Resturi spațiale

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Resturi spațiale pe o orbită GEO așa cum se vede din stâlp
Componentele unei rachete Delta II căzute în Africa de Sud
Resturi situate pe orbite LEO
Simulare de impact de mare viteză. Un glonț la 27 000 de kilometri pe oră lovește o țintă staționară, blițul este generat de dezintegrarea glonțului pe țintă

Cu expresii de resturi spațiale , resturi orbitale, spațiu sau spațiu indică toată acea orbită în jurul Pământului , creată de om și care nu îi este utilă. Această definiție include etapele rachetelor , fragmentele de satelit , fulgii de vopsea, pulberile, materialul evacuat de la motoarele rachete, agentul de răcire eliberat de satelitul nuclear RORSAT și alte particule mici [1] .

Norii de particule foarte mici pot provoca daune prin eroziune, cum ar fi „ sablarea ”.

Resturile spațiale au crescut dramatic în ultimii ani, devenind o problemă tot mai mare din cauza posibilității ridicate de coliziuni cu sateliți activi care, la rândul lor, ar produce alte resturi în urma scenariului așa-numitului Sindrom Kessler . De fapt, coliziunea cu chiar și resturi mici poate fi distructivă datorită vitezei orbitale mari.

Unele nave spațiale , cum ar fi Stația Spațială Internațională (ISS), au fost echipate cu protecții speciale pentru a atenua acest tip de evenimente [2] . Pe de altă parte, activitățile extra-vehiculare rămân expuse periculos.

IADC ( Comitetul Inter Agenții pentru Deșeuri Spațiale ) este o organizație ONU care se ocupă de problema resturilor spațiale.

Cronologie

În 1958, Statele Unite ale Americii au lansat un satelit numit Vanguard I, care este unul dintre cei mai longevivi supraviețuitori ai resturilor spațiale și care, de la ultima actualizare din 2008, rămâne cel mai vechi resturi aflate încă pe orbită [3] .

La resturile spațiale, așa cum afirmă Edward Tufte în cartea Envisioning Information , trebuie adăugată și o mănușă pierdută de Edward White în timpul primei activități extra-vehicul americane, o cameră pierdută de Michael Collins în timpul misiunii Gemini 10 , sacii de gunoi expulzat de cosmonauții Mir în timpul vieții de 15 ani a Stației Spațiale [3] , o cheie și o periuță de dinți.

Sunita Williams a pierdut o altă cameră în timpul activității extra-vehiculare (EVA) în timpul misiunii STS-116 . În timpul misiunii STS-120 , în cursul unei alte activități extra-vehiculare (EVA) pentru a repara o ruptură într-un panou solar, o pereche de clești a fost pierdută. În timpul misiunii STS-126 , Heidemarie M. Stefanyshyn-Piper a pierdut o cutie de instrumente, de mărimea unei serviete.

Multe dintre aceste obiecte neobișnuite au reintrat în atmosferă în câteva săptămâni, în virtutea orbitei de eliberare și, în orice caz, nu reprezintă o contribuție semnificativă la cantitatea de resturi pe orbită. Cele mai multe dintre ele, de fapt, sunt generate de explozii. În aproximativ 200 dintre aceste evenimente, au fost produse aproximativ 100 de tone de resturi care sunt încă pe orbită. Cea mai mare parte a gunoiului spațial este concentrat de-a lungul orbitelor terestre joase , deși unele sunt situate și dincolo de orbita geosincronă .

Prima manevră evazivă, o aprindere de 7 secunde de către sistemul de control al atitudinii ( Reaction control system ), efectuată de Space Shuttle , misiunea STS-48 , pentru a evita o coliziune cu un fragment al satelitului Cosmos 995 a fost efectuată în septembrie 1991 .

La 27 martie 2007, resturile unui satelit spion rusesc au atins periculos un Airbus A340 Lan Chile ( LAN Airlines ), transportând 270 de pasageri, care zboară între Santiago de Chile ( Chile ) și Auckland ( Noua Zeelandă ) [4] . Avionul zboară deasupra Oceanului Pacific, care este considerat cel mai sigur loc pentru întoarcerea unui satelit din cauza vastelor zone marine nelocuite.

