Ang proseso ng paggalugad sa kalawakan, na halos nagsimula noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, ay karaniwang ipinakita sa positibong panig bilang isang bagong yugto sa pag-unlad ng kaalamang siyentipiko at teknolohiya. Gayunpaman, pagkatapos ng paglunsad ng unang satellite, isang ganap na naiibang negatibong proseso ang nagsimula nang magkatulad, na nauugnay sa pagbara ng mga malapit sa Earth orbit. Ang mga gawa ng tao na labi sa kalawakan ay nagdudulot ng maraming banta sa parehong spacecraft at Earth.
Mga pinagmumulan ng space debris
Ang basura sa kasong ito ay tumutukoy sa mga derivatives ng likas na gawa ng tao, na lubhang magkakaibang, ngunit nauugnay sa direktang aktibidad ng tao. Halimbawa, ang mga natural na meteoroid ay hindi nagbabanta, hindi katulad ng gawa ng tao na basura, na nagdudulot ng mga banta dahil sa matagal nitong pananatili sa mababang orbit ng Earth.
Kung gayon, saan nanggagaling ang mga mapanganib na labi sa kalawakan? Karamihan nito aynabuo sa panahon ng paglulunsad ng satellite at paglulunsad ng iba pang mga sasakyan sa orbit. Sa ganitong mga proseso, kinakailangang kasangkot ang kasamang manned o awtomatikong mga barko, na nag-iiwan ng mga teknikal na bagay at mga consumable. Ang pinaka-mapanganib na pinagmumulan ng ganitong uri ng polusyon ay ang pagkasira ng mga satellite at barko sa orbit, bilang isang resulta kung saan ang hindi pinamamahalaang kagamitan at mga istrukturang bahagi ng sasakyang panghimpapawid ay nananatili sa kalawakan. Sa kanilang sarili, ang mga fragment pagkatapos ng mga pag-crash ng kagamitan o sa proseso ng nakaplanong pagpapalabas ng basura ay hindi nagdudulot ng malubhang banta sa isang solong numero. Gayunpaman, sa pangmatagalang akumulasyon, nabubuo ang malalaking bagay, kadalasang may mataas na potensyal na radioactive, na nagpapahirap sa pagsira sa kanila.
Ang isang mahalagang papel sa mga proseso ng pagbuo ng mga mapanganib na labi ay ginagampanan ng epekto ng "edad" na pagkasira ng mga labi mula sa mga bagay sa kalawakan sa isang agresibong kapaligiran. Ang parehong mga akumulasyon ng mga labi ay negatibong naapektuhan ng kosmikong alikabok, radiation, labis na temperatura, oksihenasyon ng oxygen, atbp. Kaya, ang isang tao ay kailangang harapin hindi lamang ang mga pisikal na elemento na nagdudulot ng banta ng banggaan, ngunit sa mga hindi nakokontrol at sumasabog na mga materyales na nagpapataas ng panganib ng mga sakuna.
Pagsubaybay sa mga labi ng espasyo
Ang mga umiiral na panganib na nauugnay sa pagkakaroon ng mga labi ng kalawakan ay nangangailangan din ng patuloy na pagsasaliksik sa mga malapit sa Earth orbit. Sinusuri ng mga espesyal na device ang basurang gawa ng tao ayon sa ilang katangian, kabilang ang laki, masa, hugis, bilis,trajectory, komposisyon, atbp. Depende sa distansya mula sa Earth, ginagamit ang ilang kagamitan. Halimbawa, ang mababang orbit ng Daigdig ng sistema ng LEO ay karaniwang sumasaklaw sa layo mula 100 hanggang 2000 km. Ang radio engineering, radar, optical, optoelectronic, laser at iba pang mga device para sa pag-obserba ng space debris ay gumagana sa spectrum na ito. Kasabay nito, ang mga espesyal na algorithm ay binuo upang pag-aralan ang impormasyong natanggap sa mga device na ito. Upang pagsamahin ang isang set ng fragmented na data, ang mga kumplikadong mathematical computational na modelo ay ginagamit, na nagbibigay ng medyo kumpletong larawan ng kung ano ang nangyayari sa isang partikular na lugar ng pagmamasid.
