فهرست مطالب:

چگونه مدار پایین زمین به انبوه زباله تبدیل می شود
چگونه مدار پایین زمین به انبوه زباله تبدیل می شود

تصویری: چگونه مدار پایین زمین به انبوه زباله تبدیل می شود

تصویری: چگونه مدار پایین زمین به انبوه زباله تبدیل می شود
تصویری: چین چگونه در گردش کره زمین اختلال ایجاد کرده است؟ 2024, مارس
Anonim

رد زباله‌های انسان مدت‌هاست که فراتر از سیاره و در فضا کشیده شده است. در حالی که فعالان و سیاستمداران در حال تصمیم گیری هستند که با زباله های خانگی روی زمین چه کنند، هزاران تجهیزاتی که مصرف شده است در مدارها جمع می شود.

بیایید بفهمیم که زباله‌های فضایی از چه چیزی ساخته شده‌اند، کجا قرار دارند و آیا زباله‌های "بهشتی" می‌توانند روی سر ما بیفتند (اسپویل: این قبلاً اتفاق افتاده است).

چه نوع زباله هایی در فضا پرواز می کنند

عصر فضا با پرتاب اولین ماهواره مصنوعی در سال 1957 آغاز شد. از آن زمان، بشر موشک های زیادی را پرتاب کرده و تقریباً 11000 ماهواره را در مدار قرار داده است. در سال های اخیر، تعداد ماموریت های فضایی به طور چشمگیری افزایش یافته است. اکنون فضای نزدیک به زمین نه تنها توسط ایالت ها مورد کاوش قرار می گیرد - شرکت های خصوصی و سازمان های غیرانتفاعی نیز به این تجارت ملحق شده اند. بار روی مدارها در حال افزایش است.

چگونه تعداد اجرام در فضای نزدیک به زمین تغییر کرد

تصویر
تصویر

با این حال، ماهواره ها، مانند هر تکنیک دیگری، خراب می شوند و منسوخ می شوند. آنها با دستگاه های جدید جایگزین می شوند و دستگاه های شکست خورده مجبور می شوند زندگی خود را در مدار به شکل آهن قراضه بگذرانند. در محیط های دور و نزدیک سیاره ما، "محل های زباله" ظاهر شده اند.

تمام اشیاء فنی غیرقابل عملیات و قطعات آنها به عنوان زباله های فضایی طبقه بندی می شوند. بیشتر آن صرف مراحل موشک، ماهواره های قدیمی و قطعات آنها می شود. با وجود پرتاب مداوم دستگاه های جدید، ماهواره های فعال در مدار بسیار کمتر از "ضایعات" هستند. طبق برآورد آژانس فضایی اروپا (ESA)، 128 میلیون زباله ریز در فضای نزدیک زمین وجود دارد که اندازه آنها از یک سانتی متر تجاوز نمی کند، 900 هزار قطعه از 1 تا 10 سانتی متر و 34 هزار - بیش از 10. سانتی متر برای مقایسه: تنها 3 ماهواره در حال کار وجود دارد، 9 هزار.

به طور فعال بشر از مدار پایین زمین (200-2000 کیلومتر بالاتر از سطح دریا) استفاده می کند. این بخش از فضای بیرونی "پرتراکم ترین" و در عین حال "کثیف ترین" است. در ارتفاع 650-1000 کیلومتری، اولین "محل زباله" واقع شده است - وسایل نقلیه قدیمی، زباله های با اندازه های مختلف و ماهواره های نظامی با تاسیسات هسته ای "در اینجا زندگی می کنند". چنین ارتفاعاتی برای ذخیره اشیاء بالقوه خطرناک تصادفی انتخاب نشده اند: آنها می توانند حدود دو هزار سال در آنجا باشند. دومین "محل آزمایش" رسمی در ارتفاع حدود 36 هزار کیلومتری قرار دارد - تمام ماهواره هایی که از مدار زمین ثابت خدمت کرده اند به آنجا فرستاده می شوند.

با این حال، زباله های فضایی نه تنها در مکان هایی که به طور ویژه برای آن تعیین شده اند، "پرواز" می کنند. برخورد با زباله در فضای نزدیک به زمین می تواند در هر جایی اتفاق بیفتد، زیرا پیش بینی حرکت ذرات کوچک تقریبا غیرممکن است. اما واقعاً می توان از قطعات بزرگ طفره رفت - بیشتر آنها توسط آژانس های فضایی جهان زیر نظر هستند. اگر در سال های آینده شرکت هایی مانند اسپیس ایکس، وان وب و آمازون هزاران ماهواره ارتباطی را بر روی زمین مستقر کنند، متخصصان باید حرکت در مدارها را با دقت بیشتری رصد کنند تا از حوادث جلوگیری کنند.

