På din gade er strøelse en irritation. Men i rummet kan det være dødbringende. Bunker af uønsket fra tidligere missioner, døde satellitter og gamle raketforstærkere udgør nu ca. 30.000 tons affald i kredsløb, lige fra mistede møtrikker og bolte til hele nedlagte satellitter. Det er et problem for astronauter og arbejdende rumfartøjer, fordi selv et stykke materiale i BB-størrelse, der bevæger sig i orbitalhastigheder, kan pakke et stempel. Ifølge NASA kan små stykker affald bevæge sig så hurtigt som 17.500 miles i timen - næsten otte gange hastigheden på en kugle, der fyres fra en militær rifle.
Relateret indhold
- Nej, Kinas Tiangong-1 vil ikke "regne smeltet metal ned på jorden"
- Levende celler bevæbnet med små lasere kan hjælpe med at bekæmpe sygdom
- Dette Pac-Man rumfartøj vil fortære en satellit
- Japan planlægger en tur til månen i 2018
- Navy ønsker at afværge rumfald ved at frigive flere pladsafdryp
Forslag til at slippe af med rumskrot inkluderer net i rummet og solsejl. Problemet med disse koncepter er behovet for at matche baner med affaldet - manøvrering for at gøre det, der kræver masser af brændstof eller, i tilfælde af solsejl, en masse piruetter i rummet. Så nogle forskere og ingeniører foreslår noget enklere: skyde tingene ned.
Denne uge foreslog et team ledet af Toshikazu Ebisuzaki fra Japans RIKEN-forskningsinstitut at bruge en rumbaseret ultraviolet laser rettet mod et teleskop. For at demonstrere konceptet ønsker de at lancere en fiberoptisk laser til den internationale rumstation og parre den med et allerede budgetteret og godkendt teleskop, Extreme Universe Space Observatory (EUSO), der skal monteres på ISS og planlagt til lancering i 2017.
"Vi vil bruge ISS som en platform og testbed, " siger Ebisuzaki, hvis team beskrev deres idé sidste måned i Acta Astronautica . EUSO blev oprindeligt designet som en kosmisk stråledetektor. Når højenergi-strålene rammer Jordens atmosfære, skaber de en UV-glød, og teleskopet er i stand til at opfange sådanne bursts. Ebisuzakis team mener, at det kunne gøre en slags dobbeltarbejde, fordi instrumentet har et bredt synsfelt.
Planen er, at teleskopet skal se efter affald, når ISS er på nattsiden af Jorden, men stadig er i stand til at se over horisonten på ting, der er oplyst af solen. Dette sker i cirka 5 minutter af hver 90-minutters bane. Når teleskopet ser noget, kan en relativt svag laserpuls affyres for at lyse op på genstanden. Strålen reflekterer det og giver systemet mulighed for at få en bedre læsning af, hvor langt det er, og hvor hurtigt det bevæger sig - dybest set en UV-version af radar.
På det tidspunkt kunne den fiberoptiske laser affyre flere impulser, denne gang med mere kraft og en strammere stråle. Hver puls varer kun ca. en tiendedel af et nanosekund, men tusinder ville blive fyret. Laseren vil ikke opløse affaldet direkte, men ville i stedet fordampe en lille del af det. Dampen fungerer derefter som en lille thrusterforbrænding, hvilket bremser brikkerne nok til, at de falder ud i atmosfæren og brænder op.
Selv hvis laseren ombord på ISS beviser sit potentiale, bliver holdet ikke cocky. Deres næste skridt ville være at lancere en lille uafhængig satellit med en lignende opsætning for yderligere at teste konceptet. Denne "mini-EUSO", som Ebisuzaki kalder det, ville kredses i samme omtrentlige højde som ISS og ville tjene som en mere "reel verden" demonstration. Hvis dette stadie er vellykket, vil teamet endelig sende en satellit i fuld størrelse, som skulle gå højere end ISS til ca. 500 miles, lige over hvor affaldstætheden har en tendens til at nå toppen.
Nogle forskere har imidlertid udtrykt skepsis over detaljer om Ebisuzakis plan. Claude Phipps, administrerende partner hos Photonics Associates, et Santa Fe-firma, der studerer laserfremdrift, foreslog et lignende system kaldet L'ADROIT i 2014. Phipps 'forslag involverer et synligt lys-teleskop, der ville køre i en polær bane (vinkelret på Ækvator ), fordi det er her, det meste af affald har en tendens til at være.
Nogle af problemerne med EUSO-planen involverer fysik, hvor ISS kredser, hvilket vil begrænse projektets effektivitet, siger Phipps. ISS er under meget af det problematiske affald, og teleskopet er designet til at pege mod Jorden, så det er svært at fange mål i den rigtige vinkel. Desuden er skub fra fordampning muligvis i den forkerte retning for effektivt at afkredse rumskrot - bjælken vil ikke altid ramme den med hovedet, hvilket er det, du vil sende brikkerne ud i atmosfæren.
Et andet spørgsmål er, hvor godt de fiberoptiske lasere ville fungere uden for laboratoriet. Sådanne lasere er lavet af flere fibre bundtet sammen, og lyset, der bevæger sig gennem dem, skal være nøjagtigt tidsbestemt. "Hvis du har sagt, ti fibre eller ti tusind i en slags cirkulær matrix, er bølgefronterne nødt til at komme ud i samme øjeblik, " siger Phipps. Det kræver en masse finjustering. Phipps 'idé er at bruge en mere konventionel enkeltstrålelaser, selvom Ebisuzaki siger, at det fiberoptiske system giver mulighed for bedre varmeafledning.
Stadig er en god del af Ebisuzakis idé den iscenesatte tilgang, som giver dem mulighed for at vise, hvad der fungerer, når de skalerer op, siger Phipps. "[Ebisuzaki] har også et ret smart design til teleskopet, " tilføjer han.
Fjernelse af rumrester med sådanne systemer giver større interesse - Phipps tager til et møde med eksperter i Frankrig i næste uge for at diskutere netop dette emne. Ud over at mindske faren for astronauter ville det at få gamle satellitter komme ud af værdifulde orbitalejendom være en økonomisk velsignelse, da de ikke-funktionsdyge hulker kommer i vejen. Og faren for, at en lav-jord-bane-satellit som dem i GPS-systemet vil blive knust af en omstrejfende hulk af metal eller endda en anden satellit, er meget reel. Det skete en gang i 2009, da en Iridium-kommunikationssatellit og en ældre russisk sonde kolliderede og sprede endnu mere affald vidt og bredt.
Med idéer og forslag, der hober sig op, håber Phipps, at rumfartsbureauer vil begynde at bevæge sig hurtigere og gennemføre en plan, før rumskrot tager en dødbringende vejafgift. "Jeg er bange for, at det vil tage en dødelighed, " siger Phipps. "Men jeg håber ikke."
