Prosessen med romutforskning, som praktisk t alt startet på midten av 1900-tallet, presenteres vanligvis på den positive siden som et nytt stadium i utviklingen av vitenskapelig og teknologisk kunnskap. Allerede etter lanseringen av den første satellitten begynte imidlertid en helt annen negativ prosess parallelt, assosiert med tilstopping av baner nær Jorden. Menneskeskapt rusk i verdensrommet utgjør en rekke trusler mot både romfartøy og jorden.
Kilder til romrester
Søppel refererer i dette tilfellet til derivater av menneskeskapt natur, som er svært forskjellige, men assosieres med direkte menneskelig aktivitet. Naturlig forekommende meteoroider utgjør for eksempel ingen trussel, i motsetning til menneskeskapt avfall, som utgjør trusler på grunn av det lange oppholdet i lav jordbane.
Så, hvor kommer det farlige rusk fra i verdensrommet? Det meste er detgenerert under satellittoppskytinger og oppskytinger av andre kjøretøy i bane. I slike prosesser er det nødvendigvis medfølgende bemannede eller automatiske skip involvert, som etterlater seg tekniske objekter og forbruksvarer. Den farligste kilden til forurensning av denne typen er ødeleggelsen av satellitter og skip i bane, som et resultat av at ustyrt utstyr og strukturelle deler av fly forblir i verdensrommet. I seg selv utgjør ikke fragmentene etter krasj av utstyr eller i ferd med den planlagte utslipp av avfall en alvorlig trussel i et enkelt nummer. Men ved langvarig akkumulering dannes det store gjenstander, ofte med høyt radioaktivt potensial, som gjør det vanskelig å ødelegge dem.
En betydelig rolle i prosessene for dannelse av farlig rusk spilles av effekten av "alder" nedbrytning av rusk fra romobjekter i et aggressivt miljø. De samme ansamlingene av rusk påvirkes negativt av kosmisk støv, stråling, ekstreme temperaturer, oksygenoksidasjon osv. Man må altså ikke bare forholde seg til fysiske elementer som utgjør en trussel om kollisjon, men med ukontrollerte og eksplosive materialer som øker risikoen. av katastrofer.
Overvåking av romrester
De eksisterende farene forbundet med tilstedeværelsen av romavfall krever også konstant forskning på baner nær jorden. Spesielle enheter skanner menneskeskapt avfall i henhold til flere egenskaper, inkludert størrelse, masse, form, hastighet,bane, sammensetning osv. Avhengig av avstanden fra Jorden, brukes visst utstyr. For eksempel dekker den lave jordbanen til LEO-systemet konvensjonelt en avstand fra 100 til 2000 km. Radioteknikk, radar, optisk, optoelektronisk, laser og andre enheter for å observere romavfall opererer i dette spekteret. Samtidig utvikles spesielle algoritmer for å analysere informasjonen som mottas på disse enhetene. For å kombinere et sett med fragmenterte data, brukes komplekse matematiske beregningsmodeller, som gir et relativt fullstendig bilde av hva som skjer i et bestemt observasjonsområde.
Til tross for bruk av høyteknologiske overvåkingsmetoder, er det fortsatt problemer med å spore små partikler så små som noen få millimeter. Slike fragmenter kan bare delvis studeres av sensorer ombord, men dette er ikke nok til å få omfattende informasjon, for eksempel om objektets kjemiske sammensetning. En av retningene for å overvåke slike partikler er den såk alte passive målingen. På et tidspunkt, i henhold til dette prinsippet, ble komponentene til romstasjonen Mir som ble returnert til jorden studert. Essensen av denne teknologien er å registrere virkningene av de studerte partiklene på overflaten av apparatet i åpen plass. I laboratorier ble det analysert ulike typer skader, noe som gjorde det mulig å få ytterligere informasjon om romavfall. I dag jobber team av kosmonauter langs denne forskningsveien direkte i bane, og inspiserer overflatene til opererende romfartøyer.
Distribusjon av rusk i rom nær jorden
Overvåking av verdensrommet indikerer en ujevn fordeling av rusk av forskjellige typer i baner. De største klyngene er observert i lavbaneregionen - spesielt sammenlignet med høye baner kan forskjellen i tetthet være tusen ganger. Samtidig er det en sammenheng mellom tettheten av klynger og partikkelstørrelser. Den romlige tettheten til middels store avfall er vanligvis lavere i høye baner enn i lave baner i en mindre andel sammenlignet med grovkornede elementer.
