https://frosthead.com

Rumaffald: Den mørke sky ovenfor

Earler denne måned styrtede Ruslands mislykkede rumføler Phobos-Grunt til jorden, sandsynligvis et sted i Stillehavet; på trods af lange odds, var millioner af mennesker rundt om i planeten bekymrede for, at det ville stave deres undergang. I september sidste år dukkede lignende bekymringer op, hvor resterne fra en faldende NASA-forskningssatellit ville lande.

Men den større fare, siger eksperter, er ikke den lejlighedsvise omstrejfende genstand, der kommer ind igen i jordens atmosfære. Det er den enorme sky af møtrikker, bolte, skår af metal, satellitfragmenter og tomme raket-thrustere, der flyder usynligt over vores planet. Efter årtier med rumundersøgelse er der nu mere end 500.000 stykker kunstigt affald, der er større end en halv tomme i størrelse - detritus, der vil fortsætte med at bane i årtier. Denne sverm af affald er en trussel mod rumfart, kommunikationssatellitter og stort set alt andet, vi måske ønsker at gøre i rummet.

”Det er ligesom forurenende en flod eller Erie-søen. Hvis det er forurenet, kan du ikke bruge det, ”siger Paul Ceruzzi, en kurator ved National Air and Space Museum. ”Der er baner med baner i rummet, der fylder op med affald, og du kan virkelig ikke bruge dem. Hvis du sætter en satellit i den bane, bliver du ramt af noget af affaldet, som ødelægger satellitten. Hvis en person er i rumfart, vil de blive dræbt af det. ”

Skyen af ​​rumskrækker fremkalder den enorme gyret, som skrald forskere har fundet i centrum af Stillehavet - langt nok væk til let at ignorere, men alligevel en truende påmindelse om menneskehedens manglende evne til at kontrollere dens påvirkninger på miljøet. Og ligesom den oceaniske skraldeplads begyndte massen af ​​rumskrot at samle sig, før nogen endda havde mistanke om dens eksistens.

Det begyndte i de tidligste dage af rumalderen, siger Nicholas L. Johnson, chefforsker ved NASAs Orbital Debris Program. I modsætning til hvad der er almindelig tro, har kun en lille brøkdel af rumfaldet stammet fra astronauter, der simpelthen efterlader værktøjer eller andre genstande til at flyde ud i rummet. ”Tilbage i 60'erne og 70'erne, da operatører var færdige med deres køretøjer, hvad enten det var rumfartøjer eller raketlegemer, ville de typisk efterlade drivmiddel om bord, ” siger han. ”Denne drivmiddel var den primære kilde til senere eksplosioner.” Da rumfartøjer eksploderede - på grund af stigende pres over tid eller den utilsigtede blanding af drivmiddel og oxidator, de to hovedkomponenter i raketbrændstof - sendte de enorme mængder små fragmenter, der passede ud i bane .

Ruslands mislykkede rumføler, Phobos-Grunt, styrtede for nylig ned på jorden. (Wikimedia Commons) Efter årtiers undersøgelse af rummet er der nu mere end 500.000 stykker kunstigt affald, der er større end en halv tomme i størrelse. (Med tilladelse fra NASA Orbital Debris Program Office) I sidste uge i september dukkede der bekymringer op, hvor resterne fra denne faldende NASA-forskningssatellit ville lande. (NASA)

Selvom NASA identificerede problemet i begyndelsen af ​​1980'erne og var i stand til med held at overbevise det internationale rumsamfund til at "passivere" - fjerne alt resterende brændstof fra et rumfartøj efter at have afsluttet med det - har to nylige begivenheder bidraget meget til rumfaldsproblemet. ”Den første begivenhed var den kinesiske anti-satellit-test i januar 2007, ” siger Johnson. ”Det var en bevidst handling - kineserne sendte en enhed til at påvirke en gammel vejrsatellit i meget høj hastighed.” Den anden begivenhed, i 2009, var en utilsigtet kollision mellem en amerikansk-ejet kommunikationssatellit og en forladt russisk satellit. De to hændelser kombinerede omkring 5.000 stykker katalogiseret affald (genstande større end fire tommer) - næsten en tredjedel af det samlede kredsløb.