چه کسی زباله های موجود در فضا را ردیابی می کند

طبق گزارش ESA، شبکه های رصد فضایی به طور منظم تنها 28000 زباله به خصوص بزرگ را ردیابی می کنند. شبکه نظارت فضایی ایالات متحده یکی از برترین خدمات تحلیل مسیر زباله های فضایی است. کارشناسان کاتالوگی را نگه می دارند که در آن اجسام بزرگتر از 5-10 سانتی متر از مدار پایین زمین و زباله هایی که از فاصله 30 سانتی متری در نزدیکی زمین ثابت قرار دارند آورده می شوند.

در ایالات متحده، مراکز دیگری وجود دارند که داده ها را نه تنها در مورد "ضایعات"، بلکه در مورد دستگاه های عملیاتی نیز جمع آوری و پردازش می کنند.موقعیت‌های جغرافیایی آن‌ها در مالکیت عمومی در منبع Space Track منتشر می‌شود و از توییتر هجدهمین اسکادران کنترل فضایی، می‌توانید در مورد انهدام وسایل نقلیه خاص اطلاعات کسب کنید. بر اساس این اطلاعات، یک نقشه آنلاین Stuff in Space ایجاد شد که موقعیت ماهواره ها (نقاط قرمز)، اجسام موشک (آبی) و زباله های فضایی (خاکستری) را در زمان واقعی نشان می دهد. نقشه هر روز به روز می شود و به وضوح "رابطه" نزدیک بین دستگاه های عامل و "ضایعات" را نشان می دهد.

کشورهای اروپا، روسیه و چین نیز با استفاده از تلسکوپ ها یا رادارهای زمین ایستا حرکت در مسیرهای فضایی را رصد می کنند. به لطف خدماتی که احتمال تصادف را محاسبه می کند، برخورد در مدار نادر است.

زباله های فضایی از کجا می آیند؟

علیرغم این واقعیت که برخورد در فضا نادر است، آنها به طور جدی بر رشد "زمین های بهشتی" تأثیر می گذارند. یکی از جدی ترین حوادث فضایی در سال 2009 رخ داد: ماهواره ارتباطی آمریکایی ایریدیوم و دستگاه نظامی روسیه غیرفعال "Kosmos-2251" نتوانستند پراکنده شوند. "ملاقات" آنها باعث ایجاد ابر بزرگی از زباله های کوچک و بیش از 1.5 هزار قطعه بزرگ شد که تا به امروز در فضای نزدیک به زمین باقی مانده است.

محققان انفجارها را دلیل اصلی تشکیل زباله های فضایی می دانند. بیشتر اوقات آنها به دلیل نشت یا گرم شدن سوخت رخ می دهند که در مخازن مراحل بالایی که قبلاً صرف شده است ، آخرین مراحل موشک ها و ماهواره ها باقی می ماند. تجهیزات به دلیل نقص طراحی یا تأثیر محیط خشن فضایی منفجر می شوند. به عنوان مثال، در سال 2018 مراحل بالایی روسی و آمریکایی "فریگات" و "سنتور" در مدار سقوط کردند، در سال 2012 "بریز-ام" ما به قطعات پراکنده شد. در مارس 2021، یک ماهواره هواشناسی قدیمی ایالات متحده منفجر شد و یک سال پیش یک مرحله از موشک Cyclone-3 اتحاد جماهیر شوروی که به مدت 29 سال در فضای نزدیک به زمین بود، به 75 قطعه در حال رانش تبدیل شد.

آزمایش‌های سلاح‌های ضد ماهواره، رد بزرگی از زباله‌ها را به جا می‌گذارند. در سال 2007، چین Fengyun-1C خود را با یک موشک میان برد در ارتفاع 865 کیلومتری منهدم کرد. حدود 3،5 هزار شی بزرگ و تعداد غیرقابل شمارش قطعات تا 5 سانتی متر تشکیل شد. در سال 2019، هند نیز موشکی به ماهواره خود شلیک کرد - حدود 400 زباله در مدارهای بین 200 تا 1600 کیلومتر پراکنده شده است.

متخصصان ESA بیش از 560 مورد تخریب دستگاه را تجزیه و تحلیل کردند. همانطور که آنها اشاره می کنند، دلایل دیگری برای تشکیل زباله های فضایی در مدارها وجود دارد. اغلب، برخی از قطعات آن از دستگاه جدا می شود، به دلیل نقص در ساختار از بین می رود یا در هنگام تعامل با جو زمین از کار می افتد.

