.
Reducción de residuos generados
Como dice el refrán, "¡No está limpio donde limpian, sino donde no tiran basura!" De hecho, este es el punto. Las principales direcciones para reducir los residuos generados incluyen las siguientes medidas:
- Reducir la masa del vehículo lanzado:
Menos peso significa menos desperdicio potencial. Es sencillo.
- Aumento de la vida útil de las naves espaciales:
Cuanto más tiempo funcionen los satélites, se realizarán menos vuelos de sustitución.
- Minimizar el número de partes de la nave espacial que quedan en el espacio ultraterrestre:
Eliminación de las piezas gastadas y de la propia nave espacial, o devolución de las piezas a la Tierra.
Como puede ver, los dos primeros puntos se cruzan con las direcciones generales del desarrollo de la astronáutica. El último punto también introduce algunos ajustes en la construcción de misiles. ¿Cómo organizar correctamente la eliminación de piezas usadas? Una de las direcciones de desarrollo es el uso de materiales que permitan a los vehículos de lanzamiento poner el dispositivo en órbita y luego quemarse en la atmósfera. Esos. dicho material debe soportar todas las cargas de despegue y, al mismo tiempo, no debe ser súper refractario para quemarse en la atmósfera debido a la fricción. Suena como una especie de paradoja. Por el momento, no existen tales materiales en cohetes.
La segunda forma es el regreso de las partes de la nave espacial a la Tierra. Los ejemplos más obvios son las etapas reutilizables de SpaceX y el programa Space Shuttle.
Eliminación de basura existente
A diferencia de los vehículos diseñados con la idea de reciclar, los escombros en órbita no pueden utilizarse por sí mismos. Todos los proyectos actuales para "limpiar" los desechos espaciales están en desarrollo o en forma de idea. Se expresaron muchas ideas, que se pueden clasificar de la siguiente manera:
- Láseres
La conclusión es destruir los escombros con un láser. Bueno, eso suena fantástico.
- Capturar
Capture los escombros con una red de alta resistencia y envíelos a la atmósfera. Por cierto, en 2019, el aparato británico RemoveDebris pudo capturar un fragmento del satélite.
- Globos
Una bola grande debe envolver los escombros, mientras aumenta su resistencia y acelera el proceso de entrada a las densas capas de la atmósfera.
- Remolcador de vela solar
Una vela solar es un dispositivo que utiliza la presión de la luz para propulsar una nave espacial. Según lo planeado, dicho dispositivo se adherirá a los escombros y los sacará de órbita.
- Nube de tungsteno
Según lo planeado, la nube de tungsteno descenderá lentamente hacia la Tierra, al mismo tiempo que ralentiza los escombros.
- Máquinas suicidas
Dicho dispositivo debería literalmente empujar objetos peligrosos a la atmósfera y, al mismo tiempo, también salir de órbita.
- Camiones de basura orbitales
El dispositivo recogerá los desechos en órbita y los procesará.
Un recolector de desechos espaciales ruso que recicla desechos espaciales en combustible. Fuente - russianspacesystems.ru
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