Karakteristikkene til fordelingen av romavfall rundt jorden påvirkes av en rekke faktorer, blant annet opprinnelsestrekkene. For eksempel har små fragmenter dannet som et resultat av ødeleggelsen av deler av stasjonen eller satellitter ustabile hastighetsvektorer. Når det gjelder stort rusk, er det på grunn av sin høye dynamikk i stand til å nå store høyder opp til 20 000 km, og spres også i den geostasjonære ringen. På 2000 km-nivå er det en ujevn fordeling med punkter med tetthetsøkning ved spesielt 1000 og 1500 km. Den geostasjonære banen er forresten den mest tilstoppede, og i området er det registrert en høy tendens til avdrift av rusk.
Utviklingstrender for romavfall
Romforskere er mer bekymret for potensielle enn nåværende truslerrusk i jordens baner. For øyeblikket tyder studier på en økning i forurensningsraten med 4-5 % per år. Dessuten er rollen til romfartøysoppskytninger ennå ikke blitt pålitelig vurdert når det gjelder veksten av befolkningen av fremmedlegemer i forskjellige baner. Store gjenstander er mottagelige for prognoser, men som allerede nevnt, tillater ikke den begrensede informasjonen om lite rusk selv i nært rom oss å snakke med en høy grad av objektivitet om egenskapene til masseavfall. Til tross for dette trekker forskere to entydige konklusjoner om småavfall:
- Volumet av små partikler som dannes som følge av ødeleggelse øker jevnt og trutt med økningen i antall kollisjoner. Både i laboratorieforhold og i teoretiske studier ble det vist at små fragmenter utgjør en betydelig andel av grunnstoffer som er skilt fra gjenstander til ødeleggelse.
- Veldig små partikler i form av de samme kollisjonsproduktene er mer utsatt for negative effekter av ytre krefter. Effekten av nedbrytning når rusk er under aggressive forhold over lang tid, reduserer sannsynligheten for en pålitelig vurdering av fremtiden til slike ansamlinger.
Åpenbart vil problemene med å finne rusk i verdensrommet bare bli verre, noe som krever vedtak av passende tiltak. Men selv med en fullstendig nedleggelse av romrelaterte prosjekter, vil jordbanen fortsette å bli tilstoppet som følge av kollisjonen av eksisterende forurensningselementer med naturlige partikler. Ved treghet vil denne prosessen fortsette i minst 100 tilår.
Typer effekter av romforurensning
De farligste negative konsekvensene fra påvirkning av romavfall inkluderer følgende:
- Økologisk skade på jorden. I seg selv innebærer tilstedeværelsen av teknologisk rusk i banen nær jorden en endring i den økologiske bakgrunnen og krenker den opprinnelige renheten til miljøet. I følge astronomer-observatører er prosessen med å redusere gjennomsiktigheten av rom nær jorden allerede i fremgang, noe som også forklarer tilstedeværelsen av interferens med driften av radioutstyr. Direkte for Jorden kan man merke seg faren for fallende komponenter med drivstoffmaterialer som sikrer driften av jetmotorer.
- Rester faller til jorden. Selv uten radioaktiv effekt kan fall av menneskeskapt avfall fra verdensrommet føre til katastrofale konsekvenser. Til dags dato hadde de største landobjektene en masse på ikke mer enn 100 tonn, men dette utgjorde ikke en alvorlig trussel mot planeten. På den annen side, ettersom intensiteten av hindringen av jordens bane øker, vil dette scenariet bli stadig mer dystert.
- Romkollisjonsfare. Ikke undervurder skaden av romavfall for utstyret som brukes i flystøtte. De samme påvirkningene av store og små partikler kan føre til betydelige forstyrrelser i driften av enheter, og store ulykker setter utsiktene for gjennomføring av dyre ambisiøse prosjekter i fare.