Department of Defense beregner dagligt de individuelle kredsløb for de ca. 16.000 katalogiserede stykker affald, mens Johnsons kontor bruger teleskoper, radar og statistiske programmer til at spore mindre objekter. Størstedelen af ​​brikkerne er i en lav-jord bane inden for 1.200 miles fra jorden. Mængden af ​​tid, et enkelt stykke affald forbliver i bane, afhænger af dets højde, blandt andre faktorer: genstande med lavere bane henter mere træk fra atmosfæren og falder hurtigere ned i løbet af måneder eller år. Objekter med højere højde kan forblive i kredsløb i årtier eller endda århundreder.

NASA har ført vejen for at etablere internationale regler, der kræver sikker genvindingsplaner for alle satellitter, der er lanceret, men resterne, der allerede er i kredsløb, udgør et løbende problem, siger Greg Allen, en senioranalytiker hos Avascent, en konsultationsgruppe for rumfart. ”Sagen er, at du kan have en lille ulykke - såsom et stykke affald, der rammer en satellit - der kan forårsage et enormt problem, ” siger han. ”Hvis du tænker på noget lille, der rammer dig, som en skruenøgle, i rum med lav jord-bane, rammer det dig med 17.000 miles i timen. Det er som et ekstremt kraftigt missil, der rammer dig, bare fra den kinetiske energi alene. ”Sidste juli blev besætningen på Den Internationale Rumstation tvunget til at tage ly i evakueringsbælter, da et stykke affald passerede farligt tæt - inden for 1.100 meter fra stationen ved 29.000 miles i timen.

Mennesket har udforsket plads i over 50 år. Vi har efterladt meget. En ny 3D-film tager seerne med på en rejse gennem denne hvirvlende sky af skrald

NASA Orbital Debris-programmet arbejder for at minimere potentielle ulykker ved at forudse dem. ”Vi foretager en vurdering for hver operationel satellit og ser typisk tre dage frem i tid, og hvis vi tror, ​​at et andet objekt kommer tæt på at ramme den, underretter vi ejer-operatøren, ” siger Johnson. ”Derefter er det op til ejer-operatøren at gøre noget.” I gennemsnit, siger han, er der en manøvre til at undgå kollision pr. Uge.

Det større problem er dog, hvad der vil ske med nedlagte satellitter og andre store objekter, der ikke kan flyttes. ”Kun cirka 5 procent af disse store genstande er operationelt rumfartøj. De andre 95 procent er ukontrollerbare, ”siger Johnson.

Disse konstante kollisioner producerer stadig flere stykker affald, som derefter fører til endnu flere kollisioner. Som et resultat kan antallet af kredsende objekter faktisk fortsætte med at stige, selvom vi holder op med at producere snavs. I 1978 postulerede NASA-videnskabsmand Donald J. Kessler, at hvis tætheden af ​​objekter i en jordbunden bane rammer et vippepunkt, ville det udløse en sådan kædereaktion. Dette fænomen er nu kendt som Kessler-syndromet, og en rapport, der blev frigivet af National Academy of Sciences i september, indikerer, at vi måske allerede har passeret det punkt, hvor vi ikke vender tilbage til rumskrot.

Dette har fået nogle til at overveje et drastisk skridt: aktivt at rense jordens bane. En række planer - fra det praktiske til det tilsyneladende hårdtbearbejdede - er blevet foreslået for at opnå dette brag. "Der er den klassiske teknik, hvor du simpelthen har et køretøj, det går op, det møder med et forladt objekt, og det klæber sig fast på det, " siger Johnson. ”Når du først har fanget den, bringer du den ned til en lavere højde eller helt ind i jordens atmosfære.” Denne tilgang ville sandsynligvis være uoverkommeligt dyr, selvom der findes flere innovative ordninger. Forslag inkluderer jordbaserede lasere, ubemandede omløbskøretøjer, netværk ophængt med oppustelige rumbomme, klæbende geler og endda “sejl”, der kunne fastgøres til stykker affald og øge deres træk nok til at nedbringe dem.

Disse planer er i øjeblikket de ting af science fiction - teknologierne er intet tæt på avanceret til at fange små stykker junk, der bevæger sig med 17.000 miles i timen eller mere. Men med så meget på spil er det dog absolut nødvendigt, at forskere finder en løsning. ”Nogle virkelig værdifulde kredsløb - som måske en vejrsatellitbane eller en spion-satellitbane - kunne bare være uden for grænserne, fordi de er så overbelastede, ” siger Allen. "Rummet er utroligt værdifuldt, så vi vil virkelig ikke miste det."

Rumaffald: Den mørke sky ovenfor