La 11 iulie 1979, Skylab , înainte de planurile sale inițiale din cauza activității solare intense care l-a împins pe o orbită inferioară, a reintrat în atmosfera Pământului dezintegrându-se și provocând o ploaie de resturi care au căzut, fără a provoca daune., De-a lungul unui traseu care se întinde de la sudul Oceanului Indian până la Australia de Vest [5] [6] .

O analiză a riscului, efectuată pentru o misiune a navei spațiale Atlantis în octombrie 2008, a concluzionat că există un risc foarte ridicat de resturi spațiale cu o șansă de 1 la 185 de impact catastrofal. Acest nivel de risc a necesitat o decizie de lansare la nivel înalt.
Având în vedere că o misiune tipică de navetă spațială la Stația Spațială Internațională (ISS) are loc la o altitudine de 370 de kilometri, aceasta prezintă un risc de 1 din 300. Riscul este cel mai mare într-o misiune de serviciu pentru Telescopul Spațial Hubble , care orbitează în jurul 560 de kilometri de altitudine, unde prezența resturilor este mai mare. Planurile de atenuare a riscurilor pentru aceste misiuni includ zborul navetei spațiale , care permite impactului mai întâi asupra resturilor cu principalele motoare [7] .

Stația Spațială Internațională (ISS) din 13 martie 2009 a fost pusă în alertă, echipajul fiind gata de evacuare din cauza riscului de coliziune cu un fragment de resturi orbitale.

Urmărire

Atât senzorii radar, cât și senzorii optici, precum laserele, sunt folosiți pentru a urmări resturile spațiale. Cu toate acestea, determinarea exactă a orbitelor este foarte dificilă. Urmărirea obiectelor mai mici de 10 cm este extrem de dificilă datorită secțiunii lor foarte mici, care le reduce stabilitatea orbitală, dar este posibil. Din punct de vedere tehnic, este posibilă urmărirea chiar și a fragmentelor mai mici de 1 cm. Densitatea maximă a resturilor spațiale apare la o altitudine de aproximativ 1 000 km. Pe orbite situate la această altitudine, densitatea spațială a resturilor este de aproximativ 0,0001 obiecte / km³.

Diagrama lui Gabbard

Aranjamentul resturilor spațiale create prin distrugerea unui satelit a fost studiat folosind o diagramă de dispersie cunoscută sub numele de diagramă Gabbard . În această diagramă, altitudinile perigeului și ale apogeului fragmentelor unice formate de coliziune sunt corelate cu perioadele orbitale ale aceluiași. Distribuția diagramei rezultate poate fi utilizată pentru a calcula direcția și punctul de impact.

Măsurători

Comandamentul strategic al SUA are în prezent un catalog care conține aproximativ 13.000 de obiecte, parțial, pentru a evita interpretarea greșită ca rachete inamice. Observarea datelor colectate este actualizată printr-o serie de radare și telescoape de la sol, precum și prin telescoape spațiale. [8] Cu toate acestea, majoritatea resturilor rămân nedetectate.

Orice resturi care se încadrează în capacitatea curentă de detectare, care este în prezent de 1 cm, sunt considerate „mari”. În termeni numerici, la mijlocul anului 2009, NASA a cuantificat numărul de resturi mai mari de 10 cm la 19.000, cele între 1 și 10 cm la 500.000 și a estimat la câteva zeci de milioane pe cele mai mici de 1 cm. Potrivit ReferințelorESA privind Meteoroidul și Spațiul Spațial pentru Deșeuri, Modelul MASTER-2005 există peste 600.000 de obiecte mai mari de 1cm pe orbită. În ceea ce privește masa, cea mai mare parte a greutății este concentrată în obiectele mai mari. În 2000 s-a estimat că 1 500 de obiecte cântăresc mai mult de 100 kg fiecare și contribuie la mai mult de 98% din totalul resturilor spațiale cunoscute care orbitează pe orbita pământului joasă .

Alte surse de cunoaștere despre realitatea mediului de resturi spațiale includ campanii de măsurare realizate deESA Space Debris Telescope, TIRA [9] ( Tracking and Imaging Radar ), Haystack radar, [10] și Cobra Dane de aliniere radar. [11] Datele colectate în timpul acestor campanii sunt utilizate pentru a valida modele ale mediului de resturi, cum ar fi ESA-MASTER. Astfel de modele sunt singurul mijloc de evaluare a impactului riscurilor cauzate de resturile spațiale, deoarece numai cele mai mari obiecte pot fi urmărite în mod regulat.

Recuperarea resturilor spațiale este o altă sursă valoroasă de informații despre fragmentele submilimetrice. Satelitul LDEF lansat de Space Shuttle Challenger , misiunea STS-41-C și recuperat de Space Shuttle Columbia , misiunea STS-32 după 68 de luni pe orbită a permis, prin examinarea atentă a suprafețelor sale, să analizeze distribuția și compoziția curgerea resturilor. Satelitul EURECA lansat de Space Shuttle Atlantis , misiunea STS-46 , în 1992 și recuperat de Space Shuttle Endeavour , misiunea STS-57 , în 1993, este un alt exemplu.

Panoul solar al Telescopului Spațial Hubble, recuperat în timpul misiunii STS-61 de către Space Shuttle Endeavour , este o sursă importantă de informații despre resturile spațiale. Craterele de impact găsite pe suprafața sa au fost numărate și clasificate de cătreESA pentru a oferi un alt mijloc de validare a modelului.

Observatorul NASA Orbital Debris Observatory urmărește resturile spațiale folosind un telescop cu oglindă lichidă de 3 m. [12]

Atenuare

Impresia artistului asupra sateliților activi și a resturilor spațiale prezente în centura de orbită geostaționară.

Pentru a reduce generarea de zone suplimentare care conțin resturi spațiale, au fost propuse o serie de acțiuni: pasivarea etapelor superioare stinse, prin eliberarea de combustibil rezidual, este destinată reducerii riscului de explozii pe orbită care ar putea genera mii a altor fragmente. Cele mai mari obstacole în calea intervenției provin din dificultatea de a ajunge la un acord la nivel internațional. [13]

Recuperarea sateliților pe orbită la sfârșitul vieții lor operaționale ar putea fi o altă măsură eficientă de atenuare. Acest lucru ar putea fi facilitat cu o legătură de terminare, o legătură electrodinamică care, atunci când este derulată în afara aeronavei, o încetinește. [14] În cazul în care o acțiune de deorbitare directă și controlată necesită prea mult combustibil, un satelit ar putea fi plasat pe o orbită unde rezistența atmosferică, după câțiva ani, ar provoca deorbitarea. Această manevră a fost efectuată cu succes prin satelitul francez SPOT , aducând timpul său de intrare atmosferică preconizat în 200 de ani la aproximativ 15 ani, reducând perigeul de la 830 la aproximativ 550 km. [15]

La altitudini orbitale unde nu ar fi fezabil din punct de vedere economic să se deorbiteze un satelit, cum ar fi cele ale inelului geostaționar (GEO), vechii sateliți sunt aduși pe o orbită a cimitirului în care nu există sateliți operaționali.

Accidente

Prima și cea mai mare formare de resturi spațiale din cauza coliziunii a avut loc pe 10 februarie 2009 la 16:56 UTC. Satelitul inactiv Cosmos 2251 și satelitul operațional Iridium 33 s-au ciocnit la o înălțime de 789 de kilometri deasupra nordului Siberiei . [16] Viteza relativă de impact a fost de aproximativ 11,7 kilometri pe secundă, aproximativ 42 120 de kilometri pe oră. [17] Ambii sateliți au fost distruși. [18] Coliziunea a produs o cantitate considerabilă de resturi (estimate la 1 700 [19] ), ceea ce reprezintă un risc suplimentar pentru navele spațiale. [20]

O altă coliziune majoră a avut loc pe 22 ianuarie 2013 între resturile provocate de explozia satelitului chinez Fengyun 1C și nano-satelitul BLITS cu o greutate de aproximativ 7,5 kg, utilizate pentru experimentele de reflexie a razelor laser. Coliziunea dintre resturile spațiale chineze și satelitul rus i-ar fi schimbat orbita, viteza de rotație și atitudinea.

