Проект команды "Комета 67"

Материал из Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Аппараты-дворники, очищающие космическое пространство от искусственного мусора

Проблема космического мусора становится всё более актуальной с каждым днём, и мы решили изучить работу аппаратов, создающихся для уборки космического пространства от искусственного мусора. Космический мусор, из-за своей высокой кинетической энергии фрагментов может серьёзно помешать работе ныне действующих спутников, а также некоторые элементы, витающие над Землёй на низкой орбите и обладающие токсичными или радиоактивными свойствами теоретически могут упасть на землю и привести к печальным для людей последствиям. Космические дворники могут быть запущены в производство через пару лет.

Группа исследователей из Федеральной Политехнической школы Лозанны намерена решить проблему космического мусора, учёные планируют построить спутники, которые станут очищать околоземное пространство от брошенных фрагментов аппаратов. Чтобы этого не произошло, учёные предлагают использовать статическое электричество для того, чтобы вывести космический мусор сначала на более высокую орбиту, а затем вытолкнуть его в открытый космос.

Общее количество космического мусора сейчас составляет:

  • 30 000 обломков больше 10 сантиметров в поперечнике
  • 670 000 обломков больше 1 сантиметра
  • 170 миллионов обломков больше 1 миллиметра

Среди этих объектов отработанные верхние ступени ракет, списанные или сломанные спутники, пусковые адаптеры, крышки от объективов и даже тонкие медные провода — все, что сопровождает запуск ракеты.

Необходимость в избавлении от космического мусора:

Острая необходимость в избавлении от космического мусора возникла по незнанию. В эпоху первых космических путешествий люди думали, что область вокруг Земли может поглотить практически неограниченное количество отходов. Поэтому все списанные в утиль спутники, использованные ступени ракет и прочие довольно крупные объекты инженеры со спокойной совестью оставляли в космосе.

В результате мир приближается к синдрому Кесслера — моменту, когда окружающий нас космический мусор сделает ближний космос практически непригодным для исследования.

Методика использования статического электричества для избавления от отходов применима далеко не ко всем окружающим Землю объектам. Разработана она преимущественно для того мусора, который находится на геостационарной орбите, то есть в 36 тысячах километров над поверхностью планеты. В этой зоне находится около 1200 крупных объектов, лишь треть из которых работает на благо человечества.

Метод Ханспетера Шауба:

Ханспетер Шауб - аэрокосмический инженер и автор новой методики. В отличие от большинства способов борьбы с космическим мусором, предполагающих физический контакт (ударить их чем-то вроде гарпуна, захватить специальным лассо или сеткой), технология Шауба бесконтактна. Для операции в космос будет запущен специальный аппарат GLiDer, который будет стрелять пучком электронов по крупным готовым к утилизации объектам. Таким образом кусок мусора получит слабый электростатический заряд, тогда как аппарат GLiDer приобретёт слабый положительный заряд. Поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу, объект последует за аппаратом как будто на буксире. При этом расстояние между телами составит от 15 до 25 метров.

Задействованные силы будут не слишком мощными, поэтому куски космического мусора будут медленно набирать скорость. По расчётам учёных, лишь через два или три месяца скорость будет достаточной для перемещения объектов на более высокую орбиту и дальнейшего их освобождения.

Когда пучок электронов будет выключен, мусор начнёт накапливать ионы и другие заряженные частицы из окружающего пространства с целью достичь нейтрального состояния. Тогда его можно будет отцепить с невидимого буксира и выбросить в открытый космос.

Таким образом аппарат GLiDer сможет выводить с орбиты по три объекта в год, а значит, для удаления 1200 кусков космического мусора потребуется очень много времени.

Другие способы очищения космического пространства от мусора:

Методика Шауба предназначена исключительно для удаления мусора с геостационарной орбиты. Но что делать с объектами на низкой околоземной орбите, которых также немало, учёным пока непонятно.

Мы могли бы выпустить облако вольфрамовой пыли на орбиту для создания атмосферного сопротивления на орбитальных высотах. С уменьшением скорости целостность орбит тысяч обломков космического мусора была бы нарушена. Небольшие кусочки мусора постепенно сходили бы со своих орбит в течение нескольких десятилетий (решение не мгновенное).

Чтобы это сделать, нужно выпустить облако вольфрамовой пыли — крошечные частицы не более 30 мкм в поперечнике — на высоте порядка 1000 километров, создав относительно толстый слой мелких частиц материи, которые будут полностью окутывать планету. Вольфрам, который почти в два раза плотнее свинца, прибавит существенный вес любому объекту, за который зацепится. Идея прекрасная - идеально подойдет для синдрома Кесслера - но в случае с крупными объектами работать не будет.

Проект CleanSpace

Швейцарский проект CleanSpace разрабатывается для того, чтобы удалять тысячи обломков, оставшихся от запусков ракет и спутников. Все эти объекты вращаются вокруг нашей планеты со скоростью более 28000 кмч. Космический уборщик будет захватывать эти ненужные более отходы и сбрасывать их в сторону Земли (мусор сгорит ещё при входе в атмосферу).

В практическом плане это означает, что количество ненужных деталей, дрейфующих вокруг нашей планеты, в скором времени существенно затруднит продвижение действующих космических аппаратов в пространстве. "Мы потеряли контроль над окружающей средой", – констатировал старший научный сотрудник NASA Дональд Кесслер автор доклада.

Инженеры S3 планируют запустить космического уборщика на орбиту с помощью лайнера Airbus A300.

Когда самолёт достигнет высоты в 80 километров, многоразовый суборбитальный шаттл высвободит капсулу, выпускающую спутник на высоте в 700 километров. По данным компании, такой трёхфазовый процесс позволит сократить затраты на запуск в четыре раза. Многоразовое использование отдельных составляющих позволит дополнительно сократить расходы на запуск устройств.

Швейцарская компания собирается запустить первый аппарат системы CleanSpace в 2018 году и сообщает, что сейчас дорабатывается конструкция спутника. Устройство сделали легче, чем планировалось изначально: теперь он будет весить всего около 30 килограммов.


На визитку команды

На список проектов всех команд

На страницу проекта Самара. Космос. Новый виток

На главную