Dva zaniklé satelity se téměř 29. ledna téměř srazily a jejich blízké volání (objekty se navzájem mrhaly odhadem 154 stop, nebo 47 metrů) obnovilo pozornost na rostoucí problém daleko nad Zemí: oblak vesmírného odpadu.
Podle NASA tvoří tento oběžný smetiště miliony objektů, kde mohou úlomky úlomků dosáhnout rychlosti téměř 19 000 km / h, což je přibližně sedmkrát rychlejší než rychlost střely. Asi 500 000 kusů trosek má velikost alespoň mramoru a přibližně 20 000 objektů je velikost softbalu nebo větší, uvádí NASA v roce 2013.
K nepořádku přidává i šíření miniaturních satelitů zvaných cubesats. Tyto 4-palcové (10 centimetrů) kostky váží pouhých 3 libry. (1,4 kilogramu) a náklady na spuštění začínají na 40 000 USD; soukromé společnosti je pověřují tisíci, aby shromažďovaly data a poskytovaly internet a rozhlasové služby, podle Los Alamos National Laboratory.
Díky tomuto nárůstu přetížení vesmíru se leteckí inženýři snaží vyvíjet technologie a systémy, které mohou zabránit nehodám s cílem chránit fungující satelity, budoucí vesmírné mise a lidi a majetek na zemi.
Přibližně 5 000 satelitů přenáší užitečná zatížení na oběžné dráze kolem naší planety, ale pouze kolem 2 000 je aktivních a komunikuje se Zemí, řekl David Palmer, vesmír Los Alamos a vědec dálkového průzkumu.
"V současné době, když je něco vypuštěno - a vypuštění může uvolnit 100 nebo více satelitů - operátoři a lidé ve vesmíru musí sledovat každý kus kosmického hardwaru, který je uvolněn raketou, a jednotlivě určit, který kus je který," řekl Živá věda
Palmer je hlavním řešitelem projektu, který vyvíjí typ elektronické poznávací značky pro satelity. To umožní orbitrům vysílat své majitele a pozice tak dlouho, dokud jsou ve vesmíru, a to i poté, co satelit přestane fungovat.
Vlastní a laserové pulzování
Takzvaná poznávací značka je asi o velikosti Scrabble dlaždice, dostatečně malá, aby mohla nést i malé kostky. Optický identifikátor s extrémně nízkými zdroji (ELROI) vytváří jedinečný identifikační kód - satelitní licenční číslo - laserem, který bliká 1 000krát za sekundu. Vzory vytvořené blikáním se převádějí do sériových kódů, které lze číst dalekohledy na zemi a identifikovat majitele satelitu a souřadnice.
Protože je ELROI napájen vlastním solárním článkem, může po skončení životnosti satelitu „mluvit“ o Zemi. A protože ELROI je malý a lehký a nevyžaduje žádnou externí energii, lze jej snadno připojit k částem vesmírného hardwaru, který nemá rádiové vysílače, jako jsou rakety, které vypouštějí satelity do vesmíru a navíjejí se jako volně plovoucí haraburdí.
Poskytováním sledovatelných dat pro jednotlivé objekty ve stále rostoucím oblaku vesmírných sutí by ELROI mohl hrát kritickou roli při odvrácení kolizí. Mohl by dokonce sledovat rádiové přenosy v pracovních satelitech a varovat operátory, když je komunikace přerušena, řekl Palmer.
"Kromě své identifikační funkce může být také použit jako diagnostická funkce s malou šířkou pásma. To také pomůže snížit množství nefunkčních satelitů ve vesmíru," dodal. „Technologie poznávacích značek je pouze součástí řešení - ale je to důležitá součást.“
Raketová věda
Když rakety vypouštějí satelity na oběžné dráze, obvykle spálí veškeré své palivo najednou. Avšak naplnění raket druhem paliva, které lze opakovaně znovu použít, by mohlo dát pozemním operátorům další možnost, jak zajistit satelity v bezpečí před vesmírnými haváriemi, řekl výzkumný inženýr Los Alamos Nick Dallmann pro Live Science.
„To, na čem jsme tady v Los Alamos pracovali, je vytvoření pevné rakety, kde ji můžete spustit, zastavit a znovu ji restartovat,“ řekl Dallmann, vedoucí projektu vývoje této nové metody. Být schopen znovu zapálit palivo rakety i poté, co satelit dosáhne oběžné dráhy, by mohl vesmírnému hardwaru umožnit posun kurzu, aby se zabránilo potenciální kolizi, vysvětlil.
"Vyzráli jsme koncept, ve kterém je naše raketa užitečným nákladem integrovaným do satelitu," řekl Dallmann. "Možná, mnoho let poté, co se satelit oddělil od horní fáze odpalovacího vozidla, může být naše užitečné zatížení vyzváno k provedení nouzového manévru vyhýbání se orbitálnímu odpadu."
Od šedesátých let vědci věděli, že rychlé dekomprimování spalovací komory v raketě na pevné palivo by mohlo spálit hoření po zapálení. Pro Dallmanna a jeho kolegy bylo úkolem vytvořit opakovaně použitelný zapalovací systém kombinovaný s mechanismem pro rychlou dekompresi palivové komory.
Další výzvou bylo, jak znovu zapálit palivo, protože zapalovače jsou obvykle zničeny prvním spálením. K vyřešení tohoto problému se vědci rozhodli nepoužívat konvenční pyrotechnický zapalovač. Místo toho experimentovali se separací vody na vodík a kyslík ve spalovací komoře a poté je zapálili pomocí elektrody k vytvoření jiskry. Poté vědci uhasili popálení dekompresí.
„Dokázali jsme to vyvinout do bodu, kdy můžeme v malé raketě provádět několik popálenin,“ řekl Dallmann. Další kroky budou zahrnovat testy na oběžné dráze, „kde bychom provedli několik popálenin na palubě kostky,“ řekl Dallmann.
