空间垃圾拆卸不会顺利

2021-04-20 20:10:28

一个空间年龄“公共悲剧”在我们的鼻子下方展开 - 或者真的,在我们的头脑上 - 而且没有达成共识,但如何阻止它。超过半个世纪的人,人类一直在越来越多地将物体投入低地轨道。随着少数发布进一步推动越来越拥挤的境界的有意义的局限性,普遍存在的态度一直持续宽容:在轨道上,似乎,总有一个空间。

经过多十年的高速杂乱的堆积,以花火火箭阶段,流浪螺栓和涂料芯片,固体火箭电动机渣,死亡或垂死的卫星以及来自抗脱石的​​散射片段 - 所有这些都可以单独地进行损坏或摧毁其他资产 - 低地轨道终于濒临舒适的边缘。问题现在已经准备好,因为卫星“Mega Constellations”需要数千个航天器,例如Spacex的Starlink,宽带互联网网络。 Starlink是许多类似项目之一:来自一个名为OneWeb的公司的另一个Mega星座已经部署。亚马逊的项目Kuiper正在寻求在不久的将来创建高达3,200颗卫星的Mega星座。

随着拥堵的发展,轨道资产之间也在近距离呼叫。例如,国际空间站定期调整其轨道以避免潜在的危险碎片。更糟糕的是,在威胁威胁威胁的威胁中,已经有一个更加威胁,这种侵略性拒绝会加剧已经糟糕的情况。考虑2009年2月的俄罗斯宇宙卫星和商业铱星航天之间的运行,这产生了巨大的碎片。

奥尔巴尔德·斯巴塞(Orbital Debris Research)退休的NASS高级科学家唐纳德卡斯勒表示,寻找至少一些空间垃圾的方法应该是一个最高的全球优先级。在20世纪70年代后期,他预测了一种被称为Kessler综合征的情景的可能性:由于空间垃圾的密度增加,可以出现碎屑产生碰撞的级联,自我维持失控循环,这可能最终使低地轨道产生低地轨道太危险,无法支持大多数空间活动。

凯斯勒说:“即使在社区内,碎片环境也达到了”折扣点“,其中碎片将继续增加,即使所有启动都停止,”Kessler说。 “它需要一个铱星型碰撞,以使每个人的注意力。这就是它归结为......我们逾期的东西会发生这种情况。“

至于Kessler综合症,“它已经开始,”碎片专家说。 “碰撞发生了所有时间的戏剧性而不是大尺寸的尺度,”凯斯勒补充道。

Kessler的噩梦情景没有可能缺乏可能的碎片冲洗修复:网,激光爆炸,麻疹,巨型泡沫球,空气,有事和太阳能风帆 - 以及垃圾收集机器人武器和触手 - 都已提出取出我们轨道垃圾的解决方案。

通过这种令人担忧的事态努力努力的新参赛者是Astroscale示范(ELSA-D)使命刚刚推出了生活结束服务。 Elsa-D是由日本卫星服务公司Astroscale开发的双卫星任务:它包括一个“服务器”卫星,旨在安全地从轨道上删除碎片,并将其作为感兴趣的对象。该项目旨在展示一种磁力系统,可捕获稳定甚至翻滚物体,无论是处置还是在轨道上进行服务。在多相测试议程之后,服务器和客户端将在一起,在他们的火热进入地球的大气中崩埋。

Elsa-D现在在地球轨道上盘旋。该特派团于3月22日通过俄罗斯Soyuz火箭队倾斜,将其他搭便车的卫星扔进太空。在升降机之后,Astrocale的创始人兼首席执行官诺布·奥卡达表示,Elsa-D将证明拆除碎片 - 去除能力和“推动监管开发,并推进生意和积极的碎片清除服务的商业案例”。他说,发射是实现“为未来几代利益的安全和可持续发展的空间发展”一步。

虽然ELSA-D和其它ILK的其他技术示范对清除轨道碎片的毫无疑问的积极发展,但它们不应被误认为是治愈物。尽管他们的成功谦虚,但这些任务仍然缺乏解决手头的动态困境,而空间垃圾的扩散基本上是未公布的。

“从我的角度来看,处理空间碎片的最佳解决方案不是首先产生它,”Celestrak的科学家T.S.Kelso说,一个分析团体,这是一种分析团体,它在地球轨道上留下了眼睛。 “就像任何环境问题一样,预防污染比以后清理污染更容易和更便宜。在完成任务后停止在轨道中留下轨道。“