دلایل نابودی فضاپیماها

تصویر
تصویر

در سال 2020، متخصصان RS Components تجزیه و تحلیل کردند که کدام یک از قدرت‌های فضایی بیشتر از سایرین فضا را پر از فضا کرده است. مشخص شد که بیشترین بخش از لاشه هواپیمای ردیابی شده امروز متعلق به روسیه و کشورهای مستقل مشترک المنافع است - 14403 قطعه. در رتبه دوم ایالات متحده (8734) و در رتبه سوم - چین (4688) قرار دارد.

چرا زباله های فضایی خطرناک هستند

ماهواره های مدرن مجهز به محافظت در برابر ریزشهاب سنگ ها و زباله های فضایی هستند، اما "زره" همیشه نجات نمی دهد. بقایای انفجار با سرعت اولیه به حرکت خود ادامه می دهد. از آنجایی که هیچ نیروی اصطکاک محسوسی در فضا وجود ندارد و گرانش معمولی عمل نمی کند، عملاً سرعت آنها کاهش نمی یابد.

سرعت آنها می تواند به 8-10 کیلومتر در ثانیه برسد که تقریباً هفت برابر سریعتر از یک گلوله است. ضربات قطعات کندتر نیز می تواند کشنده باشد. قطعات بیش از 10 سانتی متر قادر به نابودی کامل هواپیما هستند. برخورد با قطعات بیش از 1 سانتی متر باعث اختلال در عملکرد فضاپیما یا انفجار اجسام غیرفعال می شود. ذرات میلی متری در بیشتر موارد ترک ها و تراشه هایی را روی محفظه ها ایجاد می کنند.

در سال 2016، یک زباله کوچک به اندازه یک ذره گرد و غبار، فرورفتگی 7 میلی متری را روی شیشه پنجره ایستگاه فضایی بین المللی ایجاد کرد.برخورد با هر قطعه زباله برای ایستگاه فضایی خطرناک است، زیرا با سرعت بیش از 7.6 کیلومتر در ثانیه در مدار حرکت می کند. ایستگاه فضایی بین المللی به طور مرتب مانورهای فراری را انجام می دهد و مدار خود را اصلاح می کند: پانل های ضد شهاب سنگ قادر به محافظت از خدمه در برخورد با زباله های بزرگ نیستند. گاهی اوقات فضانوردان مجبور می شوند ایستگاه را تخلیه کنند و منتظر لحظه نزدیک شدن خطرناک به زباله های فضایی در فضاپیمای سایوز باشند تا در صورت لزوم به سرعت "کشتی در حال غرق شدن" را ترک کنند.

بیشتر مانورهای فضاپیما برای جلوگیری از "برخورد" با زباله انجام می شود. این اقدامات هزینه بر است. کارشناسان ساعت ها را صرف محاسبه ریسک ها و برنامه ریزی یک مسیر جدید می کنند. در لحظه مانور، سوخت مصرف می شود که باید آن را با خود "در ذخیره" ببرید و دستگاه ها "بیکار" می مانند - آنها داده های لازم را برای محققان منتقل نمی کنند.

برای کسانی که روی زمین هستند، زباله های فضایی یک تهدید جدی ایجاد نمی کنند. دستگاه‌های کوچک موفق به سوختن در جو می‌شوند، در حالی که بخش‌های زیادی از موشک‌ها یا ماهواره‌ها، معمولاً در طول مسیر معینی به اقیانوس آرام یا سرزمین‌های خالی از سکنه در قزاقستان فرو می‌روند. فقط یک بار زباله های فضایی ساخته دست بشر به یک نفر برخورد کردند. در سال 1997، یک هواپیمای پرتاب آمریکایی دلتا 2 بر روی لوتی ویلیامز ساکن اوکلاهاما سقوط کرد. دختر ناامید شد که فهمید تکه‌ای از ستاره روی شانه‌اش افتاده نیست، بلکه تکه‌ای از مخزن سوخت بوده است.

مشاور علمی ناسا، دونالد کسلر، پیش بینی ناخوشایندی را در سال 1978 انجام داد. متعاقباً پدیده ای که او توصیف کرد "سندرم کسلر" نام گرفت. به گفته این اخترفیزیکدان، روزی غلظت "ضایعات" در فضا به قدری افزایش می یابد که تعداد تصادفات به طور غیرقابل کنترلی افزایش می یابد. زباله ها با هواپیما برخورد می کنند و آن ها تکه تکه می شوند و به اشیاء دیگر "حمله می کنند". انبوهی از ضایعات فلزی مدارهای پایینی را غیرقابل استفاده می کند و یک کمربند زباله در اطراف زمین ظاهر می شود که یادآور حلقه های زحل است. برخی از کارشناسان بر این باورند که غلظت بحرانی اجسام ساخته شده توسط انسان در مدار قبلاً رسیده است.

توصیه شده: