Kosminis klausimas: kaip atsikratyti orbitinių šiukšlių? (Video) (18)
Žemės orbitoje skrieja apie 18000 nuolat sekamų didelių nuolaužų ir milijonai mažesnių dulkelių, iš kurių visos potencialiai gali būti mirtinos. Tam, kad jas pritraukti iki atmosferos ir ten jas sudeginti, vieni mokslininkai siūlo lazerius, kiti - vandenį.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Tačiau problemos daugelis nematė arba nenorėjo matyti. Taip tęsėsi iki pat vasario 10 dienos, kai JAV komercinis komunikacijų palydovas susidūrė su neveikiančiu Rusijos kariniu satelitu, taip pažerdamas skeveldras dešimčių tūkstančių kubinių kilometrų erdvėje. Kaip ir daugelis aeronautikos inžinierių, Jim'as Hollopeter'is bando surasti sprendimą, kaip išvengti kosminių šiukšlių keliamo pavojaus būsimų kosminių misijų metu. Jis dar devintajame dešimtmetyje dalyvavo kuriant raketas, kurios vėliau skriejo į kosmosą. Šiandien daugelis jų vis dar tebeteršia virš mūsų esančią erdvę. Panaudotos raketų-nešėjų pakopos, senų susprogusių palydovų nuolaužos ir į atvirą erdvę išėjusių pasivaikščioti astronautų pamesti įrankiai yra tik keli šių pavojingų objektų pavyzdžiai. Susidūrimas Hollopeter'į paskatino toliau tobulinti jau seniai kuriamą koncepciją: panaudoti vandeniu pakrautas raketas, kurios pakilusios į orbitą juo apipurkštų ten skriejančias kosmines šiukšles. Inžinierius tikisi, kad toks "kosminis dušas" palaipsniui nustumtų atliekas link atmosferos, kur jos sudegtų dėl trinties su oru (kaip ir pati vandenį gabenusi raketa), o vanduo tiesiog pavirstų garais. "Mes turime elgtis su virš mūsų esančia erdve kaip su nacionaliniu parku - išsinešti tai, ką atsinešame", sako Europos Aeronautikos Agentūros (ESA) Kosminių šiukšlių padaliniui (European Space Agency's Space Debris Office) Darmstadt'e (Vokietija) vadovaujantis Heiner'is Klinkrad'as. Anksčiau aeronautikos inžinieriumi dirbęs ir Europoje sukurtų palydovų stebėsena užsiimdavęs vokietis Klinkrad'as ilgai skatino įvairių šalių vyriausybes ir komercinius kosmoso segmento operatorius rūpestingiau žvelgti į tai, ką jie leidžia į orbitą. Pavyzdžiui, vienas jo siūlymų kosmoso agentūroms yra projektuoti tokias raketas, kurios paleisdamos zondus į aplinką nepaskleidžia įvairiausių varžtų ir laikančiųjų juostų. Dabar dirbtinius palydovus reiktų projektuoti taip, kad pasibaigus jų tarnavimo laikui, jie palaipsniui artėtų link Žemės, o ne tęstų savo ilgalaikį skrydį ankstesnėje orbitoje. Visi žemesnėje nei 200km orbitoje skriejantys objektai savaime sudega dėl atmosferinės trinties. Tačiau vien tik riboti naujų šiukšlių kiekį nepakanka. Erdvė virš mūsų galvų jau yra užkišta įvairiausiomis atliekomis šimtmečiams į priekį, ir prie šios problemos sprendimo dirba didelis kiekis inžinierių. Johns Hopkins Universiteto taikomosios fizikos laboratorijoje neseniai atlikta galimybių studija, kurios metu analizuotos galimybės panaudoti šiukšles naikinančius lazerius bei šiukšles renkančias raketas.
Ekspertai taip pat iš naujo analizuoja 1996 metų NASA projektą "Orion", kurio tikslas buvo naikinti orbitines nuolaužas panaudojant antžeminius lazerius. Tokiems tyrimams vadovaujantis Jonathan'as W. Campbell'as pripažįsta, kad pradžioje buvo įsitikinęs, kad tam prireiks futuristinių ir neįtikėtinai brangių technologijų. "Maniau kad tai beviltiška", atsimena astrofizikas. Vietoj to jo komanda nustatė, kad už maždaug vieno šatlo paleidimo kainą - apytiksliai 500 milijonų dolerių - pagamintas lazeris per 5 metų laikotarpį link Žemės atmosferos galetų "stumtelėti" tūkstančius nuolaužų. Lyginant su palydovo praradimo nuostoliais, "tai atrodo visa ineblogas sandėris", sako NASA "Marshall Space Flight Center" dirbantis Campbell'as. Jo plano esmė yra panaudoti egzistuojančius mažos galios lazerius, kurie trumpais tarsi fotoaparato blykstė impulsais galėtų išdeginti erdve skriejančių objektų paviršių. Tai nuolaužų nesunaikintų, tačiau mokslininko įsitikinimu padėtų jas nukreipti į apačią.
Milijardų dolerių biudžetai leido nuskraidinti žmones į kosmosą, leido sukurti globaliąsias telekomunikacijas ir pagaminti "Žvaigždžių karus" primenančias karines sistemas. Tačiau to pasekoje paliktoms visoms šiukšlėms surinkti skirtoms misijoms nėra pinigų. "Kosminių šiukšlių pašalinimo esminė problema yra ta, kad iš to niekas neturi tiesioginės finansinės naudos", sako Klinkrad'as.