Krasjeskadevurderingssystemersøppel
Først av alt, den allerede etablerte praksisen med å analysere effektene på overflaten av romfartøy blir brukt ved ekstern undersøkelse av kosmonautene selv. Som nevnt ovenfor kan resultatene av slike studier videre brukes til å bestemme egenskapene til søppel. Den mest nøyaktige analytiske informasjonen er imidlertid kun gitt av laboratorietester der målmaterialene er kunstig påvirket. En etterligning av en kollisjon av utstyr med rusk i verdensrommet realiseres gjennom sammenstøt med ultrahøy hastighet. Videre, ved hjelp av datamaskin og digital modellering, blir de oppnådde dataene behandlet med en analyse av egenskapene til skaden og mekanikken til innvirkningen på målobjektet. Blant hovedindikatorene er slike egenskaper som styrke, bevaring av funksjonalitet, overlevelse av individuelle komponenter, graden av fragmentering, etc.
Bestemme trusselnivået for romrester
Selv på designstadiene av orbitale stasjoner og romkomplekser, tas det hensyn til muligheten for kollisjon med ulike typer rusk. For å beregne optimal designpålitelighet brukes data om det spesifikke miljøet der enheten skal brukes. Samtidig er unøyaktigheten i eksperimentelle og analytiske metoder for å vurdere trusler fortsatt et betydelig problem. Avfall i rommet kan bare undersøkes til en viss grad av forutsetninger, noe som gjør det vanskelig for designere å forberede kjøretøy på riktig måte for høyhastighetskollisjoner. TilFor en omtrentlig trusselvurdering brukes konseptet med generelle strømmer av romavfall, som potensielt kan påtreffes på romfartøyets bane. Ytterligere data vises om flukstetthet, hastighet, angrepsvinkler og antall forventede påvirkninger.
Måter å redusere trusler fra rusk i verdensrommet
Det relativt lave nivået av overvåking og karakterisering av romavfall med dets prediksjon er bare en del av problemet. På det nåværende stadiet står spesialister overfor en rekke problemer knyttet til å redusere risikoen for den negative effekten av menneskeskapt avfall i verdensrommet. I dag vurderes to retninger for å løse dette problemet. For det første er dette en generell reduksjon i flyvninger, samt minimering av teknologiske prosesser som fører til tilstopping av baner på ulike nivåer. For det andre kan vi snakke om strukturell optimalisering av kjøretøy med reduksjon av deler som potensielt kan bli romrester. Spesiell oppmerksomhet i romkontrollsystemer i dag er viet forurensning med radioaktive stoffer. Dette gjelder minimering av motoreksosprodukter frem til overgangen til fundament alt nye drivstoffressurser.
Utsikter for kampen mot rusk i det nære verdensrommet
Aktivt arbeid for regulering av romvirksomhet på glob alt nivå gir grunnlag for optimisme i vurderingen av utviklingen av situasjonen i fremtiden. Forsiktig holdning til renheten i orbitale miljøer er inkludert i konseptene til strategiske programmer fra de største statene, som bidrardet største bidraget til kampen mot rusk i verdensrommet. Rensing og fjerning av små og store partikler til polygonbaner er et av nøkkelområdene i rensingen av verdensrommet fra menneskeskapt forurensning, men det finnes ingen effektive metoder for å implementere dette konseptet ennå. Dette er en teknologisk vanskelig oppgave, så hovedvekten for øyeblikket er fortsatt på måter å optimalisere menneskelige aktiviteter i rommet på.
Konklusjon
En av de radikale måtene å løse problemer med romavfall er å fullstendig slutte å skyte opp orbitale stasjoner og satellitter inntil nye og rimeligere metoder for å rense miljøet nær jorden dukker opp. Men denne retningen er også utopisk på grunn av en rekke økonomiske og teknologiske årsaker. Det er likevel forutsetninger for å endre situasjonen til det bedre. Selv om du ser tilbake flere tiår, kan du merke grunnleggende endringer i holdningen til personen selv til dette problemet. Så hvis den vanlige praksisen under driften av romstasjonen Mir var direkte frigjøring av mannskapets avfallsprodukter, så er dette i dag umulig å forestille seg. Det innføres stadig strengere regler for å regulere prosessene med å være i verdensrommet. Dette er også bevist av internasjonale konvensjoner, ifølge hvilke land som deltar i romaktiviteter er forpliktet til å følge prinsippene om å redusere den negative påvirkningen på den økologiske situasjonen i miljøet nær jorden.