Kelso说,简单地没有“一定尺寸适合 - 所有解决方案”的空间垃圾问题。他观察到,去除大型火箭体比去除更多较小物体的相当质量,这是一个明显不同的任务。与此同时,SpaceX等公司的创新显着降低了发射成本,为远远超过卫星打开闸门,以达到低地轨道,有些人将不可避免地失败并变得漂移,杂物生成危险(除非他们被ELSA-D-除去)像空间拖船)。 “许多这些运营商开始了解继续躲避越来越多的碎片的难度和复杂性。”

空间垃圾从纳米颗粒到整个航天器,如欧洲空间机构的envisat,这是一个双层巴士的大小,并在每个人的顶部和删除命中列表中的删除命中列表.Alice考古学家和空间垃圾说澳大利亚弗林德斯大学专家。

还有其他物体,例如耐心重量,这是块状金属的固体块,以及纸薄的热毯。 “他们会导致不同类型的损害,可能需要不同的策略来删除。 “戈尔曼说,没有办法是一定尺寸的方法将要这样做。”

她说,最严重的风险来自一个和10厘米的碎片颗粒。 “除了整个空间的宇宙飞船,碰撞概率远远超过了它们,”戈尔曼说。 “虽然碎片这种大小可能不会导致灾难性的分手,与之碰撞肯定会损害工作卫星并创造新的碎片颗粒。”

让她注意卫星巨型星座,Gorman担心他们在已经拥挤的低地轨道环境中的影响。 “我们也知道轨道动态可能是不可预测的,”她说。 “我希望看到这些Mega星座运营商中的一些释放他们的长期建模,因为越来越多的卫星被推出。”

Gorman说,毫无疑问,无疑的轨道碎片去除在技术上是挑战性的。 “然而,大问题是,任何可以去除现有碎片的成功技术也可以用作抗外露武器,”她说。 “这是一个完整的蠕虫,需要外交和谈判,最重要的是,在国际一级信任。”

事实上,乔治州理工学院山姆国际事务学院副教授Mariel Borowitz近年来,近年来,康复到轨道和执行服务或破坏的能力对军事规划师来说,这是近年来的兴趣。 “这些迅速推进的技术有可能用于和平的空间活动或在太空中战争,”她说。 “鉴于他们的能力的双重使用性质,我必须提前知道他们将如何在任何一天使用。”

目前,由于德克萨斯大学奥斯汀大学的奥尔巴哈·耶和华奥尔巴·耶和华德克萨斯州的奥尔比斯·耶利拉专家,不可批准的空间碎片拆除的商业案例,而且比真正的市场更具“PowerPoint谈话”。

“我认为人们希望政府基本来到一些常识,帮助创造和建立一个互动的行业市场,”贾说。为了使这种情况发生,他认为,太空航空公司必须同意近地球空间是一种像土地,空气和海洋的生态系统。 “这不是无限的,所以我们需要环保,”他说。

JAH在思想空间可持续发展度量,类似于碳足迹。 “让我们称之为”空间流量“足迹,”他说。 “我们需要一种方式,我们可以量化”轨道高速公路“饱和交通饱和,使其无法使用。然后,您可以为对象分配赏金并讨论非呼叫碎片删除。也许对他们死亡资产的主权所有者占据了轨道的能力,这可能会受到惩罚。这绝对可以创建一个空间 - 拆卸技术可以茁壮成长的市场。“

还需要用于空间中的对象的分类方案。 Jah说,拥有如此的分类法,将有助于解决除了轨道杂乱的不同群体所需的技术类型类型。 至于大局,Jah表示这是一个简单的数字游戏:发射速率超过了重新进入地球大气的空间物体的速率。 “那不是一种很大的能量平衡,”他补充道。 哈拉斯,贾说,政策制定者仍然在对这个问题的反应中缓慢。 毕竟,虽然2009年宇宙 - 铱碰撞等事件产生了大量的碎片,但它们仍然非常罕见。 “在我看来,2009年的碰撞相当于泰坦尼克号的乘客,从冰山中磕磕碰碰,然后在甲板上玩耍,”贾说。 “就危险的轨道碎片而言,事情已经是一种不利的方式,因为我们没有改变我们的行为。”