Su gravitacija "kovojantiems" raketų mokslininkams tai yra iššūkis, kuriam jie negali atsispirti. Pavyzdžiui, Hollopeter'io teigimu, jį nuolaužų apipurškimas vandeniu sužavėjo dėl savo paprastumo. "Tai iš esmės yra pigiausias būdas, kurį man pavyko sugalvoti", sako 61 metų inžinierius, šiuo metu dirbantis Teksase (JAV) įsikūrusioje kompanijoje "Satellite Communications".
Hollopeter'į šią idėja pasiūlyti paskatino kompanijos "Launchspace Training" inicijuotas orbitinių šiukšlių problemai spręsti skirtas projektas. Jo metu buvo surinkta virš 100 atsiliepimų iš senosios kartos inžinierių, kurie savo patirtį sukaupė dar per septintajame dešimtmetyje tarp JAV ir tuometinės Tarybų Sąjungos vykusias "kosmines lenktynes", pasakoja firmos direktorius Robert'as Russo. "Čia egzistuoja didingas žinių ir talentų šaltinis, ir aš manau, kad jų tiesiog niekas nepaklausia", sako Russo. Jis taip pat mano, kad Hollopeter'io idėja buvo viena originaliausių, tačiau pripažįsta, kad įvairiausi "fantastikos prisiskaitę ir realių kosmoso faktų neišmanantys" veikėjai pažėrė daugiausia beviltiškas mintis.
Tarp šios masės idėjų būta ir tokių: paleisti į orbitą gigantiškus tinklus ir didelius magnetus, kuriais būtų renkamos arba sutraukiamos šiukšlės, arba panaudoti didelės galios lazerius, kuriais šiukšlės būtų suskaidomos į atomus. Nei viena šių idėjų nera įgyvendinama (bent jau dabartinėmis sąlygomis). Magnetai būtų beverčiai, kadangi erdvėlaiviuose beveik nenaudojamos feromagnetinės medžiagos (pavyzdžiui, geležis). Tinklai būtų beveik nevaldomi. Sprogdinant šiukšles paprasčiausiai būtų sukuriamos mažesnės nuolaužos, kurias būtų dar sunkiau sekti, o jų kiekis būtų didžiulis, sako ekspertai.
1957 spalio menesį, kai Tarybų Sajunga paleido pirmąjį dirbtinį palydovą "Sputnik", kosminių liekanų problema dar neegzistavo. Tačiau per 20 metų rūpestis dėl šių šiukšlių nuolat augo. 1978 metais du NASA mokslininkai publikavo straipsnį, prognozuojantį "nuolaužų žiedo aplink Žemę" susidarymą. Netrukus po to NASA vieną iš straipsnio autorių - Donald'ą Kessler'į - paskyrė koordinuoti naują orbitinių šiukšlių programą (Orbital Debris Program). Naujas padalinys pradėjo bendradarbiauti su kitomis JAV vyriausybės agentūromis sekant ir analizuojant kosmines nuolaužas. Pats Kessler'is sako, kad nuo pat pradžių jo komanda tyrė būdus kaip išvalyti erdvę. "Jie visi buvo iš fantastikos srities", prisimena dabar į pensiją išėjęs astrofizikas. "Viena koncepcija buvo susiurbti nuolaužas, panašiu principu kaip ir viename iš fantastinio serialo "Star Trek" epizodų rodyto 'Planetų Rijiko' atveju", sako mokslininkas.
Nuo tų laikų inžinieriai tapo rimtesni. 2003 metais Kalifornijos (JAV) mokslinių tyrimų centras "Aerospace Corporation" užpatentavo planus sukurti pripučiamas struktūras, kuriomis būtų galima sugauti ir tempti smulkius kosminius objektus. "Jie veiktų tarsi katafalkas, gabenantis mirusius satelitus į galaktinį nekropolį", juokauja patento autorius, taip pat į pensiją išėjęs branduolinės fizikos inžinierius Ernie Robinson'as.
Tačiau tokios idėjos vis dar svyravo nežinioje, kadangi susidūrimo su nuolaužomis rizika atrodė maža palyginti su joms pašalinti reikalingomis sąnaudomis. Grėsmė akivaizdžiai išaugo 2007 sausio 11 dieną, kai Kinija pademonstravo savo gebėjimus eliminuoti potencialias karines kosmines grėsmes, paleisdama balistinę raketą į savo meteorologinį satelitą "Fengyun-1C". Užtaisas ir toną sveriantis erdvėlaivis akimirksniu buvo paversas į apytiksliai 3000 fragmentų, kurie Žemės orbitinių šiukšlių kiekį padidino apie 25%. Vasario 10 dieną maždaug 800km virš Sibiro įvykęs susidūrimas specialistų teigimu papildė "rezervą" bent 600 didelių nuolaužų, ir dar kartą priminė apie neišvengiamą ir akivaizdžią problemą.
"Šiukšlių pašalinimas keliasi į darbotvarkės priekį", sako "Aerospace Corporation" atstovas William'as Ailor'as. Vienas nerealiausių, tačiau jo dažnai išgirstamų pasiūlymų yra paleisti didelį kamuolį putoplasto arba molio, kuris tarsi kempinė surinktų skeveldras. Vienintelė smulkmena yra tai, kad tokia "gniūžtė" turėtų būti didžiulė, kad realiai pasijustų jos poveikis, tačiau tada ji pati taptų grėsme kitiems palydovams ir erdvėlaiviams, sako Ailor'as.
Tokios ir panašios problemos kosminės erdvės valymo idėjas persekios mažų mažiausiai bent netolimoje ateityje. Tuo tarpu orbitinių nuolaužų ekspertas Klinkrad'as sako, kad geriausias sprendimas yra visai žemiškas: "Neteršk".