ברחוב שלך, ההמלטה היא מעצבן. אבל בחלל זה יכול להיות קטלני. פיסות זבל ממשימות עבר, לוויינים מתים ומשפרים רקטות ישנים מסתכמים כיום בכ- 30, 000 טונות של פסולת במסלול, החל מאגוזים וברגים אבודים וכלה בלוויינים מבוטלים. זו בעיה עבור אסטרונאוטים וחלליות עובדות, מכיוון שאפילו חתיכת חומר בגודל BB הנעת במהירות במהירות מסלולית יכולה לארוז אגרוף. על פי נתוני נאס"א, חתיכות פסולת קטנות יכולות לנוע במהירות 17, 500 מיילים לשעה - כמעט פי שמונה ממהירות הכדור שנורה מרובה צבאי.
תוכן קשור
- לא, הטאנגונג-1 של סין לא "גשם מתכת מותכת על האדמה"
- תאים חיים חמושים בלייזרים זעירים עשויים לעזור במלחמה במחלות
- החללית Pac-Man הזו תטרוף לוויין
- יפן מתכננת טיול לירח עד 2018
- חיל הים רוצה לסכל את פסולת החלל על ידי שחרור פסולת חלל נוספת
הצעות להיפטר מגרוטאות חלל כוללות רשתות בחלל ומפרשי שמש. הבעיה במושגים הללו היא הצורך להתאים מסלוליות לפסולת - תמרון לעשות זאת שדורש הרבה דלק או במקרה של מפרשי שמש, הרבה פירואטים בחלל. אז כמה מדענים ומהנדסים מציעים משהו פשוט יותר: הפיל את הדברים.
השבוע הציע צוות בראשותו של טושיקזו אביסוזאקי ממכון המחקר RIKEN ביפן להשתמש בלייזר אולטרה סגול מבוסס חלל המכוון באמצעות טלסקופ. כדי להדגים את הרעיון, הם רוצים להשיק לייזר סיב אופטי לתחנת החלל הבינלאומית ולשייך אותו לטלסקופ שתוקצב ואושר כבר, מצפה החלל הקיצוני של היקום (EUSO), המיועד להיות מותקן על ISS ומתוכנן ל ההשקה בשנת 2017.
"אנו רוצים להשתמש ב- ISS כפלטפורמה ומיטת מבחן, " אומר אביסוזאקי, שצוותו תיאר את הרעיון שלהם בחודש שעבר באקטה אסטרונאוטיקה . EUSO תוכנן במקור כגלאי קרניים קוסמי. כאשר קרני האנרגיה הגבוהה פוגעות באטמוספירה של כדור הארץ, הם יוצרים זוהר UV, והטלסקופ מסוגל להרים פרצים כאלה. הצוות של אביסוזאקי חושב שהוא יכול לבצע סוג של חובה כפולה, מכיוון שלמכשיר יש שדה ראייה רחב.
התכנון הוא לטלסקופ לחפש פסולת כאשר ה- ISS נמצא בצד הלילי של כדור הארץ אך הוא עדיין מסוגל להביט מעבר לאופק על דברים שמוארים על ידי השמש. זה קורה במשך כחמש דקות מכל מסלול של 90 דקות. ברגע שהטלסקופ רואה משהו, ניתן לירות על דופק לייזר חלש יחסית כדי להאיר את החפץ. הקורה תשתקף ממנה ותאפשר למערכת לקרוא טוב יותר את מרחק הרחוק שלה וכמה מהר היא עוברת - בעיקרון, גרסת UV של מכ"ם.
בשלב זה, הלייזר הסיב אופטי יכול לירות פולסים נוספים, הפעם עם יותר כוח וקורה הדוקה יותר. כל דופק יימשך רק כעשירית לשנייה, אך אלפים יורים. הלייזר לא יפרק את הפסולת על הסף, אלא יאדה חלק זעיר ממנו. האדי אז פועל כמו שריפת זחלים זעירה, מאט את החלקים מספיק כדי שייפלו לאטמוספירה ויישרפו.