Sa kabila ng paggamit ng mga high-tech na paraan ng pagsubaybay, may mga problema pa rin sa pagsubaybay sa maliliit na particle na kasing liit ng ilang milimetro. Ang mga nasabing fragment ay maaari lamang bahagyang pag-aralan ng mga onboard sensor, ngunit hindi ito sapat upang makakuha ng komprehensibong impormasyon, halimbawa, tungkol sa kemikal na komposisyon ng bagay. Ang isa sa mga direksyon para sa pagsubaybay sa naturang mga particle ay ang tinatawag na passive measurement. Sa isang pagkakataon, ayon sa prinsipyong ito, pinag-aralan ang mga bahagi ng istasyon ng espasyo ng Mir na bumalik sa Earth. Ang kakanyahan ng teknolohiyang ito ay upang irehistro ang mga epekto ng pinag-aralan na mga particle sa ibabaw ng apparatus sa open space. Sa mga laboratoryo, nasuri ang iba't ibang uri ng pinsala, na naging posible upang makakuha ng karagdagang impormasyon tungkol sa mga labi ng espasyo. Ngayon, ang mga koponan ng mga kosmonaut ay nagtatrabaho sa landas na ito ng pananaliksik nang direkta sa orbit, na nag-iinspeksyon sa mga ibabaw ng nagpapatakbo ng spacecraft.
Pamamahagi ng mga debris sa near-Earth space
Ang pagsubaybay sa outer space ay nagpapahiwatig ng hindi pantay na pamamahagi ng mga debris ng iba't ibang uri sa mga orbit. Ang pinakamalaking kumpol ay sinusunod sa mababang-orbit na rehiyon - sa partikular, kumpara sa matataas na orbit, ang pagkakaiba sa density ay maaaring maging isang libong beses. Kasabay nito, may kaugnayan sa pagitan ng density ng mga kumpol at laki ng butil. Ang spatial density ng medium-sized na debris ay karaniwang mas mababa sa matataas na orbit kaysa sa mababang orbit sa mas maliit na proporsyon kumpara sa mga coarse-grained na elemento.
Ang mga katangian ng distribusyon ng mga space debris sa paligid ng Earth ay naiimpluwensyahan ng ilang salik, kabilang dito ang mga tampok ng pinagmulan. Halimbawa, ang mga maliliit na fragment na nabuo bilang resulta ng pagkasira ng mga bahagi ng istasyon o mga satellite ay may hindi matatag na mga vector ng bilis. Tulad ng para sa malalaking mga labi, dahil sa mataas na dinamika nito ay naabot nito ang mataas na altitude hanggang sa 20,000 km, at kumalat din sa geostationary ring. Sa antas ng 2000 km, mayroong isang hindi pantay na pamamahagi na may mga punto ng pagtaas ng density sa 1000 at 1500 km sa partikular. Siyanga pala, ang geostationary orbit ang pinaka-barado, at sa lugar nito ay naitala ang mataas na posibilidad ng pag-anod ng mga labi.
Mga uso sa pagbuo ng space debris
Mas nababahala ang mga siyentipiko sa kalawakan tungkol sa mga potensyal kaysa sa mga kasalukuyang bantamga labi sa mga orbit ng Earth. Sa ngayon, iminumungkahi ng mga pag-aaral ang pagtaas ng rate ng polusyon ng 4-5% bawat taon. Bukod dito, ang papel na ginagampanan ng paglulunsad ng spacecraft ay hindi pa mapagkakatiwalaang nasuri sa mga tuntunin ng paglaki ng populasyon ng mga dayuhang katawan sa iba't ibang mga orbit. Ang mga malalaking bagay ay pumapayag sa pagtataya, ngunit, tulad ng nabanggit na, ang limitadong impormasyon sa maliliit na mga labi kahit na sa malapit na espasyo ay hindi nagpapahintulot sa amin na magsalita nang may mataas na antas ng objectivity tungkol sa mga katangian ng mass debris. Sa kabila nito, gumawa ang mga siyentipiko ng dalawang hindi malabo na konklusyon tungkol sa maliliit na labi:
- Ang dami ng maliliit na particle na nabuo bilang resulta ng pagkasira ay patuloy na tumataas kasabay ng pagtaas ng bilang ng mga banggaan. Parehong sa mga kondisyon ng laboratoryo at sa mga teoretikal na pag-aaral, ipinakita na ang maliliit na fragment ay bumubuo ng isang malaking proporsyon ng mga elemento na nahihiwalay sa mga bagay ng pagkasira.
- Ang napakaliit na particle sa anyo ng parehong mga produkto ng banggaan ay mas madaling kapitan sa mga negatibong epekto ng panlabas na puwersa. Ang epekto ng pagkasira kapag ang mga labi ay nasa agresibong mga kondisyon sa mahabang panahon ay binabawasan ang posibilidad ng isang maaasahang pagtatasa ng hinaharap ng mga naturang akumulasyon.