Notă

  1. ^ Raport tehnic privind resturile spațiale ( PDF ), pe unoosa.org , Organizația Națiunilor Unite, 1999. Accesat la 6 iunie 2009 ( arhivat la 25 martie 2009) . ISBN 92-1-100813-1
  2. ^ Thoma, K.; Wicklein, M.; Schneider, E., Noi concepte de protecție pentru scuturile Meteoroid / Debris , Lucrările celei de-a IV-a Conferințe europene privind resturile spațiale (ESA SP-587) , D. Danesy (editor), 2005-08, p. 445. 18–20 aprilie 2005 în Darmstadt, Germania. Rezumat Arhivat 9 aprilie 2008 la Internet Archive.
  3. ^ a b Space junk [ link rupt ] , Revista SUA WEEKEND, de Julian Smith, 26 august 2007
  4. ^ Flaming space junk missed jet , 28 martie 2007 (arhivat din original la 16 martie 2009) .
  5. ^ Centrul de zbor spațial Marshall al NASA și Centrul spațial Kennedy,NASA - Partea I - Istoria Skylab , la nasa.gov , NASA . Adus la 30 aprilie 2019 ( arhivat la 26 iulie 2019) .
  6. ^ Centrul spațial Kennedy, NASA - John F. Kennedy Space Center Story , la nasa.gov , NASA . Adus la 30 aprilie 2019 ( arhivat la 3 iunie 2017) .
  7. ^ Săptămâna aviației și tehnologia spațială, vol. 169 nr. 10, 15 sept. 2008, Debris Danger , p. 18
  8. ^ H. Grant Stokes, Curt von Braun, Ramaswamy Sridharan, David Harrison și Jayant Sharma, Programul vizibil în spațiu , pe ll.mit.edu , Laboratorul MIT Lincoln (arhivat din original la 27 martie 2008) .
  9. ^ H. Klinkrad, Spațiul de monitorizare - Eforturile depuse de țările europene ( PDF ), pe fas.org . Adus la 11 iunie 2009 ( arhivat la 25 martie 2009) .
  10. ^ Observatorul MIT Haystack , la haystack.mit.edu . Accesat la 9 iunie 2009 ( arhivat la 29 noiembrie 2004) .
  11. ^ AN / FPS-108 COBRA DANE , pe fas.org . Accesat la 9 iunie 2009 ( arhivat la 13 aprilie 2009) .
  12. ^ Măsurători optice ale deșeurilor orbitale , la orbitaldebris.jsc.nasa.gov . Accesat la 9 iunie 2009 ( arhivat la 15 februarie 2012) .
  13. ^ Deșeuri spațiale: un depozit de deșeuri periculos în jurul pământului , pe it.notizie.yahoo.com, Italia Yahoo News, 30 aprilie 2013. Accesat la 28 decembrie 2014 (depus de 'url original 28 decembrie 2014).
  14. ^ Bill Christensen, Terminator Tether are ca scop curățarea orbitei terestre joase , pe space.com . Adus la 11 iunie 2009 (Arhivat din original la 2 iunie 2009) .
  15. ^ Peter B. de Selding, CNES începe să dezorbiteze satelitul de observare a Pământului la fața locului 1 , pe space.com , Space News (arhivat din original la 25 decembrie 2004) .
  16. ^ http://www.n2yo.com/collision-between-two-satellites.php (arhivat din original la 16 februarie 2009) .
  17. ^ Paul Marks, New Scientist, Coliziunea prin satelit este mai puternică decât testul ASAT din China Arhivat 15 februarie 2009 la Internet Archive ., 13 februarie 2009 (plasând viteza coliziunii la 42.120 kilometri pe oră (11,7 km / s))
  18. ^ Sateliți în coliziune: Iridium 33 și Cosmos 2251 , pe spaceweather.com . Adus la 6 iunie 2009 ( arhivat la 4 martie 2016) .
  19. ^ http://www.repubblica.it/scienze/2011/05/03/news/un_telescopio_spazzino_contro_i_rifiuti_spaziali-15639346/ . Adus la 6 mai 2011 ( arhivat la 6 mai 2011) .
  20. ^ (EN) Iannotta, Becky, US Satellite Destroyed in Space Collision , pe space.com. Adus la 6 iunie 2009 ( arhivat la 13 februarie 2009) .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității NDL ( EN , JA ) 01236260
Astronautică Portalul astronauticii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronautică
Adus de la „https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Space_Debris&oldid=122116589 ”