גם אם הלייזר שעל סיפונה של ISS יוכיח את הפוטנציאל שלו, הצוות לא ישתוק. השלב הבא שלהם יהיה לשגר לוויין עצמאי קטן עם מערך דומה כדי לבחון את הרעיון עוד יותר. "מיני-האיחוד האירופי" הזה, כפי שמכנה זאת אביסוזאקי, יעבור באותו גובה משוער כמו ה- ISS וישמש כהפגנה "בעולם האמיתי" יותר. אם שלב זה יצליח, הצוות היה סוף סוף שולח לוויין פינוי פסולת בגודל מלא, שיעלה גבוה מ- ISS לכ -500 מיילים, ממש מעל היכן שצפיפות הפסולת נוטה לשיא.
עם זאת, ישנם מדענים שהביעו ספקנות לגבי פרטי התוכנית של אביסוזאקי. קלוד פיפס, שותף מנהל בחברת Photonics Associates, חברת סנטה פה הבוחנת הנעה בלייזר, הציע מערכת דומה בשם L'ADROIT בשנת 2014. הצעתו של Phipps כוללת טלסקופ אור גלוי שייסע במסלול קוטבי (בניצב לקו המשווה) ), כי זה המקום בו רוב הפסולת נוטה להיות.
חלק מהבעיות בתכנית EUSO כוללות את הפיזיקה של המיקום של ה- ISS, מה שיגביל את היעילות של הפרויקט, אומר פיפס. ה- ISS נמצא מתחת לרוב מהפסולת הבעייתית, והטלסקופ נועד לכוון לכיוון כדור הארץ, כך שתפיסת יעדים בזווית הנכונה תהיה קשה. כמו כן, הדחיפה מהאידוי עשויה להיות בכיוון הלא נכון לניתוק יעיל של זבל בחלל - הקורה לא תמיד תפגע בה חזיתית, וזה מה שאתה רוצה לשלוח את החלקים לאווירה.
סוגיה נוספת היא כמה טוב הלייזרים הסיבים אופטיים יעבדו מחוץ למעבדה. לייזרים כאלה עשויים מסיבים מרובים המצורפים זה לזה, ויש לתזמן במדויק את האור הנוסע דרכם. "אם אתה אומר, עשרה סיבים, או עשרת אלפים, במערך עגול כלשהו, חזיתות הגל צריכות לצאת באותו הרגע", אומר פיפס. זה דורש הרבה כוונון עדין. הרעיון של Phipps הוא להשתמש בלייזר רגיל יותר עם קרן חד-קרבית, למרות שאיביסוזאקי אומר כי מערכת הסיבים האופטיים מאפשרת פיזור חום טוב יותר.
עם זאת, חלק טוב מהרעיון של אביסוזאקי הוא הגישה המבוימת, המאפשרת להם להראות מה עובד כשם שהם מתרחבים, אומר פיפס. "[לאביסוזאקי] יש גם עיצוב די חכם לטלסקופ, " הוא מוסיף.
הסרת פסולת חלל במערכות כאלה מעוררת עניין רב יותר - פיפס הולך לפגישה של מומחים בצרפת בשבוע הבא כדי לדון בנושא זה ממש. מלבד הפחתת הסכנה לאסטרונאוטים, הוצאת לוויינים ישנים מהנדל"ן היקפיים היקרים תהיה יתרון כלכלי, מכיוון שאותם חורצים לא מתפקדים נכנסים לדרך. והסכנה כי לוויין מסלול נמוך בכדור הארץ כמו אלה במערכת ה- GPS יתנפץ על ידי חתיך מתכת תועה או אפילו לוויין אחר הוא אמיתי מאוד. זה קרה פעם אחת בשנת 2009, אז התנגש לוויין תקשורת של אירידיום ומבחן רוסי מבוגר, והפיץ עוד יותר פסולת לרחבה.
עם רעיונות והצעות שהצטברו, מקווה פיפס כי סוכנויות חלל יתחילו לנוע מהר יותר וליישם תוכנית לפני שזבל החלל יביא מחיר קטלני. "אני חושש שזה ייקח הרוגים", אומר פיפס. "אבל אני מקווה שלא."