Malinaw, ang mga problema sa paghahanap ng mga labi sa kalawakan ay lalala lamang, na nangangailangan ng pagpapatibay ng mga naaangkop na hakbang. Ngunit kahit na may kumpletong pagsasara ng mga proyektong nauugnay sa espasyo, ang orbit ng Earth ay patuloy na magiging barado bilang resulta ng banggaan ng mga kasalukuyang elemento ng polusyon sa mga natural na particle. Sa pamamagitan ng inertia, magpapatuloy ang prosesong ito nang hindi bababa sa isa pang 100taon.
Mga uri ng epekto ng polusyon sa kalawakan
Ang pinaka-mapanganib na negatibong kahihinatnan mula sa impluwensya ng space debris ay kinabibilangan ng mga sumusunod:
- Ecological damage sa Earth. Sa sarili nito, ang pagkakaroon ng mga technogenic debris sa loob ng malapit-Earth orbit ay nangangailangan ng pagbabago sa ecological background at lumalabag sa orihinal na kadalisayan ng kapaligiran. Ayon sa mga astronomer-observer, ang proseso ng pagbabawas ng transparency ng near-Earth space ay umuusad na, na nagpapaliwanag din sa pagkakaroon ng interference sa pagpapatakbo ng mga kagamitan sa radyo. Direkta para sa Earth, mapapansin ng isa ang panganib ng pagbagsak ng mga bahagi na may mga materyales sa gasolina na nagsisiguro sa pagpapatakbo ng mga jet engine.
- Mga labi na nahuhulog sa Earth. Kahit na walang radioactive effect, ang pagbagsak ng gawa ng tao na basura mula sa malapit sa kalawakan ay maaaring humantong sa mga sakuna na kahihinatnan. Sa ngayon, ang pinakamalaking landed na mga bagay ay may mass na hindi hihigit sa 100 tonelada, ngunit hindi ito nagdulot ng malubhang banta sa planeta. Sa kabilang banda, habang tumataas ang intensity ng obstruction ng orbit ng Earth, ang senaryo na ito ay lalong magiging madilim.
- Panganib sa banggaan sa kalawakan. Huwag maliitin ang pinsala ng space debris para sa kagamitang ginagamit sa flight support. Ang parehong mga epekto ng malalaki at maliliit na particle ay maaaring humantong sa mga makabuluhang pagkaantala sa pagpapatakbo ng mga device, at ang malalaking aksidente ay nanganganib sa mga prospect para sa pagpapatupad ng mga mamahaling ambisyosong proyekto.
Mga sistema ng pagtatasa ng pinsala sa pag-crashbasura
Una sa lahat, ang naitatag na kasanayan sa pagsusuri ng mga epekto sa ibabaw ng spacecraft ay inilalapat sa pamamagitan ng panlabas na pagsusuri ng mga kosmonaut mismo. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga resulta ng naturang mga pag-aaral ay maaaring higit pang magamit upang matukoy ang mga katangian ng basura. Gayunpaman, ang pinakatumpak na analytical na impormasyon ay ibinibigay lamang ng mga pagsubok sa laboratoryo kung saan ang mga target na materyales ay artipisyal na naapektuhan. Ang isang imitasyon ng isang banggaan ng mga kagamitan na may mga labi sa kalawakan ay natanto sa pamamagitan ng napakabilis na mga epekto. Dagdag pa, sa pamamagitan ng computer at digital modeling, ang nakuhang data ay pinoproseso na may pagsusuri ng mga katangian ng pinsala at ang mekanika ng epekto sa target na bagay. Kabilang sa mga pangunahing tagapagpahiwatig ay ang mga katangian tulad ng lakas, pagpapanatili ng functionality, survivability ng mga indibidwal na bahagi, ang antas ng fragmentation, atbp.
