Két elhalványult műhold szinte összeütközött január 29-én, és közeli hívásuk (az objektumok körülbelül 154 méterrel, vagy 47 méterrel elmaradtak egymástól) figyelmét felhívta a figyelmet a Föld felett messze egyre növekvő problémára: egy űrhajózási felhőre.
Tárgyak milliói alkotják ezt a keringő szeméttelepet, ahol a sérülékeny fragmentumok megközelítőleg 18 000 mph (19 000 km / h) sebességet érhetnek el, körülbelül hétszer gyorsabban, mint egy golyó sebessége - állítja a NASA. Körülbelül 500 000 darab törmelék legalább márványméretű, és körülbelül 20 000 darab méretű puhalabda vagy annál nagyobb - jelentette ki a NASA 2013-ban.
A rendetlenséget növeli a miniatűr műholdak elnevezése, az úgynevezett kockák. Ezek a 4 hüvelyk hosszú (10 centiméter) kockák mindössze 3 lb súlyúak. (1,4 kilogramm), és az indítási költségek 40 000 dollártól kezdődnek; A Los Alamos Nemzeti Laboratórium szerint a magánvállalatok az ezreken keresztül megbízják őket az adatok gyűjtésével, valamint internetes és rádiós szolgáltatás biztosításával.
Az űrsűrűség növekedésével az űrmérnökök olyan technológiákat és rendszereket fejlesztenek, amelyek megakadályozzák a baleseteket a működő műholdak, a jövőbeli űri missziók, valamint a földön élő emberek és vagyon védelme érdekében - mondta a Los Alamos szakértői a Live Science-nek.
Körülbelül 5000 műhold szállít hasznos rakományt bolygónk körüli pályára, de csak körülbelül 2000 aktív és kommunikál a Földdel - mondta David Palmer, a Los Alamos-i űr- és távérzékelő tudós.
"Jelenleg, amikor valami elindul - és egy rakéta 100 vagy több műholdat képes felszabadítani - az üzemeltetőknek és az űrfelügyeleti embereknek nyomon kell követniük a rakéta által kibocsátott minden űrtechnikai darabot, és egyedileg meg kell határozniuk, melyik darab melyik" - mondta. Élő tudomány
Palmer a műholdak elektronikus típusú rendszámának kidolgozására irányuló projekt fő kutatója. Ez lehetővé teszi az orbiták számára, hogy addig közvetítsék a tulajdonosokat és helyzetüket, amíg űrben vannak, még akkor is, ha a műholdas működése megszűnik.
Önellátó és lézer pulzáló
Az úgynevezett rendszámtábla körülbelül egy Scrabble csempe méretű, elég kicsi ahhoz, hogy még apró kockákig is elvihesse. A rendkívül alacsony erőforrású optikai azonosítónak, vagy az ELROI-nak nevezett egyedi azonosító kódot - műholdas licencszámot - állít elő egy lézerrel, amely másodpercenként 1000-szer villog. A villogással létrehozott minták soros kódokká alakulnak, amelyeket a földön lévő távcsövek olvashatnak, azonosítva a műholdas tulajdonosát és a koordinátákat.
Mivel az ELROI-t a saját napeleme táplálja, a műholdas élettartamának vége után képes "beszélni" a Földdel. Mivel az ELROI kicsi és könnyű, és nem igényel külső áramforrást, könnyen csatlakoztatható olyan űrtechnika alkatrészeihez, amelyekben nincs rádióadó, például rakéták, amelyek műholdakat indítanak az űrbe és szabadon lebegő szemétként szélnek fel.
Az ELROI kritikus szerepet játszhat az ütközések elhárításában azáltal, hogy nyomon követhető adatokat szolgáltat az egyre növekvő űrhulladék-felhőben lévő egyes tárgyakról. Még a működő műholdakban lévő rádióátvitelt és a riasztási szolgáltatókat is megfigyelheti, ha a kommunikáció megszakad - mondta Palmer.
"Az azonosító funkción túl alacsony sávszélességű diagnosztikai funkcióként is felhasználható. Tehát ez segít csökkenteni az űrben lévő törött műholdak mennyiségét" - tette hozzá. "Az rendszámtábla-technológia csak a megoldás része, de fontos része."
Rakéta tudomány
Amikor a rakéták műholdakat bocsátanak pályára, általában az összes üzemanyagot egyszerre elégetik. A rakéták feltöltése olyan üzemanyaggal, amely többször ismételten megújítható, a földi üzemeltetők számára pedig újabb lehetőséget kínálna a műholdak biztonságának megóvására az űrbe ütközésekről - mondta Nick Dallmann, Los Alamos kutatómérnöke a Live Science-nek.
"Amit itt dolgoztunk, Los Alamoson, egy szilárd rakéta készítése, amelyen elindíthatjuk, megállíthatjuk, majd újraindíthatjuk" - mondta Dallmann, az új módszer kidolgozásának projektvezetője. A rakéta üzemanyagának újraértékelése akkor is, ha a műholdas pályája eléri az irányítást, lehetővé tenné az űrtechnika számára, hogy a potenciális ütközés elkerülése érdekében irányt változtasson - magyarázta.
"Megérettük azt a koncepciót, amelyben a rakéta egy műholdasba integrált hasznos teher" - mondta Dallmann. "Lehetséges, hogy sok évvel azután, hogy a műholdat elválasztottuk a hordozórakéta felső szakaszától, hasznos rakományunkat fel lehet hívni vészhelyzeti orbitális hulladékkerülési manőver végrehajtására."
Az 1960-as évek óta a tudósok tudták, hogy az égési kamra gyors dekompressziója szilárd tüzelőanyagú rakéta esetén meggyulladhat az égés után. Dallmann és kollégái számára a kihívás egy újrafelhasználható gyújtórendszer létrehozása volt, amely egy olyan mechanizmussal kombinálható, amely az üzemanyagkamra gyors dekompressziójára szolgál.
Egy másik kihívás az volt, hogy hogyan állítsuk újra üzemanyagot, mivel a gyújtókat rendszerint az elsõ égés pusztítja el. Ennek megoldására a tudósok úgy döntöttek, hogy nem használják a hagyományos pirotechnikai gyújtót. Ehelyett kísérleteket végeztek a víz hidrogénné és oxigénné történő elkülönítéséről az égési kamrában, majd egy elektród használatával meggyújtották a szikra kialakulását. Ezután a kutatók az égést dekompresszióval eloltották.
"Ezt olyan mértékben fejlesztettük ki, hogy egy kis rakéta során egymást követő több égési folyamatot végezzünk" - mondta Dallmann. A következő lépések körüli teszteket tartalmaznak a pályán: "ahol több égési sérülést hajtunk végre egy kockaüzem fedélzetén" - mondta Dallmann.