Pagtukoy sa antas ng banta ng space debris
Kahit sa mga yugto ng disenyo ng mga orbital station at space complex, ang posibilidad ng banggaan sa iba't ibang uri ng debris ay isinasaalang-alang. Upang kalkulahin ang pinakamainam na pagiging maaasahan ng disenyo, ang data tungkol sa partikular na kapaligiran kung saan gagamitin ang device ay gagamitin. Kasabay nito, ang hindi kawastuhan ng mga eksperimental at analytical na pamamaraan para sa pagtatasa ng mga banta ay isang malaking problema pa rin. Ang mga labi sa kalawakan ay maaari lamang suriin sa isang tiyak na antas ng mga pagpapalagay, na ginagawang mahirap para sa mga taga-disenyo na maayos na ihanda ang mga sasakyan para sa mga banggaan ng napakabilis. Para saPara sa tinatayang pagtatasa ng pagbabanta, ginagamit ang konsepto ng mga pangkalahatang daloy ng mga labi ng kalawakan, na posibleng makatagpo sa landas ng spacecraft. Ang karagdagang data ay ipinapakita sa density ng flux, bilis, anggulo ng pag-atake at ang bilang ng mga inaasahang epekto.
Mga paraan upang mabawasan ang mga banta mula sa mga labi sa kalawakan
Ang medyo mababang antas ng pagsubaybay at paglalarawan ng mga labi ng kalawakan kasama ang hula nito ay bahagi lamang ng problema. Sa kasalukuyang yugto, nahaharap ang mga espesyalista sa ilang mga isyu na nauugnay sa pagbabawas ng mga panganib ng negatibong epekto ng basurang gawa ng tao sa kalawakan. Ngayon, dalawang direksyon ang isinasaalang-alang upang malutas ang problemang ito. Una, ito ay isang pangkalahatang pagbawas sa mga flight, pati na rin ang pagliit ng mga teknolohikal na proseso na humahantong sa pagbara ng mga orbit sa iba't ibang antas. Pangalawa, maaari nating pag-usapan ang structural optimization ng mga sasakyan na may pagbabawas ng mga bahagi na posibleng maging space debris. Ang espesyal na atensyon sa mga sistema ng kontrol sa espasyo ngayon ay nakatuon sa kontaminasyon ng mga radioactive substance. Ito ay may kinalaman sa pagliit ng mga produkto ng tambutso ng makina hanggang sa paglipat sa panimulang bagong mapagkukunan ng gasolina.
Mga prospect para sa paglaban sa mga labi sa malapit na espasyo
Ang aktibong gawain patungo sa regulasyon ng mga aktibidad sa kalawakan sa pandaigdigang antas ay nagbibigay ng mga batayan para sa optimismo sa pagtatasa ng pag-unlad ng sitwasyon sa hinaharap. Ang maingat na saloobin sa kalinisan ng mga orbital na kapaligiran ay kasama sa mga konsepto ng mga madiskarteng programa ng pinakamalaking estado, na nag-aambagang pinakamalaking kontribusyon sa paglaban sa mga labi sa kalawakan. Ang paglilinis at pag-alis ng maliliit at malalaking particle sa mga polygon orbit ay isa sa mga pangunahing lugar sa paglilinis ng espasyo mula sa polusyon na gawa ng tao, ngunit wala pang epektibong pamamaraan para sa pagpapatupad ng konseptong ito. Ito ay isang teknolohikal na mahirap na gawain, kaya ang pangunahing diin sa ngayon ay ang mga paraan upang ma-optimize ang mga aktibidad ng tao sa kalawakan.
Konklusyon
Isa sa mga radikal na paraan upang malutas ang mga problema sa space debris ay ang ganap na paghinto sa paglulunsad ng mga orbital station at satellite hanggang sa lumitaw ang bago at mas abot-kayang paraan ng paglilinis ng malapit sa Earth na kapaligiran. Ngunit ang direksyong ito ay utopian din dahil sa maraming mga kadahilanang pang-ekonomiya at teknolohikal. Gayunpaman, may mga kinakailangan para sa pagbabago ng sitwasyon para sa mas mahusay. Kahit na lumingon ka sa ilang mga dekada, mapapansin mo ang mga pangunahing pagbabago sa saloobin ng tao mismo sa problemang ito. Kaya, kung sa panahon ng pagpapatakbo ng istasyon ng espasyo ng Mir, ang karaniwang kasanayan ay ang direktang paglabas ng mga produktong basura ng mga tripulante, kung gayon ngayon imposibleng isipin ito. Parami nang parami ang mahigpit na mga patakaran ay ipinakilala upang ayusin ang mga proseso ng pagiging nasa kalawakan. Ito ay pinatutunayan din ng mga internasyonal na kombensiyon, ayon sa kung saan ang mga bansang kalahok sa mga aktibidad sa kalawakan ay obligadong sumunod sa mga prinsipyo ng pagbabawas ng negatibong epekto sa ekolohikal na sitwasyon sa malapit-Earth na kapaligiran.
